CN101112180A - 利用双粒突变体提高杂交水稻繁种、制种效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了利用双粒突变体提高杂交水稻繁种、制种效率的方法，属于水稻育种技术领域。该方法包括：(1)水稻(Oryza Sativa)突变体种质资源“浙粳22－双粒”CGMCC NO.2081的育成；(2)双粒不育系的育成；(3)双粒不育系与恢复系的配组制种等步骤。本发明以“浙粳22－双粒”为亲本，与现有三系杂交水稻的不育系或保持系所育成的双粒不育系，分别与其保持系或恢复系杂交，所结的不育系种子或杂交水稻F1代种子均为双粒，比现有三系杂交水稻不育系的繁种与制种可降低生产成本(含仓贮和运输)20％以上，达到了提高杂交水稻的繁种、制种效率的目的，为我国杂交水稻的可持续发展增添新的活力，并产生较大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及水稻育种技术领域，尤其涉及一种利用具双粒种子特性的突变体来提高杂交水稻繁种、制种效率的方法。
技术背景
我国是世界上第一个研究成功并将杂交水稻技术应用于生产的国家。1990年达到近2.4亿亩的高峰，1991年至今，在全部水稻种植面积中的比例，杂交水稻一直保持在65％左右。水稻杂种优势利用主要通过培育雄性不育系(A)，雄性不育保持系(B)和雄性不育恢复系(R)，实现三系配套，从而达到选配强优势组合的目的，为解决我国人口第一大国的粮食安全作出了重要贡献。同顾杂交水稻的育种历史，任何一次进展都是由于关键种质资源的发掘与应用。例如，母本的开颖角度大小、开花时间长短、柱头大小和外露率多少，以及父、母本的开花时间是否相遇等特性都与最终获得的产量密切相关。因此，要进一步提高杂交水稻制、繁种产量、降低生产成本，也必须以开发利用新的特异种质资源为基础。
许多学者研究认为，水稻粒长、粒宽和长宽比这三个性状主要受母株基因型控制。因此，母本不育系籽粒过小，杂交水稻的种子也会偏小而影响产量，因而目前生产上选用的不育系籽粒与恢复系的籽粒大小相近，千粒重较高，这样组配的杂交水稻虽然产量较高，但在不育系的繁种与杂交稻的制种及推广应用过程中，也必然会带来因种子体积较大、重量较重而造成的成本高、仓贮和运输费用大，影响繁种、制种及种植的经济效益。
发明内容
本发明目的是，针对目前杂交水稻不育系种子和F1代杂交种子粒形较大、千粒重偏高，导致杂交水稻繁种与制种过程中的仓贮和运输成本较高，杂交稻生产用种量较大，经济效益偏低的问题；通过选育由单隐性基因控制具双粒种子特性突变种质资源的基础上，进而转育成具双粒种子特性的不育系，以达到提高杂交水稻的繁种、制种效率，降低杂交水稻不育系及其杂交水稻种子仓贮、运输成本，增加杂交水稻种植效益的目的。
本发明目的通过以下技术方案来实现：
水稻(Oryza Sativa)突变体种质资源“浙粳22-双粒”，其保藏编号为CGMCC NO.2081。
利用双粒突变体提高杂交水稻繁种、制种效率的方法，按以下步骤进行：(1)水稻(Oryza Sativa)突变体种质资源“浙粳22-双粒”的育成与种质特性：通常情况下，每一水稻谷粒内，其内、外颖的两缘相互勾合包被着一粒种子，经浸种、催芽后每粒稻谷仅长出一株秧苗；本发明利用γ-射线对本课题组育成的优质高产晚粳稻品种“浙粳22”(系1997年春季以自育的优质晚粳稻新品种“浙粳27”为母本与育种材料“DP51653/Rathu Heenati”为父本杂交配组，1997年秋季再用“浙粳27”为母本与“浙粳27//DP51653/Rathu Heenati”的F1回交，形成“浙粳98272//DP51653/Rathu Heenati”的杂交组合。其中DP5165是一个自育的抗病中间育种材料(T91-503/IRBB21)，Rathu Heenati是一个原产印度的抗性亲本。