CN101347095A - 红莲型杂交粳稻选育方法 - Google Patents

Abstract

红莲型杂交粳稻选育方法属于生物和现代农业技术领域的应用技术，适用于三系法粳稻杂种优势利用。所说的红莲型杂交粳稻选育方法是：将籼稻红莲型不育细胞质导入粳稻品种，转育红莲型粳稻不育系，并利用红莲型粳稻不育系测交筛选或杂交选育红莲型粳稻恢复系，再利用红莲型粳稻不育系与红莲型粳稻恢复系选配红莲型杂交粳稻。本发明通过选育红莲型粳稻不育系及其相应的恢复系，培育红莲型杂交粳稻，解决了目前生产上杂交粳稻BT型不育系不育性不够稳定及细胞质单一的问题，实现红莲型粳三系配套。

Description

红莲型杂交粳稻选育方法

技术领域

本发明属于生物和现代农业技术领域的应用技术，适用于三系法粳稻杂种优势利用。

背景技术

我国杂交籼稻种植面积约占籼稻总种植面积的80％，以推广三系杂交稻为主，其中以利用野败型不育系为多，红莲型不育系也少有应用。杂交粳稻推广面积较小，仅占粳稻总种植面积的3％，以利用BT型不育系为主。野败型、红莲型和BT型3种胞质不育系的恢保关系不同、花粉败育时期及特征不同、育性遗传方式不同，通常被认为是3种代表类型。

野败型不育系是以1970年袁隆平的合作者李必湖在海南崖县发现花粉败育的普通野生稻为契机，江西颜隆安、湖南袁隆平用籼稻品种珍汕97、二九南1号为父本与其杂交和回交，于1972年育成了珍汕97A、二九南1号A，以后利用其细胞质转育的一系列不育系被称为野败型不育系。野败型不育系花粉败育发生在单核期，花粉呈不规则形的典型败育，称为典败，以其不育性稳定而得以在杂交籼稻生产利用中占主导地位。

红莲型不育系是由武汉大学朱英国以海南红芒野生稻为母本与早籼品种莲塘早杂交和回交，于1974年育成莲塘早A，以后利用该细胞质转育的一系列不育系被称为红莲型不育系。红莲型不育系败育发生在二核期，花粉呈圆形，无淀粉粒充实，称为圆败，利用其配制的杂交籼稻在生产上也占有一定面积。

BT型不育系是日本琉球大学新城长有用印度春籼Chinsurah Boro II为母本与中国粳稻台中65杂交和回交，于1966年育成了台中65A，以后利用该细胞质转育的一系列不育系被称为BT型不育系。1972年BT型不育系台中65A(BT-C)引入我国后，首先由湖南省农科院转育成BT型黎明A；辽宁省农科院杨振玉通过籼粳杂交将籼稻IR8的恢复基因引入粳稻，于1976年育成C57等C系统恢复系，从而实现了粳“三系”配套，杂交粳稻黎优57首先在东北推广应。自此以后，BT型不育系成为我国粳稻杂种优势利用最主要的不育系类型。

长期以来，育种家育成的BT型杂交粳稻组合不少，但推广应用速度缓慢，重要原因之一是BT型粳稻不育系不育性不如野败型不育系稳定，常常影响制种纯度，许多种子公司怕承担一定的生产经营风险。BT型粳稻不育系花粉败育发生在三核期，有淀粉粒充实，用I-KI可染色，称为染败，不育性不如野败型籼稻不育系稳定，遇高温常发生自交结实，使杂种F₁中出现大量不育株。自交结实现象在江苏、安徽、上海、辽宁、宁夏等省、市、区的BT型不育系中普遍存在。同时，目前生产上杂交粳稻单一利用BT型不育细胞质还存在着非常大的潜在风险，玉米T型细胞质杂种大面积感染小斑病T小种已有前车之鉴。

鉴于以上原因，我国不少水稻育种家试图将籼稻野败型不育细胞质转移到粳稻中，以克服BT型不育系不育性不稳定的缺点。遗憾的是虽育成许多野败型粳稻不育系，但这类不育系存在两大缺陷，一是开花习性明显变劣，二是很难找到强恢复源。因此，寻求杂交粳稻育种可利用的其它细胞质源，解决杂交粳稻BT型不育系不育性不够稳定和细胞质单一的问题显得很有必要。

