一种耐盐碱水稻的重离子束诱变选育方法

本发明涉及水稻遗传育种，具体涉及一种耐盐碱水稻的重离子束诱变选育方法。

背景技术：

1、耐盐碱水稻品种的培育及利用是盐碱地种稻获得高产稳产最直接、最经济的技术方法之一。目前苏打盐碱地稻作区水稻耐盐碱品种相对匮乏，种质资源紧缺，适生耐盐碱水稻品种短缺，水田生产能力稳定性差。因此，培育适宜苏打盐碱地提质增效的水稻新品种，构建丰产高效栽培新技术，已成为重点研究方向之一。

2、目前，耐盐碱水稻育种仍存在以下不足：

3、一、耐盐碱性鉴定的时机滞后，育种周期长。传统育种中，耐盐碱性鉴定多置于品系比较阶段，即在品种选育的中后期才开始对稳定品系进行耐盐性评价。这种“先选育、后鉴定”的模式导致大量中间材料在前期选育过程中缺乏盐碱胁迫的定向选择压力，耐盐基因型与盐敏感基因型无法有效分离，大量不耐盐的中间材料被保留至后期才被淘汰，浪费了宝贵的育种资源和时间，导致选育效率低、周期长。

4、二、诱变育种与耐盐碱筛选缺乏有效集成。 诱变育种可以快速创造遗传变异，提高水稻育种效率。重离子束作为一种新型诱变技术，具有线性能量转移高、相对生物学效应好、诱变频率高等优势，可直接作用于水稻遗传物质，对水稻的不同性状产生变异。然而，现有诱变育种方法主要关注农艺性状变异的创造与筛选，缺乏将耐盐碱鉴定融入诱变后代多世代筛选流程的集成方案。诱变产生的变异群体虽然遗传多样性丰富，但若不在早期世代施加盐碱胁迫选择压力，耐盐碱变异个体容易在群体中丢失，难以被有效识别和固定。

5、三、耐盐碱性与丰产性、优质性、抗病性的协同改良不足。耐盐碱性是受多基因控制的复杂数量性状，与产量、品质、抗病性等性状之间存在复杂的遗传关系。现有育种方法往往将耐盐碱性作为单一目标进行选择，缺乏在多世代选育过程中同步兼顾农艺性状、米质性状和抗病性的系统方案，导致选育出的耐盐碱品种往往存在产量偏低、品质较差或抗病性不足等问题，难以在生产上大面积推广应用。

6、中国发明专利cn106613926a于2017年5月10日公开了一种重离子束c辐照诱变东北粳稻的方法。该方法以东北粳稻品种为辐照材料，采用重离子加速器以碳离子束（12c6+）辐照水稻胚部，辐照当代m0种子正常播种后将存活秧苗单本插秧，m1代成熟后混合收获脱粒保存；次年春将m1单本种植成m2代以获得突变植株；当年冬于海南三亚将m2代单株收获的变异株加代种植成m3代；下一年春将m3代植株单本种植成m4代，测产考种后选择出糙率77％以上、整精米率62％以上、直链淀粉15％～20％和垩白率20％以下的材料。然而，该技术仍存在以下不足：一是突变体筛选主要依赖m2～m4代的田间表型观察和品质性状检测，缺乏在早期世代对耐盐碱性状的定向胁迫筛选，耐盐碱变异个体难以在群体中被有效识别和保留；二是筛选主要集中在品质性状（糙米率、整精米率、直链淀粉含量、垩白率等），未涉及耐盐碱性状的鉴定与评价，无法直接用于耐盐碱水稻品种的选育；三是诱变后代虽经m3、m4代多代种植，但未与盐碱胁迫下的农艺性状协同选择相结合，耐盐碱性与丰产性、抗病性的同步改良缺乏系统方案。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种耐盐碱水稻的重离子束诱变选育方法，用以克服现有技术中耐盐碱性鉴定与诱变后代筛选相脱节、耐盐碱突变体筛选主要集中于单一发育阶段而缺乏全生育期评价、以及耐盐碱性与丰产性及抗病性协同选择不足的问题，包括以下步骤：