至2000年秋季农艺性状已稳定，2007年列入推广粳稻品种。)进行辐照处理，从M2代中筛选到一株具双粒种子特性，至M3代该性状已表现纯合稳定的突变体“浙粳22-双粒”，即每一水稻谷粒的内、外颖中包含着二粒种子，随着种子的灌浆充实，其内、外颖交界处的一边因种子的生长发育而开裂，但二粒种子的胚分别朝向颖壳的两外侧而不易受到开裂处外界环境的影响；该种质稻谷(内含两粒种子)千粒重为35.1克，其中，单粒种子千粒重为15.0克，种子发芽率为85.3％，该稻谷覆土1厘米后的出苗率为123.3％，即100粒稻谷可以长出120根左右大小基本相同的秧苗；经栽培观察，其叶形、株形，生物学特征及生理生化特性与“浙粳22”相仿；本发明通过对其双粒特性的遗传研究，明确其双粒种子特性受一对主效隐性基因控制。
该水稻(Oryza Sativa L.)突变体种质资源“浙粳22-双粒”，于2007年6月8日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC NO.2081。
(2)双粒不育系的育成，通过以下四种中的任一方式来选育：
①以“浙粳22-双粒”CGMCC NO.2081为父本，与现有三系杂交水稻不育系为母本进行杂交，并用“浙粳22-双粒”为轮回亲本，回交5-7次，育成“浙粳22-双粒A”不育系；
②以“浙粳22-双粒”CGMCC NO.2081为亲本一方，与现有三系杂交水稻保持系为亲本的另一方进行杂交，并用该三系杂交水稻保持系为轮回亲本回交，选育出具双粒特性的保持系；再以该双粒保持系为父本，与该保持系相对应的不育系为母本杂交，回交5-7次，转育成双粒不育系；
③以“浙粳22-双粒”CGMCC NO.2081为亲本一方，与现有三系杂交水稻保持系杂交，从杂种后代中直接选育出新的双粒保持系；再用三系杂交水稻不育系进行核置换的方法，以该新的双粒保持系为父本，不育系为母本，经杂交并多次回交核置换的方法，转育成新的双粒不育系；
④以“浙粳22-双粒”CGMCC NO.2081为亲本一方，同时与二个不同的现有三系杂交水稻保持系杂交，产生二个F1杂交组合，然后以这二个F1杂交组合间进行杂交，形成复交组合，从中选育出新的双粒保持系；再以该新的双粒保持系为父本，不育系为母本，经杂交并多次回交核置换的方法，转育成新的双粒不育系。
(3)双粒不育系与恢复系的配组制种：以现有三系杂交水稻正常单粒的恢复系为父本，以步骤(2)中任一方式育成的双粒不育系为母本，经配组杂交制得的F1种子中均含双粒，以该双粒种子种植后所结稻谷为正常单粒型稻谷。
本发明所述的辐照处理，是以60Co γ-射线，辐射剂量为200-400Gy对“浙粳22”干种子进行辐射。
本发明所述的现有三系杂交水稻不育系为野败型不育系“珍汕97A”(国家水稻中期库保存号CN25827)、矮败型不育系“协青早A”(国家水稻中期库保存号CN29173)、印水型不育系“II-32A”(国家水稻中期库保存号CN41707)、K型不育系“K青A”(国家水稻中期库保存号CN41753)或者BT型不育系“六千辛A”(国家水稻中期库保存号CN41735)；
本发明所述的现有三系杂交水稻保持系为“珍汕97B”(国家水稻中期库保存号CN25828)、“协青早B”(国家水稻中期库保存号CN29174)、“II-32B”(国家水稻中期库保存号CN29127)、“K青B”(国家水稻中期库保存号CN29187)或者“六千辛B”(国家水稻中期库保存号CN29166)。
本发明的优点和效果是：
1、以“浙粳22-双粒”为亲本，与现有三系杂交水稻的不育系或三系杂交水稻的保持系所育成的双粒不育系，分别与其保持系或恢复系杂交，所结的不育系种子或杂交水稻F1代种子均为双粒，达到了提高杂交水稻的繁种、制种效率的目的；由于“浙粳22-双粒”的双粒种子特性是受一对主效隐性基因所控制，杂交F1代种子所生产的稻谷仍是发育正常的单粒，故保持了原杂交水稻组合的产量与质量。
