CN101015269A - 一种从粳型光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从粳型光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育的方法，是利用花药培养技术实现的；其步骤：选用光温敏雄性核不育系与优质粳稻雄性核不育恢复系杂交；通过对两系杂交后代SF₂不育株进行花药培养，获得细胞质雄性不育株；通过优质粳稻材料与细胞质雄性不育株进行连续回交和同步自交，获得优质粳型细胞质雄性不育系及其保持系；通过恢复系与该细胞质不育株测交，筛选出恢复力高的细胞质雄性不育恢复系。有益效果是，利用花药培养，可在两系雄性核不育后代材料中诱变出三系不育突变材料，有机地将花培技术与不育系选育相结合，创建了从细胞核不育材料诱变出细胞质不育材料的新方法，对拓宽不育系的种质资源，促进粳稻三系杂交稻的发展有重大意义。

Description

一种从粳型光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育的方法

技术领域

本发明涉及一种杂交稻育种方法，特别是涉及一种从粳型光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育的方法。

背景技术

水稻是世界上最主要的粮食作物之一，也是我国最重要的粮食作物。杂交稻一般比常规稻增产15％以上。亲本选育是杂种优势利用的关键，突破亲本育成很重要。

不育系是杂交稻的母本，是杂种优势利用的基础。我国20世纪70年代“三系”杂交稻组合的育成和推广应用，与海南省的野败细胞质雄性不育系密切相关。因此，获得新的不育系种质资源对杂种优势的利用极为重要。

三系杂交稻能否在生产上广泛推广应用，发挥其增产潜力，关键在于新的优良不育系的发现与应用。

水稻是雌雄同株、同花、自交作物，颖花较小，人工去雄获得杂种难以满足大面积生产，只有用其雄性不育系作为母本，与恢复系自由授粉，才能迅速获得大量杂种。因此，水稻雄性不育系的选育是杂种优势利用的前提。

当前，水稻杂种优势利用的途径有两系法和三系法。两系法的光温敏雄性核不育系育性易受光温影响。三系细胞质雄性不育系育性稳定，在杂种优势利用中占有重要地位。

植物组织培养可以产生许多突变，早已为国内外学者普遍认可。但目前，在组织培养特别是花药培养过程中，从光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育尚无相关信息报导，而利用常规杂交方法，从两系雄性核不育系转育成三系不育系有相关报导，如中国发明专利申请申200510060587.6和0312083.X文献。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术提供一种从粳型光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育的方法。

本发明的技术方案是利用花药培养技术实现的，其步骤：

选用光温敏雄性核不育系与优质粳稻雄性核不育恢复系杂交；

通过对两系杂交后代SF₂不育株进行花药培养，获得细胞质雄性不育株；

通过优质粳稻材料与细胞质雄性不育株进行连续回交和同步自交，获得优质粳型细胞质雄性不育系及其保持系；

通过恢复系与该细胞质不育株测交，筛选出恢复力高的细胞质雄性不育恢复系。

所述细胞质雄性不育株是从花药培养后代中选育，花药瘦小、不散粉，经其恢复力、保持性测定，育性可从光温敏雄性核不育材料变成细胞质雄性不育材料。

所述细胞质雄性不育株的回交不育系花粉败育率达99.97％--99.99％，以染败为主，不育株率、套袋自交不结实率均为100％。开花习性良好、育性稳定，同步获得其保持系。

测交(不育系与恢复系杂交)可获得恢复系和杂优组合，并可在该组合后代中选育出新的恢复系。

上述单一步骤其它内容为公知技术，不便赘述。

本发明的有益效果是，利用花药培养技术，可在两系雄性核不育后代材料中诱变出三系不育突变材料，有机地将花培技术与不育系选育相结合，创建了从细胞核不育材料诱变出细胞质不育材料的新方法，对拓宽不育系的种质资源，促进粳稻三系杂交稻的发展有重大意义。

实施例

在说明实施例前，先对实施中的术语定义如下：

光温敏雄性核不育系：该品系雌蕊正常而雄蕊在长日(＞14小时/天)、高温(＞23℃)下表现不育，而在短日、低温下可育，育性受核基因控制，通常用S表示。

雄性细胞质不育系：该品系雌蕊正常而雄蕊花粉败育，不能自交结实，育性受细胞质基因控制，通常用A表示。

雄性不育保持系：该品系雌雄蕊发育正常，能自交结实，给不育系授粉后保持其后代雄性不育特性，通常用B表示。通过不育系和其对应的保持系杂交繁衍不育系种子，称为繁种。

雄性不育恢复系：该品系雌雄蕊发育正常，给不育系授粉后所产生的杂种一代育性恢复正常，具有较强的优势，通常用R表示。通过不育系和恢复系杂交产生育性正常且具杂种优势的杂交种子，称为制种。

如上所述，应用细胞质不育系生产的杂交种子体系中包含不育系、保持系和恢复系三个系，故称为“三系法”。而应用光温敏雄性核不育系生产杂交种子时，光温敏雄性核不育系可通过改变光温条件繁殖后代，一系两用，因此，可以不用其它保持系，故称为“两系法”。

花粉类型：

根据败育花粉表现形态及对0.2％碘-碘化钾溶液的染色反应可分为典败、圆败、染败、正常四种。典败花粉粒形态不规则、透明不染色；圆败花粉粒圆形、透明不染色，染败花粉粒圆形、轻度染色；正常花粉粒圆形、染成棕黑色。

