阅读说明：本技术 一种空间诱变早熟稻的育种方法 (Breeding method of space mutation early-maturing rice ) 是由 卢卫红 曾德勇 秦月 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：一种空间诱变早熟稻的育种方法,属于农业技术领域。本发明的目的是为了解决我国常规育种资源过于单一、优质种源匮乏的问题,所述方法为：回收经过空间诱变后的早熟稻种子,地面种植所回收的全部干种子,形成F1代植株混合体；混收F1代植株所结种子,在F2代与赣早灿59号早熟稻杂交,将杂种F1单株与赣早灿59号回交,利用分子辅助标记目的基因OsHMA3植株,选择带有标记的植株进行自交；选择优异个体人工插秧。本发明进行空间诱变,改变早熟稻的性能,使得早熟稻种子产生较高频次、类型丰富的变异,通过地面种植获得有益变异类型后,将有益的变异类型与常规的早熟稻进行杂交组合,能有效提高早熟稻产量。(A breeding method of space mutation early-maturing rice belongs to the technical field of agriculture. The invention aims to solve the problems of single conventional breeding resources and poor high-quality provenance in China, and the method comprises the following steps: the early-maturing rice seeds after space mutagenesis are recovered, all the recovered dry seeds are planted on the ground, and an F1 generation plant mixture is formed; the seeds of the plants of the F1 generation are harvested in a mixed manner, the hybrid F1 single plant is backcrossed with the No. 59 Jiangxiang rice in the F2 generation, and the OsHMA3 plant with a target gene is labeled by a molecular assistant, and the plant with the label is selected for selfing; selecting excellent individual artificial transplanting. The method carries out space mutagenesis to change the performance of the early maturing rice, so that the early maturing rice seeds generate high-frequency and rich-type variation, beneficial variation types are obtained through ground planting, the beneficial variation types are hybridized and combined with the conventional early maturing rice, and the yield of the early maturing rice can be effectively improved.)

一种空间诱变早熟稻的育种方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种空间诱变早熟稻的育种方法。

背景技术

随着世界人口的爆炸式增长，耕地面积日益减少，水资源严重不足，化肥的有效率也 逐渐降低，世界粮食的供应又会面临新一轮的短缺，水稻作为最重要的粮食作物之一，也 面临着资源有限性的问题，在水稻育种持续利用相同的骨干亲本及品种推广的单一化，导 致了大量优良基因丧失和遗传基础狭窄，进而造成产量水平难以突破和抗性的遗传脆弱 性。因此迫切需要寻求发掘高产、优质、高效、抗逆性的水稻新品种的育种方法。

空间环境具有强辐射、微重力、高真空、弱磁场等特点。而空间诱变的效应是各种因 素综合导致的，其中辐射是与生物体的变异关系最为密切的，当植物被宇宙高能粒子击中， 会产生各种DNA和染色体结构的变化，并影响基因的表达。其是我国空间生物学与水稻遗传育种的创新结合，在水稻种质创新及品种选育中发挥着突出作用。

发明内容

本发明的目的是为了解决我国常规育种资源过于单一、优质种源匮乏的问题，提供一 种空间诱变早熟稻的育种方法，该方法利用返回式卫星搭载早熟稻进行诱变，然后进行抗 性及分子手段进行鉴定。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种空间诱变早熟稻的育种方法，所述方法包括如下步骤：

步骤一：回收经过空间诱变后的早熟稻种子，地面种植所回收的全部干种子，形成F1代植株混合体；

步骤二：混收F1代植株所结种子，在F2代与赣早灿59号早熟稻杂交，获得杂交植株，将杂种F1单株与赣早灿59号回交，利用分子辅助标记目的基因OsHMA3植株，选 择带有标记的植株进行自交；

步骤三：选择优异个体，挑选生长能力强的水稻单株；

步骤四：人工插秧：播种期5月，秧田播量450～525kg/hm^-2，栽插行株距采取 27cm*14cm，穴插3～4苗的插植方式。

本发明相对于现有技术的有益效果为：本发明利用返回式卫星搭载早熟水稻种子进行 空间诱变，改变早熟稻的性能，使得早熟稻种子产生较高频次、类型丰富的变异，通过地 面种植获得有益变异类型后，将有益的变异类型与常规的早熟稻进行杂交组合，能有效提 高早熟稻产量，为加快寒地优质、高产、多抗、广适水稻新品种选育提供有益思考和技术依据。