2、本发明100粒双粒不育系或以此不育系制种的杂交水稻F1代谷粒内均含有两粒种子，平均可长出120根左右大小基本相同的秧苗，因此，比现有三系杂交水稻不育系的繁种与制种可降低生产成本(含仓贮和运输)20％以上(因为常规稻种的发芽率一般也达不到100％)，这将给我国杂交水稻的可持续发展增添新的活力，并产生巨大的经济效益。
具体实施方式
以下通过实施例与试验例对本发明作进一步的详细说明，但这并不是对本发明的任何具体限制。
实施例1：(“浙粳22-双粒A”不育系的选育)
以带隐性主效基因的“浙粳22-双粒”♂(保藏号CGMCC：2081)与野败型不育系“珍汕97A”♀(国家水稻中期库保存号CN25827)杂交，再用“浙粳22-双粒”作父本连续回交5-7代，将“珍汕97”的细胞核基因用双粒资源进行核置换，从中选育出具双粒特性的不育系“浙粳22-双粒A”。
实施例2：(“浙粳22-双粒A”不育系的选育)
以带隐性主效基因的“浙粳22-双粒”♂(保藏号CGMCC：2081)与矮败型不育系“协青早A”♀(国家水稻中期库保存号CN291743)杂交，再用“浙粳22-双粒”作父本连续回交5-7代，将“协青早”的细胞核基因用双粒资源进行核置换，从中选育出具双粒特性的不育系“浙粳22-双粒A”。
实施例3：(“浙粳22-双粒A”不育系的选育)
以带隐性主效基因的“浙粳22-双粒”♂(保藏号CGMCC：2081)与印水型籼稻不育系“II-32A”♀(国家水稻中期库保存号CN41707)杂交，再用“浙粳22-双粒”作父本连续回交5-7代，从中选育出具双粒特性的不育系“浙粳22-双粒A”。
实施例4：(“浙粳22-双粒A”不育系的选育)
以带隐性主效基因的“浙粳22-双粒”♂(保藏号CGMCC：2081)与K型不育系“K青A”♀(国家水稻中期库保存号CN41753)杂交，再用“浙粳22-双粒”作父本连续回交5-7代，从中选育出具双粒特性的不育系“浙粳22-双粒A”。
实施例5：(“浙粳22-双粒A”不育系的选育)
以带隐性主效基因的“浙粳22-双粒”♂(保藏号CGMCC：2081)与BT型不育系“六千辛A”♀(国家水稻中期库保存号CN41735)杂交，再用“浙粳22-双粒”作父本连续同交5-7代，从中选育出具双粒特性的不育系“浙粳22-双粒A”。
实施例6：(“珍汕97-双粒A”不育系的选育与组配)
以“浙粳22-双粒”♂(保藏号CGMCC：2081)与杂交水稻保持系“珍汕97B”♀(国家水稻中期库保存号CN25828)杂交，分离世代选择双粒的单株，并用“珍汕97B”回交5-7次，获得具双粒特性的保持系“珍汕97-双粒B”；再以“珍汕97-双粒B”♂，与该保持系相对应的不育系“珍汕97A”♀，杂交并回交5-7次，转育成双粒不育系“珍汕97-双粒A”。该不育系与“密阳46”(国家水稻中期库保存号CN6436)、明恢63(CN18075)等恢复系配组制种，在产量不变的情况下，其种子生产、仓贮和运输成本比对照(上述恢复系与珍汕97A制种)降低20％。
实施例7：(“协青早-双粒A”不育系的选育与组配)
以“浙粳22-双粒”♂(保藏号CGMCC：2081)与杂交水稻保持系“协青早B”♀(国家水稻中期库保存号CN29174)杂交，分离世代选择双粒的单株，并用“协青早B”回交5-7次，获得具双粒特性的保持系“协青早-双粒B”；再以“协青早-双粒B”♂，与该保持系相对应的不育系“协青早A”♀，杂交并回交5-7次，转育成双粒不育系“协青早-双粒A”。该不育系与“密阳46”(国家水稻中期库保存号CN6436)、明恢63(CN18075)等恢复系制种，在产量不变的情况下，其种子生产、仓贮和运输成本比对照降低20％。
实施例8：(“II-32-双粒A”不育系的选育与组配)