镜检方法：

每株随机选取稻穗颖花，取出花药置于载玻片上，用0.2％碘-碘化钾溶液染色，在普通光学显微镜下放大120倍观察并统计上述各类花粉的数目。

方法具体实施过程：

1、粳型细胞质雄性不育突变材料来源：

(1)S-143是从光温敏核不育系组合“NB4018S×1216”后代中筛选的光温敏核不育株系。NB4018S为粳型(湖北)光敏核不育系，8月下旬抽穗、矮秆、株高80cm左右、半紧凑穗型；1216为天津市农作物研究所选育的粳型恢复系，穗型松散、着粒密度低，8月中旬抽穗，株高110cm、分蘖数少、大穗。

(2)组合“S-143×C602”SF₂花培中获得三个细胞质不育株，暂命名为：HSF₂-35-1、HSF₂-35-2和HSF₂-35-3号。C602为天津市农作物研究所选育的粳型常规品种，对光敏核不育系有育性恢复功能，株型紧凑，剑叶直立，株高93cm、穗长23.1cm、穗粒数132、结实率91.3％、千粒重27.5g、垩白米率偏高，抗稻瘟病，感纹枯病。

1995年，天津市农作物研究所对两系杂交组合“S-143×C602”SF₂代不育株进行花药培养，1996年，在花培H₀代发现了3个不育株，其株型松散，8月下旬抽穗，花药瘦小、不散粉，用I₂-KI溶液染色，花粉表现以典败为主。用4个恢复系分别对HSF₂-35-1进行测交，即HSF₂-35-1×85-93、HSF₂-35-1×977、HSF₂-35-1×1216、HSF₂-35-1×1244，前2个恢复系为两系恢复系，后2个为三系恢复系。当年没有收到该材料HSF₂-35-1的种子，同年11月将其稻蔸和其它光敏不育系材料带往海南繁殖。1997年春，在海南种植的所有光敏不育系都结了种子，结实率在30％～60％，而HSF₂-35-1表现为完全不育，即低温短目照不能使其花粉育性得到恢复，不具备光敏不育系的特性。同年正季，在天津农作物研究所实验农场对4个组合育性进行鉴定，结果发现，用两系恢复系所配组合F₁均表现不育，自交结实率为0，用三系恢复系所配组合F₁育性均有不同程度的恢复，结实率分别为80.7％、83.2％。因此，可确定该材料HSF₂-35-1具有典型细胞质雄性不育特征。

(3)本方法的实施例分析：

光温敏雄性核不育系(S)×雄性核不育恢复系(常规品种，SR)

                     ↓

           SF₁(正常可育)

          ↓自交

           SF₂

          ↓花药培养不育株

         H₀(产生不育株)      ×      2个两系恢复系SR

          ↓                 ↓      2个三系恢复系AR分别测交

          ↓自交不育         ↓

          ↓(海南低温短日) 4个测交F₁

↓                   ↓自交

↓       2个(S×SR)F₁表现不育，自交结实率为0；

↓       2个(S×AR)F₁花粉育性得到恢复，结

↓                  实率分别为80.7％、83.2％

↓→→→→→→→→→↓

                    ↓H₁(从核不育

                     ↓突变为胞质不育)

                     ↓

                     SA

                 (新不育系)

2、粳型细胞质雄性不育系和保持系的获得

利用花培技术诱变出的细胞质雄性不育三系突变材料，花药瘦小、不散粉，用I₂-KI溶液染色，花粉败育类型以典败为主。和优良细胞质不育保持系采用同步回交选择法(回交和自交同步进行)，经连续回交观察1至6代(BC₂F₁到BC₆F₁)花粉育性的变化，花粉败育率都在99.97-99.99％％，以染败为主，不育株率、套袋自交不结实率均为100％，保持高不育度，从而成功获得水稻胞质雄性不育系和保持系。

水稻胞质雄性不育保持系获得之后，也可以利用此雄性不育保持系作亲本，进一步配制新组合，选育新的雄性不育保持系。

3、粳型细胞质雄性不育系恢复系的获得

进一步利用胞质不育材料测交鉴定，用0.2％碘-碘化钾液染色法鉴定，花粉几乎全部呈蓝色，表明正常可育；种子育性一般在85％-97.53％。这些被测植株可视为胞质雄性不育恢复系。本实施例通过多代测交和自交后获得胞质雄性不育恢复系，经测试对其他胞质不育系同样具有恢复力。

水稻胞质雄性不育恢复系获得之后，还可以利用此雄性不育恢复系作亲本，进一步配制新组合，选育新的雄性不育恢复系。

本发明采用花培技术从粳型光温敏雄性核不育后代材料中诱变出细胞质雄性不育突变材料，创建了从细胞核不育材料诱变出细胞质不育材料的新方法，拓宽了不育系种质资源，并且几乎能同时获得水稻胞质雄性不育系及其相应的保持系、恢复系。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的技术人员从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (3)

1、一种从粳型光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育的方法，其特征在于：是利用花药培养技术实现的；其步骤：

选用光温敏雄性核不育系与优质粳稻雄性核不育恢复系杂交；

通过对两系杂交后代SF₂不育株进行花药培养，获得细胞质雄性不育株；

通过优质粳稻材料与细胞质雄性不育株进行连续回交和同步自交，获得优质粳型细胞质雄性不育系及其保持系；

通过恢复系与该细胞质不育株测交，筛选出恢复力高的细胞质雄性不育恢复系。

2、根据权利要求1所述的一种从粳型光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育的方法，其特征在于：所述细胞质雄性不育株是从花药培养后代中选育的，花药瘦小、不散粉，经其恢复力、保持性测定，育性可从光温敏雄性核不育材料变成细胞质雄性不育材料。

3、根据权利要求1所述的一种从粳型光温敏雄性核不育诱变为细胞质雄性不育的方法，其特征在于：所述细胞质雄性不育株的回交不育系花粉败育率达99.97％--99.99％，以染败为主，不育株率、套袋自交不结实率均为100％。