Bt转基因抗螟虫粳稻新品系选育策略与进展

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1、Bt转基因抗螟虫粳稻新品系选育策略与进展陈文岳俞祥群宋亮应武（杭州市农业科学研究院，浙江杭州310024）扌商要：以克蛾稻或其衍生抗虫材料为亲本，与农艺性状优良的粳稻品种杂交，经常规筛选、花药培养、分子辅助选择等手段进行选育，结果表明，：采用分子辅助选择手段对育种材料进行检测，并通过加犬双亲遗传距离，或采用与故新高产品种杂交，以及增加低世代（F2和F3）群体规模，有利于打破克螟稻屮转基因和其它不良基因可能存在的连锁关系，增加获得高产抗虫株系的机会，同时，发现回交、花培技术町以迅速获得Bt转基因纯合的新品系，是有效的克螟稻改良技术路线。此外，采用上述方法育成了6个集高产和抗虫于一体的优良粳稻新

2、品系，经品比试验和III间抗虫试验表明，选育出的转基因新品系，较克螟稻极显著增产，其中1个新品系的产虽与当前本地主栽品种（秀水63）相仿，田间表现高抗鳞翅目害虫。关键词：转基因水稻；杂交育种；花药培养；辅助选择1998年浙江大学核农所利用根癌农杆菌介导法将密码了经优化的苏云金芽胞杆菌（Bacillusthuingiensisr缩写为Bt丿杀虫晶体蛋白基因导入水稻中，育成了转基因稳定遗传，对二化螟、三化螟、稻纵卷叶螟等8种鳞翅口害虫表现高抗的肮转基因水稻一一“克螟稻1号（KMD1）、克螟稻2号（KMD2）”[1],为解决螟害问题捉供了一条新的途径。但是“克螟稻”的农艺性状明显变劣⑵，难以作为品

3、种直接利用。不过根据杂交低世代的观察，其可以通过常规朵交育种技术将抗虫基因转移到其它品种中。因此，有望作为优异的抗虫种质资源，在水稻抗虫性改良中应用咖。然而，尽管所有研究都表明KMD1和KMD2中的肮基因在克螟稻中表现为单考贝插入，后代遗传表现单显性基因模式叫但育种实践表明，农艺性状良好的F,或几代很少有Bt基因纯合株，转基因纯合株的农艺性状总体差于阴性个体⑷。因此，要育成丰产的纯合系，其难度远比预想的要人。为此，本研究结合育种实践，通过回交、花培等手段筛选高产优质抗螟虫粳稻新詁系的基础上，对不同的选育策略进行分析、总结、评价，以期建立可行的克螟稻遗传改良程序，快捷、冇效的杂交后代抗虫植株的

4、筛选方法，为“克螟稻”优良种质的育种利用提供成功实例和实践经验。1材料与方法1.1供试材料与田间种植以克螟稻1号（KMD1）及杂交后株系F他2（以秀水11为轮回亲木与KMD1的BCE材料）为抗螟亲本（父本），与常规粳稻品种秀水11、秀水63、甬粳18、杭43及杂交粳稻恢复系材料RF^8、RS翻、RSetm、RS6082（分别为浙江嘉兴农科院、浙江宁波农科院、江苏淮安农科院及杭州农科院提供）杂交配组。后代群体分别编号：A系列为常规粳稻品种与KMD1杂交；B系列为常规粳稻品种与F似2杂交；C系列为粳稻恢复系与KMD1朵交。为加快育种进程，材料每年进行本地（杭州）本季播栽、异地（海南陵水）异季加代

5、。口间育秧苗移栽，木皿插种密度为15X15cm,全生育不喷施防螟农药，肥水等其余田间管理措施按常规方法进行。1.2GUS组织化学染色法叶片GUS染色，参见王忠华等的方法⑸。胚乳GUS染色，参见谢小波等的方法⑹。活体GUS染色，类似于胚乳的方法，略作改动。即浸种后3d左右，种子萌发，破胸出芽，当种根长度达到半粒谷长吋，转移种子至GUS染色液屮，约过10h以上即可检查，胚根呈蓝色的记为GUS卜、未染色的记为GUS-o1.3潮霉素叶面喷施筛选法试验用潮霉素B为Roche公司产品，纯度80%。叶面喷施操作参见王彩霞等的方法⑺。主要步骤为，在田间待水稻幼苗长至4叶1心吋，直接将潮霉索溶液（浓度为75m

6、g-L-l>并加入几滴DMSO）喷洒至幼苗叶片上,处理后观察叶片中毒症状。1.4花药培养花药培养采用一步成苗法叫基本培养基为MS的大量元素和1/2的微量元素,加KT2mg*L_NAA2mg*L_IAA2mg*L_1>蔗糖3%、pH5.8.琼脂0.6%⑼。主要步骤如2清晨取样的穗了置10°C冰箱低温预处理8〜10d。然后选取小抱子处于单核中期至晩期的小穗，用纱布包裹好依次浸入75%酒精30s、1%次氯酸钠15min.3%H20210min,最后用无菌水冲洗3〜4次。取上述表面灭菌小穗内的花约进行接种，每个组合接30管，毎管接种花药约60枚，25°C下进行愈伤组织诱导和绿苗分化培养，约经30

7、〜40d后，将具冇小芽再生的试管转移至光下培养。待小苗长至10cm左右高时移栽入土。1.5育种方案在过去几年屮，采用几种不同的育种策略对克螟稻的产量特性进行改良。在试验早期，主要采用“常规混合选育法”，其核心是：利用农艺性状良好的高产优质粳稻新品种做母本，以KMD1为父本进行杂交配组，按照常规育种法进行选育。主要步骤为R单本栽插，根据农艺性状表现淘汰伪朵种，成熟时组合混收；E少本从插，每个组合300从，依据田