发明内容

本发明的目的是通过选育红莲型粳稻不育系和恢复系，实现红莲型粳稻三系配套，培育红莲型杂交粳稻，以解决目前生产上杂交粳稻BT型不育系不育性不够稳定及细胞质单一的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种红莲型杂交粳稻的选育方法，是将籼稻红莲型不育细胞质导入粳稻品种，选育红莲型粳稻不育系及其相应的红莲型粳稻恢复系，再利用红莲型粳稻不育系与红莲型粳稻恢复系配制红莲型杂交粳稻。

该育种方法共有3个程序：

(1)转育红莲型粳稻不育系。根据核置换原理，用选定的粳稻目标亲本作父本与红莲型细胞质的籼稻不育系杂交并连续多代回交，直至各基本性状与原选定亲本同型，且不育性稳定，即育成红莲型粳稻不育系，原亲本即是该不育系的保持系。在已育成红莲型粳稻不育系的基础上，可以直接利用已育成的红莲型粳稻不育系来转育新不育系。所说的粳稻目标亲本，可以是粳稻广亲和品种，相应地，育成红莲型粳稻广亲和不育系。

(2)选育红莲型粳稻恢复系。选育红莲型粳稻恢复系可通过测交筛选或杂交选育的方法进行。

测交筛选红莲型粳稻恢复系：利用已转育成的红莲型粳稻不育系与现有BT型粳稻恢复系广泛测交，通过鉴定测交F₁的小穗育性，筛选测交F₁小穗育性符合杂交稻育种应用标准的相应亲本直接作为红莲型粳稻恢复系。

杂交选育红莲型粳稻恢复系：杂交选育的方法有两个，测交筛选是必须的手段。

方法1  用筛选到的红莲型粳稻恢复系与综合性状好的优良粳稻亲本杂交，通过多个世代的选择和稳定，在适当世代用红莲型粳稻不育系与被选单株测交，鉴定测交F₁的小穗育性，即通过测交筛选，从中选育新的红莲型粳稻恢复系。

方法2  由于籼稻中的恢复源更为广泛，可以利用转育的红莲型粳稻广亲和不育系为母本与现有野败型籼稻恢复系、红莲型籼稻恢复系或籼稻品种测交，筛选对红莲型粳稻广亲和不育系具有正常恢复力的籼稻资源，然后与粳稻品种杂交。考虑到籼、粳杂种的不亲和性，杂交用的粳稻亲本最好为广亲和品种，杂交方式最好采用复交或回交的方式，以提高选育的成功率。然后对杂种后代用测交筛选的方法，从中选育新的红莲型粳稻(或偏粳)恢复系。

(3)选配红莲型杂交粳稻。利用已转育成的红莲型粳稻不育系与红莲型粳稻恢复系广泛配组，筛选结实性好、优势强符合生产应用标准的杂交粳稻组合。

本发明选育的红莲型粳稻不育系不育性比BT型不育系更加稳定，可以解决目前生产上杂交粳稻BT型不育系不育性不够稳定及细胞质单一的问题。本发明科学合理，实用性能好。

附图说明

图1是红莲型杂交粳稻选育方法的流程图。

图2是同核异质不育系单穗开花动态示意图

图3是同核异质不育系日开花动态示意图。

其中B、BTA、HLA和WAA分别代表保持系、BT型不育系、HL型不育系和WA型不育系。

具体实施方式

结合附图介绍实施例：

实施例：红莲型杂交粳稻的选育

选育方法流程如图1所示

1、转育红莲型粳稻不育系：

1.1利用红莲型细胞质的籼稻不育系转育红莲型粳稻不育系。

1992年选定粳稻品系六千辛为轮回亲本与红莲型籼稻不育系丛广41A杂交并连续多代回交，至BC₅F₁，转育后代的基本性状与六千辛相同，且综合性状一致、不育性稳定，即育成红莲型粳稻不育系六千辛A，转育过程如下：

1992年正季扬    州红莲型丛广41A×六千辛

                               ↓

1992-1993年海南               F₁×六千辛

                                ↓

1993年正季扬州                BC₁F₁×六千辛

                                   ↓

1993-1994年海南                  BC₂F₁×六千辛

                                      ↓

1994年正季扬州                      BC₃F₁×六千辛

                                         ↓

1994-1995年海南                        BC₄F₁×六千辛

                                            ↓

1995年正季扬州                           BC₅F₁(红莲型六千辛A)×六千辛

                                                             ↓

                                                             ↓

2008年正季扬州                                         BC₁₈F₁(红莲型六千辛A)