以“浙粳22-双粒”♂(保藏号CGMCC：2081)与杂交水稻保持系II-32B♀(CN29127)杂交，分离世代选择双粒的单株，并用II-32 B回交5-7次，获得具双粒特性的“II-32-双粒B”； 再以“II-32-双粒B”♂，与该保持系相对应的不育系“II-32A”♀，杂交并回交5-7次，转育成双粒不育系“II-32-双粒A”。该不育系与密阳46(CN6436)、明恢63(CN18075)等恢复系制种，在产量不变的情况下，其种子生产、仓贮和运输成本比对照降低20％。
实施例9：(“双粒A”不育系的选育与组配)
以“浙粳22-双粒”(保藏号CGMCC：2081)为亲本一方与杂交水稻保持系“珍汕97B”(CN25828)杂交，分离世代选择双粒的单株，获得具双粒特性的新保持系“双粒B”；再与不育系“珍汕97A”♀，杂交并回交5-7次，转育成双粒不育系“双粒A”。该不育系与密阳46(CN6436)、明恢63(CN18075)等恢复系制种，在产量不变的情况下，其种子生产、仓贮和运输成本比对照降低20％。
实施例10：(“双粒A”不育系的选育与组配)
以“浙粳22-双粒”(保藏号CGMCC：2081)为亲本一方与杂交水稻保持系“协青早B”(CN29174)杂交，分离世代选择双粒的单株，获得具双粒特性的新保持系“双粒B”； 再与不育系“协青早A”♀，杂交并回交5-7次，转育成双粒不育系“双粒A”。该不育系与密阳46(CN6436)、明恢63(CN18075)等恢复系制种，在产量不变的情况下，其种子生产、仓贮和运输成本比对照降低20％。
实施例11：(“双粒A”不育系的选育与组配)
以“浙粳22-双粒”(保藏号CGMCC：2081)为亲本一方与杂交水稻保持系II-32(CN29127)杂交，分离世代选择双粒的单株，获得具双粒特性的新保持系“双粒B”； 再与不育系“II-32A”♀，杂交并回交5-7次，转育成双粒不育系“双粒A”。该不育系与密阳46(CN6436)、明恢63(CN18075)等恢复系制种，在产量不变的情况下，其种子生产、仓贮和运输成本比对照降低20％。实施例12：(“双粒A”不育系的选育与组配)
以“浙粳22-双粒”(保藏号CGMCC：2081)为亲本一方分别与杂交水稻保持系II-32B(CN29127)和“协青早B”(CN29174)杂交，二个分离世代均选择具双粒特性的单株，然后将来自二个不同组合的双粒单株进行杂交，获得具双粒特性的新保持系“双粒B”；再与不育系“II-32A”♀或“协青早A”♀杂交，并回交5-7次，转育成双粒不育系“双粒A”。该不育系与密阳46(CN6436)、明恢63(CN18075)等恢复系制种，在产量不变的情况下，其种子生产、仓贮和运输成本比对照降低20％。
Claims (5)
1.水稻(Oryza Sativa)突变体种质资源“浙粳22-双粒”，其保藏编号为CGMCC NO.2081。
2.利用双粒突变体提高杂交水稻繁种、制种效率的方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)水稻(Oryza Sativa)突变体种质资源“浙粳22-双粒”CGMCCNO.2081的育成与种质特性：利用γ-射线对本课题组育成的优质高产晚粳稻品种“浙粳22”进行辐照处理，从M2代中筛选到一株具双粒种子特性，至M3代该性状已表现纯合稳定的突变体“浙粳22-双粒”，即每一水稻谷粒的内、外颖中包含着二粒种子；该种质稻谷千粒重为35.1克，其中，单粒种子千粒重为15.0克，种子发芽率为85.3％，该稻谷覆土1厘米后的出苗率为123.3％，通过对其双粒特性的遗传研究，明确其双粒种子特性受一对主效隐性基因控制；
(2)双粒不育系的育成，通过以下四种方式中的任一方式来选育：
①以“浙粳22-双粒”CGMCC NO.2081为父本，与现有三系杂交水稻不育系为母本进行杂交，并用“浙粳22-双粒”为轮回亲本，回交5-7次，育成“浙粳22-双粒A”不育系；
