專利名稱：一種抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法
技術領域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)領域中的品種選育技術，涉及優(yōu)選適合鹽漬化土壤栽培的植物新品種的選拔方法，是一種抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法。
背景技術：
全球地表有10.5億hm2的鹽漬化土壤，其中2.3億hm2為具有生產(chǎn)可能性的非強度鹽漬化土壤。中國鹽堿土面積龐大，按其利用情況可分為鹽堿荒地和鹽堿耕地兩大部分。其中鹽堿荒地約2000萬hm2，鹽堿耕地約667萬hm2。灌溉農(nóng)田中大約有10％存在次生鹽堿化或具有次生鹽堿化危險，有80％左右鹽漬土尚未得到有效開發(fā)利用。因此開發(fā)和利用耐鹽堿作物是21世紀鹽堿荒地治理和土壤次生鹽漬化防治，解決糧食問題的一條重要途徑之一。中國東北西部鹽堿化土地面積有342萬hm2，占該地區(qū)土地總面積的20％。該鹽堿土不同于濱海鹽土，其主要特點是碳酸鹽含量高，pH多在8.5以上。主要分布于平原地區(qū)，地勢平坦，土層深厚，多具有豐富的地下水資源，對發(fā)展水稻生產(chǎn)較為有利，是具有巨大潛力的后備土地資源。在現(xiàn)有經(jīng)濟、社會條件相對落后，大規(guī)模工程治理存在困難的情況下，利用分子生物學等手段，篩選耐鹽堿品種，開展鹽堿地生物改良技術研究具有重要科學意義。
目前，國內外有關作物耐鹽堿種子資源評價工作多集中在耐鹽性研究上，缺乏耐堿性研究。有關植物的耐堿性室內鑒定，沒有成功的方法可以參考。而針對NaCl鹽耐性的作物篩選方法大致可概括為以下兩種田間篩選，適合于植物的耐鹽性鑒定，不適合耐堿性研究，費時、費力。
室內篩選，適合于植物的耐鹽性鑒定，不適合耐堿性研究。
發(fā)明內容
本發(fā)明主要采用5-20mM Na2CO3為選擇壓力，目的是提供一種抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法，解決鹽堿地生物改良中急需的關鍵技術問題，特別是找出耐堿性水稻育種材料的快速篩選方法，為培育農(nóng)作物新品種提供快速手段。
下面詳述本發(fā)明的構成。
在使用本發(fā)明前，首先選取2-4個標準對照品種，其中至少包括一對敏感品種和非敏感品種，然后對供試材料進行以下處理。
1、殺菌催芽。將干燥的水稻種子15-20粒裝入帶網(wǎng)眼的容器或種子袋中，浸沒于0.2％濃度的“本雷特”消毒液中，置于28℃-32℃恒溫箱中，高溫殺菌24-36小時。取出種子袋，用自來水清洗干凈，再置于28℃-32℃恒溫箱中高溫催芽30-40小時。
2、播種。將上述殺菌催芽的水稻種子播種于可浮于水面的特制尼龍網(wǎng)上，移入28℃-32℃可控溫室中，先用自來水培養(yǎng)7-10天。特制尼龍網(wǎng)的網(wǎng)眼小于水稻種子的大小。
3、予培養(yǎng)。將播種培養(yǎng)7-10天的水稻幼苗連同特制尼龍網(wǎng)一起轉移到予營養(yǎng)液，即用自來水調配的濃度為1/2C的木村予營養(yǎng)液中，在28℃-32℃可控溫室中進行處理前的予培養(yǎng)7-10天。
4、堿脅迫處理。將予培養(yǎng)的幼苗連同特制尼龍網(wǎng)一起轉移到堿處理液，即用濃度為1/2C的木村予營養(yǎng)液配制的5-20mM Na2CO3堿處理液進行堿脅迫處理7-10天。
5、恢復生長。將堿脅迫處理7-10天后的幼苗連同特制尼龍網(wǎng)用自來水沖洗干凈后，將其轉移到正常培養(yǎng)液，即濃度為1C的木村營養(yǎng)液中進行恢復生長14-20天。
6、堿害評價。對恢復生長處理14-20天后的幼苗分5-10級進行堿害綜合評價，確定每個系統(tǒng)的耐堿性大小。
