利用标记辅助技术将除草剂抗性导入受欢迎的水稻品种CO 51中：为节水节劳的直接播种水稻栽培铺平道路

《Plant Molecular Biology Reporter》：Marker Assisted Introgression of Herbicide Tolerance into Popular Rice Variety CO 51: Paving Way for Water and Labour Saving Direct Seeded Rice Cultivation

　　

摘要

大米仍然是最主要的粮食作物之一，为超过50%的亚洲人口提供食物。预计到2050年人口将增长，这需要粮食产量增加50%至70%，但面临土地、劳动力、水资源和自然资源的减少等挑战，同时气候变化也带来了威胁。在这些挑战下维持大米生产需要从传统的稻田种植和插秧方式转向更高效的水稻栽培方法，如直插式播种（Direct Seeded Rice, DSR），特别是在水资源和劳动力有限的条件下。然而，杂草侵扰成为直接插播式播种的主要限制因素，引入耐除草剂性状可能为我们提供有效的化学杂草管理方法，这在中国、美国、印度尼西亚和澳大利亚等国家已经得到应用。在本研究中，尝试通过MABB（Multilocus Advanced Backcross breeding）方法将 donor parent ROBIN-HTM 中的广谱除草剂Imazethapyr抗性导入 popular rice variety CO 51 中。通过使用紧密连锁的SSR标记RM6844进行正向选择，并结合56个全基因组SSR标记进行高效背景选择，培育出了26个BC?F?后代，其对Imazethapyr的抗性恢复率在88%到100%之间。对这26个BC?F?后代在直插式播种条件下的农艺评价显示，有19个家族对该除草剂具有完全抗性且产量很高。对CO 51的两个优良 NIL（Null Infected Lines）CBHTR22001和CBHTR22002的多点测试表明，它们的产量分别比CO 51提高了20.2%和22.4%。总体而言，本研究证明了MABB方法在加速开发适合直插式播种的耐除草剂大米品种方面的有效性。

大米仍然是最重要的主粮作物，为超过50%的亚洲人口提供食物。预计到2050年人口将增长，这需要粮食产量增加50%至70%，但面临土地、劳动力、水资源和自然资源的减少等挑战，同时气候变化也带来了威胁。在这些挑战下维持大米生产需要从传统的稻田种植和插秧方式转向更高效的水稻栽培方法，如直插式播种（Direct Seeded Rice, DSR），特别是在水资源和劳动力有限的条件下。然而，杂草侵扰成为直接插播式播种的主要限制因素，引入耐除草剂性状可能为我们提供有效的化学杂草管理方法，这在中国、美国、印度尼西亚和澳大利亚等国家已经得到应用。在本研究中，尝试通过MABB（Multilocus Advanced Backcross breeding）方法将 donor parent ROBIN-HTM 中的广谱除草剂Imazethapyr抗性导入 popular rice variety CO 51 中。通过使用紧密连锁的SSR标记RM6844进行正向选择，并结合56个全基因组SSR标记进行高效背景选择，培育出了26个BC?F?后代，其对Imazethapyr的抗性恢复率在88%到100%之间。对这26个BC?F?后代在直插式播种条件下的农艺评价显示，有19个家族对该除草剂具有完全抗性且产量很高。对CO 51的两个优良 NIL（Null Infected Lines）CBHTR22001和CBHTR22002的多点测试表明，它们的产量分别比CO 51提高了20.2%和22.4%。总体而言，本研究证明了MABB方法在加速开发适合直插式播种的耐除草剂大米品种方面的有效性。