1993年春选定具有广亲和性的粳稻品系苏秋为轮回亲本与红莲型籼稻不育系丛广41A杂交并连续多代回交，至BC₅F₁，转育后代的基本性状与苏秋相同，且综合性状一致、不育性稳定，即育成红莲型粳稻不育系广亲和苏秋A，转育过程如下：

1992-1993年海南    红莲丛广41A×苏秋

                              ↓

1993年正季扬州               F₁×苏秋

                               ↓

1993-1994年海南              BC₁F₁×苏秋

                                  ↓

1994年正季扬州                  BC₂F₁×苏秋

                                     ↓

1994-1995年海南                    BC₃F₁×苏秋

                                        ↓

1995年正季扬州                        BC₄F₁×苏秋

                                           ↓

1995-1996年海南                          BC₅F₁(红莲型苏秋A)×苏秋

                                                           ↓

                                                           ↓

2008年正季扬州                                       BC₁₇F₁(红莲型苏秋A)

2002年以相同世代其它细胞质的六千辛不育系为对照，对红莲型粳稻不育系六千辛A(BC₁₂F₁)的育性和异交习性进行鉴定。从表1看出，红莲型六千辛A的花药较BT型六千辛A瘦小，无散粉和自交结实现象，不育性比BT型六千辛A稳定；从图2、图3和表2看出，红莲型六千辛A的开花习性、异交结实性与BT型六千辛A相仿，明显优于野败型六千辛A。这一结果表明，BT型不育系由于自交结实，在生产应用中存在着潜在风险；野败型粳稻不育系花粉败育彻底，育性稳定，但闭花率增高，异交结实率明显降低，在生产上难以应用；而红莲型粳稻不育系较好地协调了这两方面的矛盾，可以在粳稻杂种优势利用中以红莲型不育系部分替代BT型不育系，以解决目前生产上杂交粳稻BT型不育系不育性不够稳定及细胞质单一的问题。

表1同核异质粳稻六千辛A的花粉败育类型与套袋自交小穗育性(％)

表22套同核异质粳稻六千辛A的闭花率与异交结实率(％)

1.2利用已育成的红莲型粳稻不育系转育新的粳稻不育系红莲型陵香A。

以粳稻品种广陵香粳为轮回亲本与红莲型粳稻不育系苏秋A杂交并连续多代回交，至BC₄F₁，转育后代的基本性状与广陵香粳相同，且综合性状一致、不育性稳定，育成红莲型粳稻不育系陵香A，转育过程如下：

2003-2004年海南    红莲型苏秋A×广陵香粳

                              ↓

2004年正季扬州               F₁×广陵香粳

                               ↓

2004-2005年海南              BC₁F₁×广陵香粳

                                  ↓

2005年正季扬州                  BC₂F₁×广陵香粳

                                     ↓

2005-2006年海南                    BC₃F₁×广陵香粳

                                        ↓

2006年正季扬州                        BC₄F₁(红莲型陵香A)×广陵香粳(陵香B)

                                                        ↓

                                                        ↓

                                                      BC₆F₁(红莲型陵香A)

2、选育红莲型粳稻恢复系：

2.1利用已转育成的红莲型粳稻不育系与现有BT型粳稻恢复系测交，筛选红莲型粳稻恢复系。

用红莲型、BT型和野败型3种细胞质的粳稻不育系六千辛A分别与136个粳稻亲本测交，鉴定测交F₁的小穗育性，育性分布情况统计于表3。

表3不同细胞质六千辛A与粳稻品系测交F₁不同育性段组合的％

由表3看出BT型六千辛A测交F₁小穗育性达到80％以上的组合数占78.8％，红莲型六千辛A测交F₁小穗育性达到80％以上的组合数占22.4％，野败型六千辛A测交F₁小穗育性达到80％以上的组合数仅占3.2％。这一结果表明，红莲型粳稻不育系的可恢复性虽然不如BT型不育系，但明显好于野败型不育系，从BT型粳稻恢复系中可以筛选到红莲型粳稻不育系的恢复系。表4列出了8个对HL型粳稻不育系恢复度达到85％以上的粳稻恢复系名称。