2、步骤s1，以碳离子束12c6+对水稻种子进行辐照，播种育苗，成熟后混收种子获得一代株系，冬季南繁加代种植所述一代株系，获得二代株系，所述二代株系自交产生性状分离，形成变异分离群体，基于生育期、株高、抗病性从所述变异分离群体中筛选变异株系，得到优良变异株系，即三代株系；

3、步骤s2，将所述三代株系的单株种植于苏打盐碱土壤中，在苗期和分蘖期进行耐盐碱胁迫，选择在苗期和分蘖期均保持存活且株高和叶龄均高于群体平均值的单株，记为候选单株；

4、步骤s3，将所述候选单株连续多代种植于盐碱池中，选择抽穗期不晚于亲本、有效分蘖数、穗粒数和结实率均不低于群体平均值的单株按株系收获保存，重复上述步骤连续进行2～4代，直至株系内各单株性状整齐一致、不再分离，以得到候选株系；

5、步骤s4，采用盆栽梯度鉴定法测定所述候选株系的耐盐碱性，以中度盐碱下产量保持率≥50%为判定标准筛选所述候选株系，得到若干耐盐碱株系，其中所述中度盐碱土壤条件为ph 8.2～8.6、ec 0.6～1.2ms/cm、esp 7%～10%；

6、步骤s5，将所述耐盐碱株系进行产量比较和抗病性鉴定，以得到产量高于对照品种、且叶瘟抗性达到中抗及以上、纹枯病抗性达到中感及以上水平的耐盐碱水稻品系。

7、进一步地，在所述步骤s1中，所述辐照前将水稻种子含水量调节至10%～15%。

8、进一步地，在所述步骤s1中，所述碳离子束12c6+的能量为80mev/u，线性能量转移（let）为20～60kev/μm。

9、进一步地，在所述步骤s1中，所述辐照的参数为：剂量200gy，剂量率50～60gy/min。

10、进一步地，在所述步骤s1中，所述从变异分离群体中筛选变异株系得到优良变异株系，其筛选标准为：所选优良变异株系的生育期与亲本品种相当，株高不低于亲本品种且在常规田间管理条件下无倒伏，且其叶瘟抗性达到中抗及以上等级。

11、进一步地，在所述步骤s2中，所述苏打盐碱土壤的条件为ph 8.0～8.5、ec 0.5～1.0ms/cm、esp 5%～10%。

12、进一步地，步骤s2中所述苗期为三叶一心期，所述分蘖期为分蘖盛期。

13、进一步地，在所述步骤s3中，所述盐碱池的土壤条件为ph 8.5～9.5、ec 0.7～1.5ms/cm、esp 10%～20%。

14、进一步地，在所述步骤s4中，所述盆栽梯度鉴定法设置非盐碱对照t0、轻度盐碱t1、中度盐碱t2、中度偏重盐碱t3四个梯度，其中t0土壤ph为6.5～7.5、ec≤0.2ms/cm、esp＜2%；t1土壤ph为8.0～8.5、ec 0.2～0.6 ms/cm、esp 3%～6%；t2土壤ph为8.2～8.6、ec0.6～1.2 ms/cm、esp 7%～10%；t3土壤ph为9.2～9.6、ec 1.2～2.5 ms/cm、esp 18%～22%；所述ec为采用1:5水土比浸提—电导率法测定的土壤电导率值。

15、进一步地，在所述步骤s5中，所述产量比较试验为连续2年的产量比较试验；所述抗病性鉴定包括稻瘟病抗性鉴定和纹枯病抗性鉴定，其中稻瘟病抗性鉴定采用苗期分菌系人工接种和成株期多点异地自然诱发鉴定相结合的方式进行，纹枯病抗性鉴定采用田间自然发病鉴定方式进行。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：采用碳离子束辐照使突变率升高，变异类型丰富，解决了诱变效率低的问题；将耐盐碱筛选嵌入诱变全过程，在早期世代即施加定向选择压力，解决了耐盐碱鉴定与诱变后代筛选相脱节的问题；通过苗期和分蘖期两阶段筛选结合盐碱池全生育期胁迫选择，解决了筛选阶段单一、缺乏全生育期评价的问题；通过多世代同步选择产量构成性状并结合品比和抗病鉴定，解决了耐盐碱与丰产抗病协同选择不足的问题；通过四梯度盆栽鉴定以产量保持率为量化指标精确决选，解决了后期缺乏量化评价标准的问题。