具体实施方式

下面结合实例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明 技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本 发明的保护范围中。

具体实施方式一：本实施方式记载的是一种空间诱变早熟稻的育种方法，所述方法包 括如下步骤：

步骤一：回收经过空间诱变后的早熟稻种子，地面种植所回收的全部干种子，形成F1代植株混合体；

步骤二：混收F1代植株所结种子，在F2代与赣早灿59号早熟稻杂交，获得杂交植株，将杂种F1单株与赣早灿59号回交，利用分子辅助标记目的基因OsHMA3植株，选 择带有标记的植株进行自交；

步骤三：选择优异个体，挑选生长能力强的水稻单株；生长能力强指的是在本领域技 术人员看来单株株高、茎秆粗细适中，茎壁厚，有弹性有效穗数多、结实率高的水稻单株；

步骤四：人工插秧：播种期5月，秧田播量450～525kg/hm^-2，栽插行株距采取 27cm*14cm，穴插3～4苗的插植方式。

本发明利用返回式卫星将水稻搭载到距离地球200～400km的高空环境下，在强辐射、 微重力等诱变因素下，使水稻种子发生遗传性状变异。返回地面后，经杂交育种，种植观 察与鉴定，利于有益变异选育出水稻新品种。

具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种空间诱变早熟稻的育种方法，步骤一中， 所述早熟稻种子经过总辐射剂量为0.970mGy，飞行重力为10^-4-10^-6g。在卫星上设置了三 个辐照位置，由硅望远镜、中子计数器和TLD测定三个位置的辐照剂量为0.970mGy。

具体实施方式三：具体实施方式一或二所述的一种空间诱变早熟稻的育种方法，步骤 一中，所述早熟稻种子为粳稻品种DN423。穗大、粒多，分蘖少。

具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种空间诱变早熟稻的育种方法，所述的空 间诱变方法为搭载SJ-10返回卫星进行诱变处理，保留种子作为地面对照。该卫星于北京 时间2016年4月6日在酒泉发射中心发射，进行了12.5天的太空飞行(轨道高度252公里；轨道倾角43°)。利用返回式卫星、神州飞船，进行作物种子的空间搭载实验，利用航 天诱变技术，育成或发掘新品种，新体系。航天育种工程的实施，为我国农业科学探索农 作物的空间诱变育种机理、全面农作物育种提供一个平台。

具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种空间诱变早熟稻的育种方法，对植株品 质性状检测包括直链淀粉含量、株高、穗长、穗数、穗粒数、种子活力测定。稻谷的直链淀粉含量、粒型、垩白是稻米质量的重要影响因子，通过对水稻质量指标的测定，来研究 水稻的品质。

具体实施方式六：具体实施方式一所述的一种空间诱变早熟稻的育种方法，步骤四中， 回收的种子种植在黑龙江省五常市(北纬45°10'3.82”，东经126°57'13.78”)。五常市被 誉为优质稻米之乡，具有得天独厚的水稻生产资源。将经过空间搭载的水稻种植于五常市， 借助泉水灌溉，加上充足的日照，培育出优质水稻。

实施例1：

步骤1、粳稻品种DN423的种子，分为两类(处理和对照，每组1200个种子)。将 处理组的种子放在生物辐射箱中，然后装载到SJ-10返回卫星(中国甘肃酒泉卫星发射中 心)上，该卫星于2016年4月6日发射，进行12.5天的太空飞行(轨道高度252公里； 轨道倾角43°)。将对照组的种子放在地面上(4℃恒温保存)。

步骤2、混收F1代植株所结种子，在F2代与赣早灿59号早熟稻杂交得到BC₁F₁， 将BC₁F₁杂种单株与赣早灿59号回交得到BC₂F₂，利用分子辅助标记目的基因OsHMA3 植株，选择带有标记的植株进行自交至BC₂F₃。

步骤3、从中选择优异个体，挑选生长能力强的水稻单株；人工插秧：播种期5月，秧田播量525kg/hm^-2，栽插行株距采取27cm*14cm，穴插4苗的插植方式。

表1实施例1杂交组合的主要农艺性状表

项目	株高(cm)	穗长(cm)	每穗实粒数(粒)	每穗总粒数(粒)	直链淀粉含量(％)
						粳稻DN423	98.1	16.4	35	112.4	14.7
杂交水稻	121	34	48	201.9	18.3

从表1中可以看出，杂交早熟稻的新组合有一定的产量优势。