用單倍體育種法育成水稻新品種“單豐一號”

用單倍體育種法育成水稻新品種“單豐一號”單倍體育種法育成水稻新品種“單豐一號”

摘要：本研究采用單倍體育種法成功培育了一種高產(chǎn)、易栽培、抗病性強(qiáng)的水稻新品種“單豐一號”。在單倍體分離、誘導(dǎo)、篩選、基因組分析等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，最終獲得了穩(wěn)定的純合單倍體系，通過多次雜交篩選和標(biāo)記輔助選擇，篩選出了具有優(yōu)良性狀的雜交后代。經(jīng)過多年的示范種植和農(nóng)民試種，新品種在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性等方面表現(xiàn)優(yōu)異，具有一定的推廣價(jià)值和社會效益。

關(guān)鍵詞：單倍體育種法；水稻新品種；單豐一號；抗病性；高產(chǎn)

一、引言

水稻是當(dāng)今世界主要的糧食作物之一，是很多國家的重要經(jīng)濟(jì)支柱和國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。中國是世界上最大的水稻生產(chǎn)國，水稻在我國的種植面積、種植量以及食用量均處于全球領(lǐng)先地位。然而，隨著全球氣候變化、環(huán)境污染和人口增長等多種因素的影響，傳統(tǒng)的水稻種植方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)今農(nóng)業(yè)的需求。因此，如何研發(fā)出生產(chǎn)成本低、產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良的新品種對于保障國家糧食安全和加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程有著至關(guān)重要的意義。

二、單倍體育種法的原理及優(yōu)勢

單倍體育種法是指通過化學(xué)和生物物理手段使雌雄單倍體合子發(fā)育成正常的有機(jī)體，目的是產(chǎn)生具有二倍體的性狀和廣泛遺傳變異的向性系或純系。單倍體技術(shù)可以快速檢測、觀測和選擇潛在遺傳材料，特別是將雜種進(jìn)行單倍體化后，可以快速地選擇植株，并進(jìn)行選擇育種。與傳統(tǒng)的育種方式相比，單倍體育種法有以下優(yōu)勢：

（1）可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲得大量有用的植株；

（2）提供了高效的育種方法，可以在一定程度上減少對育種資源的依賴；

（3）可以快速選擇出具有優(yōu)異性狀基因組的植株，縮短育種時(shí)間并增加育種效率；

（4）可以選擇和育成含有較少遺傳負(fù)擔(dān)的雜交后代及其組合，在防治水稻穗瘤病、稻瘟病等病害方面具有顯著的優(yōu)勢。

三、單倍體育種法在水稻育種中的應(yīng)用

單倍體育種法在水稻育種中的應(yīng)用較早，近年來，由于技術(shù)的進(jìn)步、理論的完善和方法的不斷創(chuàng)新，其在水稻育種中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，通過單倍體育種法，我們還可以得到新品種的好處：

（1）高產(chǎn)性：單倍體育種法不僅可以選擇高產(chǎn)性狀的基因型，還可以利用親本間的不同遺傳基礎(chǔ)，生產(chǎn)出高產(chǎn)性狀的雜交種，進(jìn)一步提高稻谷產(chǎn)量；

（2）更抗性：由于單倍體育種法對于病原體的選擇性，可以獲得高抗性水稻品種，使種植者在稻谷收獲時(shí)避免因病害而造成的損失；

（3）更易種植：通過單倍體育種法選育的水稻品種可以形成更好的外觀、更順應(yīng)環(huán)境的品種，更具耐受性及更易管理；

（4）更高品質(zhì)：單倍體育種法的技術(shù)儲備可以被用來選擇和改進(jìn)水稻的食品質(zhì)量，比如營養(yǎng)素含量、味道等方面。

四、水稻新品種“單豐一號”的培育

我國北方是水稻種植的主要區(qū)域之一，因其生長季溫度較低，且多受寒潮等不確定性因素的影響，傳統(tǒng)品種往往不能滿足田間耐冷、成熟度早、產(chǎn)量高等多種要求。針對這一問題，我們通過單倍體育種法成功育成了抗凍高產(chǎn)新品種“單豐一號”。具體步驟如下：

（一）單倍體分離和篩選

在初期實(shí)驗(yàn)中，我們通過改良交替低溫選擇單倍體獲得多個(gè)單倍體系，并通過生長狀況、花期、形態(tài)、株高、葉形和斑點(diǎn)和形態(tài)等指標(biāo)進(jìn)行篩選和鑒定，最終選出了穩(wěn)定的具有較好遺傳特征的單倍體系。通過基因組測序技術(shù)對選育的單倍體系的主效基因進(jìn)行了鑒定與多點(diǎn)標(biāo)記，確保了單倍體系統(tǒng)的純性和穩(wěn)定性。

（二）雜交和標(biāo)記輔助選擇

將單倍體系統(tǒng)與對應(yīng)的親本雜交，用酶標(biāo)技術(shù)對穗瘤病、稻瘟病等重點(diǎn)病害標(biāo)記輔助選擇，同時(shí)進(jìn)行性狀鑒定和純度篩選，篩選出具有優(yōu)良性狀的優(yōu)質(zhì)雜交后代。

（三）大面積試種

在全國多個(gè)主要水稻種植區(qū)進(jìn)行大面積試種，并從品種號編碼上將其定名為“單豐一號”。通過多年的示范種植和農(nóng)民試種，新品種在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性等方面表現(xiàn)優(yōu)異，具有一定的推廣價(jià)值和社會效益。

五、結(jié)論

通過單倍體育種法培育了抗凍高產(chǎn)新品種“單豐一號”，提高了水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)，解決了傳統(tǒng)品種生長季溫度較低、且多受寒潮等不確定性因素的影響的問題。我們相信單倍體育種法將會廣泛應(yīng)用于水稻育種，為保障國家糧食安全和加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程做出積極貢獻(xiàn)。六、推廣現(xiàn)狀與展望

單倍體育種法的應(yīng)用在水稻育種中已經(jīng)逐漸被廣泛接受和應(yīng)用。隨著技術(shù)的不斷優(yōu)化與進(jìn)步，單倍體技術(shù)的選擇育種效率、基因組解析能力、快速新種選育的技術(shù)儲備等方面都有著較大的提升。在我國，國家自然科學(xué)基金和農(nóng)業(yè)部的重點(diǎn)支持和資助下，單倍體育種法已經(jīng)逐漸普及和推廣?，F(xiàn)在已經(jīng)有許多新品種通過該技術(shù)被選育出來，并且得到了廣泛的應(yīng)用與推廣。

未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟，單倍體育種法的應(yīng)用將會越來越廣泛。在水稻育種中，單倍體育種法將有著更加重要的作用，它將幫助我們更好地解決水稻生長周期長、病害多、嚴(yán)格的育種標(biāo)準(zhǔn)等問題。在我國北方的低溫季節(jié)，通過單倍體育種法選育出的具有抗寒性能的水稻新品種將有著廣泛的應(yīng)用前景和推廣價(jià)值。同時(shí)，單倍體育種法對其他作物的選育也有著重要的應(yīng)用前景。

總而言之，單倍體育種法在水稻育種中的應(yīng)用，已經(jīng)在改善我國水稻