本發(fā)明可廣泛應用于植物抗逆種子資源篩選與評價，特別是水稻耐鹽堿品種篩選以及耐堿性QTL遺傳解析、耐堿性功能基因定位。篩選到的優(yōu)良品系，既可作為一種抗堿性水稻育種材料加以直接利用，也可與優(yōu)良品種進行回交轉育，選育抗堿性強的水稻新品種。
具體實施例方式本發(fā)明主要特征包括選擇對照品種、殺菌催芽、播種、予培養(yǎng)、堿脅迫處理、恢復生長和堿害評價幾個部分。主要應用于水稻耐鹽堿種質資源篩選，其具有以下特征例如，適當改變Na2CO3處理濃度或播種尼龍網(wǎng)眼的大小，可應用于其它作物或牧草等植物苗期的耐堿性篩選和鑒定。殺菌用種子袋其主要特征是采用網(wǎng)眼式透氣結構，可用多種材料制作或作成其它形狀，例如耐水紙、筒狀或網(wǎng)眼塑料盒。殺菌劑以日本產(chǎn)的“本雷特”效果最好，但也可采用其它廠家的安全低毒的殺菌劑。28℃-32℃可控溫室是指溫濕度可以自動控制。播種后溫室實驗溫度范圍一般可在25-34℃之間變動、相對濕度在50-70％條件下進行。以水稻為例，Na2CO3最佳濃度為8-10mM，根據(jù)需要其濃度可在5-20mM范圍內進行調整。Na2CO3的處理時期為播種后卜2周。處理天數(shù)可根據(jù)Na2CO3濃度的大小進行調整。營養(yǎng)液采用日本木村B氏營養(yǎng)液為最佳，通過實驗也可用其它營養(yǎng)液配方。Na2CO3處理方式，只是代表堿性鹽處理的一種方法，如在適當改變處理濃度的情況下，可用NaHCO3代替Na2CO3處理等。如果用NaCl進行處理，在一定濃度下可供耐鹽性篩選。也就是說，用NaCl代替Na2CO3處理，可以改變成耐鹽性篩選。適當改變播種尼龍網(wǎng)眼大小或改變碳酸鈉鹽濃度，可用于水稻以外的作物或牧草的耐堿性篩選。
本發(fā)明具體操作過程是，將干燥的供試水稻種子，每系統(tǒng)15-20粒裝入帶網(wǎng)眼種子袋中，然后浸沒于0.2％濃度的“本雷特”消毒液中，置于30℃恒溫箱中高溫殺菌24小時。取出種子袋，用自來水清洗4-5次，再置于30℃恒溫箱中高溫催芽36小時。將上述催芽種子播種于特制尼龍網(wǎng)上，移入30℃可控溫室中用自來水培養(yǎng)7天。再將其轉移到濃度為1/2C的木村予營養(yǎng)液中，在30℃可控溫室中進行處理前的予培養(yǎng)7天。然后，用濃度為1/2C的木村予營養(yǎng)液配制的10mM Na2CO3堿處理液進行堿脅迫處理7天后，將幼苗連同特制尼龍網(wǎng)用自來水沖洗干凈后，再轉移到正常培養(yǎng)液，即濃度為1C的木村營養(yǎng)液中進行恢復生長14天。對恢復生長處理4天后的幼苗分5級進行堿害綜合評價，確定每個系統(tǒng)的耐堿性大小。
實施例供試材料以水稻品種Nipponbare和Kasalath為對照，來自Nipponbare和Kasalath的后代株系98份。選用5mM，10mM，15mM和20mM四種濃度的Na2CO3首先對親本Nipponbare和Kasalath進行了耐堿性預備鑒定。然后用如下標準方法進行了大量的篩選作業(yè)。即將種子浸入0.2％“本雷特”消毒液中，置于30℃恒溫箱中高溫殺菌24小時。用自來水清洗4-5次，再置于30℃恒溫箱中高溫催芽36小時。將催芽種子播種于特制尼龍網(wǎng)上，移入30℃可控溫室中用自來水培養(yǎng)7天。再將其轉移到濃度為1/2C的木村予營養(yǎng)液中，在30℃可控溫室中進行處理前的予培養(yǎng)7天。然后，用濃度為1/2C的木村予營養(yǎng)液配制的10mM Na2CO3堿處理液進行堿脅迫處理7天后，將幼苗連同特制尼龍網(wǎng)用自來水沖洗干凈后，再轉移到正常培養(yǎng)液，即濃度為1C的木村營養(yǎng)液中進行恢復生長14天。對恢復生長處理4天后的幼苗分5級進行堿害綜合評價。共鑒定了三個株系具有較強的苗期耐堿性，其中一個株系在pH11的強堿條件下，表現(xiàn)出強烈的耐性。2002年經(jīng)鹽堿地田間鑒定，其在生育后期仍表現(xiàn)了出色的耐堿性。證明本發(fā)明的先進性、實用性和有效性。株系鑒定結果被應用于耐堿性QTL定位研究上。
權利要求
