利用根系指標選育超級稻方法技術

本發明專利技術公開了一種利用根系指標選育超級稻方法，屬于水稻育種領域。本發明專利技術所述的利用根系指標選育超級稻方法，控制水稻親本和組合的根系總量，其親本及組合的平均每有效分蘗的不發根節數量在５節以上，增加根系的平均長度和分枝，使２０厘米以下土壤中的根系比例占總根量的２０％以上。本發明專利技術確定了超級稻選育具體根系指標，明確水稻的根系不是越發達越好，以不發根節數作為鑒定和選擇指標，具有直觀、方便、可操作性強等優點。采用該方法選育的超級稻親本和組合，可防止選育后期早衰，提高超級稻的結實率和籽粒充實度，充分發揮超級稻新組合的高產潛力。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水稻育種領域，涉及一種利用根系指標選育超級稻方法。
技術介紹
根系是水稻固定植株、吸收營養和水分，以及合成激素等的重要器官。根系對水稻產量、品質、抗逆等的作用已經取得廣泛成果和共識。目前國內外對根系的研究也取得了豐富的成果，在根系形態、生理生化以及遺傳方面都有很大的進展。育種學家也開始把根系的改良列入水稻發展的主要內容之一。但是，由于根系研究的難點，使人們對它的認識還有很大的局限性，根系對葉片功能、產量的具體作用等還有不同觀點。對于水稻究竟需要培養什么根系，還沒有一個統一的結論。因此在水稻育種中，對根系的改良沒有具體可操作的育種指標，而且由于根系觀測和分析的困難，使對水稻根系性狀的改良選擇、鑒定難以開展。這是目前國內外的共同難題。
技術實現思路
本專利技術目的在于解決現有技術中存在的問題，控制水稻親本和組合的根系總量，提供一種利用根系指標選育超級稻方法。本專利技術所述的利用根系指標選育超級稻方法，其特征在于水稻親本和組合選育時控制根系總量，其親本及組合的平均每有效分蘗的不發根節數量在5節以上。本專利技術所述的利用根系指標選育超級稻方法，其特征在于其親本及組合選育時增加根系的平均長度和分枝，使20厘米以下土壤中的根系比例占總根量的20％以上。本專利技術確定了超級稻選育具體根系指標，明確水稻的根系不是越發達越好，以不發根節數作為鑒定和選擇指標，具有直觀、方便、可操作性強等優點。采用該方法選育的超級稻親本和組合，可防止選育后期早衰，提高超級稻的結實率和籽粒充實度，充分發揮超級稻新組合的高產潛力。傳統的育種理論要求水稻具有發達的根系，但是沒有具體的指標。根系是不是越發達越好？專利技術人根據多年的研究結果認為，水稻的根不是越發達越好，而是應該數量適當，才能功能持久。主要原因是1.根系穿鞘生長對葉片造成損傷，直接影響葉片衰老。專利技術人在研究中發現水稻根系生長必定穿過葉鞘基部，對葉鞘造成損傷，同時也可能引起病菌入侵穿過生長的部位等，從而加速被根系穿過生長的葉片的衰老和死亡。通過對300余個不同類型品種在不同年份中的研究驗證了這一推斷，齊穗期綠葉數與不發根節數量呈極顯著正相關，其相關系數0.8457，直線回歸方程是y＝0.0045+0.9756x，如圖1所示。也即，當水稻不發根節數為N時，則齊穗期具有N片左右的功能葉片。由于水稻的不定根總量由發根節數和每個發根結上所發生的不定根數量這兩個因素決定，而發根節數對于根系的總量更為重要。所以，發根節位高，數量多，則總根量就多；反之則少。因此，對于超級稻及其親本而言，要使其后期具有更多的功能葉片，則需要控制發根節的數量，以保持水稻在生育后期(主要是齊穗期以后)有足夠的綠葉數量，滿足后期庫的需要。在實際育種中，選擇不發根節數量大于5的親本和組合，以培育和篩選后期不早衰，提高結實率，尤其是提高籽粒充實度，充分發揮高產潛力的超級稻新組合。2.根系形態建成及維持所需要的能量和物質消耗，對葉片形成營養競爭。長期以來對水稻根系的認識集中在根系的作用，忽略了根系的形態建成和維持需要消耗大量能量和物質。因此，過量的根系對產量沒有幫助，反而消耗能量，對葉片光合產物形成過多的分流，影響葉片功能和產量形成。適當增加根系的分布深度，主要是適當增加根系的平均長度，使20厘米以下土層中的根系比例在20％以上。總體而言水稻屬于淺根系作物，但是不同品種間的差異還是很明顯的。早期的研究曾經表明，要取得更高產量，需要增加深層根的比例。專利技術人的研究結果表明，20厘米以下土層中根系的比例提高，有助于防止水稻后期早衰，并提高產量。這主要由于，第一，表層20厘米內的土壤中根系密度太大，導致根系的生長空間、能夠利用的營養成分大大減少，同時有可能使個體根系間的化感抑制作用大大增強。第二，相對表層土壤，單位根量能夠利用的深層土壤中的養分就較多，個體間的抑制作用也較弱。其他作物的同類研究也一定程度上驗證了這一結果。同時，專利技術人通過研究，確定了一個可以具體判斷的根系分布比例，即20厘米以下土壤中的根系比例應高于20％。附圖說明圖1為水稻齊穗期綠葉數與不發根節數的關系圖。具體實施例方式利用根系指標選育超級稻方法，是一種利用根系的具體指標選擇超級稻親本和組合的育種技術，是通過控制根系的總量和適當增加深層土壤中的根系的比例來達到的。具體方法是控制根系發生的節位數量，增加20厘米以下土層中根系的比例。控制發根節的數量，增加不發根節數量。在超級稻的育種過程中，在充分考慮超級稻地上部株型指標的前提下，選擇平均每有效分蘗的不發根節數量為5～8的親本和組合。從而使其在生育后期有足夠的綠葉數量，保持強勁的源，充分發揮產量潛力。增加深層土壤根系比例，指在超級稻選配過程中，其親本和組合具備在20厘米以下土層中的根系比例為20～40％的根系特性。這使所選擇的育種材料和組合的根系在土壤中的分布更加合理。根據以上原則，選育了若干個試驗組合，畝產超過600公斤，其根系特征是根系總量適宜，深層根比例較高。其平均每有效分蘗的不發根節數量為5～6節，比汕優63多1～2節，而20厘米以下土層中的根系比例為25％左右，比汕優63高5個百分點左右。在試驗中的表現為后期抗早衰，青桿黃熟，結實率高。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
利用根系指標選育超級稻方法，其特征在于水稻親本和組合選育時控制根系總量，其親本及組合的平均每有效分蘗的不發根節數量在５～８節。

【技術特征摘要】
1.利用根系指標選育超級稻方法，其特征在于水稻親本和組合選育時控制根系總量，其親本及組合的平均每有效分蘗的不發根節數量在5～8節。2.如權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳偉明，程式華，曹立勇，占小登，
申請(專利權)人：中國水稻研究所，
類型：發明
國別省市：86[中國|杭州]