②以“浙粳22-双粒”CGMCC NO.2081为亲本一方，与现有三系杂交水稻保持系为亲本的另一方进行杂交，并用该三系杂交水稻保持系为轮回亲本回交，选育出具双粒特性的保持系；再以该双粒保持系为父本，与该保持系相对应的不育系为母本杂交，回交5-7次，转育成双粒不育系；
③以“浙粳22-双粒”CGMCC NO.2081为亲本一方，与现有三系杂交水稻保持系杂交，从杂种后代中直接选育出新的双粒保持系；再用三系杂交水稻不育系进行核置换的方法，以该新的双粒保持系为父本，不育系为母本，经杂交并多次回交核置换的方法，转育成新的双粒不育系；
④以“浙粳22-双粒”CGMCC NO.2081为亲本一方，同时与二个不同的现有三系杂交水稻保持系杂交，产生二个F1杂交组合，然后以这二个F1杂交组合间进行杂交，形成复交组合，从中选育出新的双粒保持系；再以该新的双粒保持系为父本，不育系为母本，经杂交并多次回交核置换的方法，转育成新的双粒不育系；
(3)双粒不育系与恢复系的配组制种：以现有三系杂交水稻正常单粒的恢复系为父本，以步骤(2)中任一方式育成的双粒不育系为母本，经配组杂交制得的F1种子中均含双粒，以该双粒种子种植后所结稻谷为正常单粒型稻谷。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的辐照处理，是以60Coγ-射线，辐射剂量为200-400Gy对“浙粳22”干种子进行辐射。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的现有三系杂交水稻不育系为野败型不育系“珍汕97A”(国家水稻中期库保存号CN25827)、矮败型不育系“协青早A”(国家水稻中期库保存号CN29173)、印水型不育系“II-32A”(国家水稻中期库保存号CN41707)、K型不育系“K青A”(国家水稻中期库保存号CN41753)或者BT型不育系“六千辛A”(国家水稻中期库保存号CN41735)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的现有三系杂交水稻保持系为“珍汕97B”(国家水稻中期库保存号CN25828)、“协青早B”(国家水稻中期库保存号CN29174)、“II-32B”(国家水稻中期库保存号CN29127)、“K青B”(国家水稻中期库保存号CN29187)或者“六千辛B”(国家水稻中期库保存号CN29166)。
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| CN100544590C (zh) | 2009-09-30 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: ZHEJIANG NONGKE SEED INDUSTRY CO., LTD. Assignor: Zhejiang Academy of Agricultural Sciences Contract record no.: 2012330000366 Denomination of invention: Method for improving the efficiency of the seed propagating and producing by using the double-particle mutant Granted publication date: 20090930 License type: Exclusive License Open date: 20080130 Record date: 20120608 |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090930 Termination date: 20130822 |