1.一種抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法，其特征是包括1)殺菌催芽，2)播種，3)予培養(yǎng)，4)堿脅迫處理，5)恢復生長，6)堿害評價六個步驟；殺菌催芽步驟是，將干燥的水稻種子15-20粒裝入帶網(wǎng)眼的容器或種子袋中，浸沒于0.2％濃度的“本雷特”消毒液中，置于28℃-32℃恒溫箱中，高溫殺菌24-36小時，取出種子袋，用自來水清洗干凈，再置于28℃-32℃恒溫箱中，高溫催芽30-40小時；播種步驟是，將上述殺菌催芽的水稻種子播種于可浮于水面的特制尼龍網(wǎng)上，移入28℃-32℃可控溫室中，用自來水培養(yǎng)7-10天；予培養(yǎng)步驟是，將播種培養(yǎng)7-10天的水稻幼苗連同特制尼龍網(wǎng)一起轉移到予營養(yǎng)液，在28℃-32℃可控溫室中進行處理前的予培養(yǎng)7-10天；堿脅迫處理步驟是，將予培養(yǎng)的幼苗連同特制尼龍網(wǎng)一起轉移到堿處理液，進行堿脅迫處理7-10天；恢復生長步驟是，將堿脅迫處理7-10天后的幼苗連同特制尼龍網(wǎng)用自來水沖洗干凈后，將其轉移到正常培養(yǎng)液中，進行恢復生長14-20天；堿害評價步驟是，對恢復生長處理14-20天后的幼苗分5-10級進行堿害綜合評價，確定每個系統(tǒng)的耐堿性大小。
2.根據(jù)權利要求1所述的抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法，其特征是予營養(yǎng)液是用自來水調配的濃度為1/2C的木村予營養(yǎng)液。
3.根據(jù)權利要求2所述的抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法，其特征是堿處理液是用濃度為1/2C的木村予營養(yǎng)液配制的8-20mM Na2CO3堿處理液。
4.根據(jù)權利要求3所述的抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法，其特征是正常培養(yǎng)液為1C的木村營養(yǎng)液。
5.根據(jù)權利要求1所述的抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法，其特征是特制尼龍網(wǎng)的網(wǎng)眼小于水稻種子的大小。
6.根據(jù)權利要求5所述的抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法，其特征是當特制尼龍網(wǎng)的網(wǎng)眼小于水稻以外的作物或牧草種子的大小，可用于水稻以外的作物或牧草的耐堿性篩選。
7.根據(jù)權利要求1所述的抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法，其特征是用NaCl代替Na2CO3作為處理液，可作為作物或牧草的耐鹽性篩選。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)領域中的品種選育技術，涉及優(yōu)選適合鹽漬化土壤栽培的植物新品種的選拔方法，是一種抗堿性水稻育種材料的快速篩選方法。在使用本發(fā)明前，首先選取2－4個標準對照品種，其中至少包括一對敏感品種和非敏感品種。然后對供試材料進行以下處理，1.殺菌催芽，2.播種，3.預培養(yǎng)，4.堿脅迫處理，5.恢復生長，6.堿害評價。本發(fā)明可廣泛應用于植物抗逆種子資源篩選與評價，特別是水稻耐鹽堿品種篩選以及耐堿性QTL遺傳解析、耐堿性功能基因定位。篩選到的優(yōu)良品系，既可作為一種抗堿性水稻育種材料加以直接利用，也可與優(yōu)良品種進行回交轉育，選育抗堿性強的水稻新品種。
文檔編號A01H1/04GK1413448SQ02144619
公開日2003年4月30日 申請日期2002年11月23日 優(yōu)先權日2002年11月23日
發(fā)明者梁正偉, 王志春 申請人:中國科學院長春地理研究所