表48个对红莲型六千辛A恢复正常的粳稻恢复系测交F₁的小穗育性(％)

2.2利用已转育成的红莲型粳稻广亲和不育系与现有籼稻恢复系或材料测交，筛选红莲型籼稻恢复系资源。

用红莲型、BT型和野败型3种细胞质的粳稻广亲和不育系苏秋A分别与81个籼稻亲本测交，鉴定测交F₁的小穗育性，筛选红莲型籼稻恢复系资源。表5列出了8个对HL型粳稻不育系具有正常恢复力的恢复系名称，这些恢复系一般均能正常恢复BT型不育系，一些也能恢复野败型粳稻不育系。

表58个对红莲型苏秋A恢复正常的籼稻恢复系测交F₁的小穗育性

2.3利用筛选到的对红莲型粳稻不育系具有正常恢复力的籼稻恢复系与粳稻广亲和品种杂交，选育红莲型粳稻恢复系。

利用对红莲型粳稻广亲和不育系苏秋A具有良好的恢复力的籼稻恢复系6078、明恢63、IR24作为恢复基因供体分别与粳稻广亲和品种02428、lemont、晚LH422杂交、复交或回交，通过多代选择，用红莲型粳稻不育系六千辛A与被选单株初测和复测，育成4个红莲型粳稻恢复系，测交结果见表6。

表6新育成红莲型粳稻恢复系与红莲型六千辛A测交F₁的小穗育性(％)

3、选配红莲型杂交粳稻：利用红莲型粳稻不育系与红莲型粳稻恢复系配制红莲型杂交粳稻。

用红莲型粳稻不育系陵香A、珍5A分别与恢复系SJR4822杂交，配制成2个红莲型杂交粳稻组合，以BT型、野败型的同核异质不育系的配组为对照，调查杂种的主要性状于表7。

表7红莲型杂交粳稻与其它细胞质杂交粳稻主要性状比较

由表7看出，组合红莲型陵香A×SJR4822的结实率与组合BT型陵香A×SJR4822之间没有差异，组合红莲型珍5A×SJR4822的结实率显著高于组合野败型珍5A×SJR4822，在生育期、株高、品质及其它产量性状上，红莲型杂交粳稻与其它细胞质杂交粳稻无显著差异，这表明利用红莲型粳稻不育系配制杂交粳稻是切实可行的，而野败型粳稻不育系的利用十分困难。

Claims (6)

1、一种红莲型杂交粳稻的选育方法，其特征是：

(1)将籼稻红莲型不育细胞质导入粳稻品种，选育红莲型粳稻不育系；

(2)选育相应的红莲型粳稻恢复系；

(3)利用红莲型粳稻不育系与红莲型粳稻恢复系选配红莲型杂交粳稻。

2、按照权利要求1所述的红莲型杂交粳稻的选育方法，其特征在于，步骤(1)是将籼稻红莲型不育细胞质导入粳稻品种，回交转育红莲型粳稻不育系。

3、按照权利要求1所述的红莲型杂交粳稻的选育方法，其特征在于，步骤(2)是利用步骤(1)得到的红莲型粳稻不育系从BT型粳稻恢复系中测交筛选红莲型粳稻恢复系。

4、按照权利要求3所述的红莲型杂交粳稻的选育方法，其特征在于，用筛选到的红莲型粳稻恢复系与优良粳稻亲本杂交，通过多个世代的选择和稳定，在适当世代用红莲型粳稻不育系与被选单株测交，鉴定测交F₁的小穗育性，从中选育新的红莲型粳稻恢复系。

5、按照权利要求2所述的红莲型杂交粳稻的选育方法，其特征在于，其中所说的粳稻品种是粳稻广亲和品种，回交转育红莲型粳稻广亲和不育系。

6、按照权利要求5所述的红莲型杂交粳稻的选育方法，其特征在于，步骤(2)是用转育的红莲型粳稻广亲和不育系为母本与现有野败型籼稻恢复系、红莲型籼稻恢复系或籼稻品种测交，筛选对红莲型粳稻广亲和不育系具有正常恢复力的籼稻，然后与粳稻品种杂交，然后对杂种后代用测交筛选的方法，从中选育新的红莲型粳稻或恢复系；其中，杂交用的粳稻亲本为广亲和品种，杂交方式采用复交或回交的方式。

Images