CN101707976B - 利用三明显性核不育为载体转导水稻目的基因的育种方法 - Google Patents
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Abstract
利用三明显性核不育为载体转导水稻目的基因的育种方法，涉及水稻育种方法。其特征在于：选用含有三明显性核不育基因作母本与含有目的基因的亲本作父本进行杂交获得F1植株；以F1植株作母本与目标亲本作父本进行杂交获得复交F1植株；在复交F1植株代分离群体中选择含有目的基因的三明显性核不育植株作母本与目标亲本作父本进行回交获得BC1植株；在复交BC1植株后代分离群体中选用含有目的基因的三明显性核不育植株作母本与目标亲本作父本进行回交获得BC2植株；依次获得回交BC4、BC5、BC6、BC7植株；当回交至BC6植株或BC7植株后，经自交后可获得含有目的基因的纯合体。优点在于：出现水稻三明显性核不育株植株比例高，不需要人工去雄。
Description
技术领域：
本发明涉及利用三明显性核不育的一种水稻育种方法。它专用于水稻分子标记基因性状和可识别的基因性状的转导到目标亲本中的一种育种方法。
背景技术：
水稻三明显性核不育的发现：2001年在福建省尤溪县西城镇凤元村进行两系核不育系育性鉴定时，在SE21S/Basmati 370组合编号为S221的800多株F2代分离群体中发现1株雄性不育株与其他雄性不育株的花粉败育形态不同的植株，其败育的花药形态特别，花丝、花药细小，几乎呈线型，白色，花药不开裂。经测交回交、姐妹交的后代育性分离调查，不育株与可育株呈1∶1分离，以不育株为母本与普通品种配制杂交组合，其后代育性呈1∶1分离，可育株后代分离不出不育株，表明S221不育性受核内1对显性不育基因控制。经初步鉴定为一新的显性核不育材料，暂定名为“三明显性核不育(SanmingDominant Genic Male Sterile)”，该研究论文《水稻三明显性核不育基因的初步鉴定》发表在2008年第10期《作物学报》。
水稻育种中的特定性状改良如抗病性的改良通常选用抗病品种与目标亲本杂交，然后用目标亲本为轮回亲本进行多次的回交，获得与目标亲本相似但抗病性得到提高的新材料，这就是转导水稻目的基因到目标亲本中一种育种过程，回交过程其植株抗病性可以用田间鉴定或分子标记的方法进行识别。这一育种方法应用于性状改良中仍存在着问题：在用目标亲本杂交、回交过程中都需人工去雄(杀雄)，导致工作量较大；在去雄过程中存在不彻底的现象，会出现部分自交结实，因而无法保证每次的回交结果的真实性，从而影响选择效果和育种效率。
而目前已发现的水稻显性核不育：萍乡显性核不育水稻和“8987”的育性受到温度的影响而发生改变，是对温度敏感型的雄性不育，花粉败育是以典败和染败为主，用于转导水稻目的基因的回交育种存在不育性受温度影响，败育时间存在不确定性，且不育株不易区别的问题；(颜龙安，张俊才，朱成等.水稻显性雄性不育基因鉴定初报[J].作物学报，1989，15(2)：174-181；邓晓建，周开达.低温敏显性核不育水稻“8987”的育性转换与遗传研究.四川农业大学学报，1994，12(3)：376-382)。朱旭东等利用γ射线处理2个美国品种Orion和Kaybonnet获得的雄性核不育突变体1783和1789，(朱旭东，J.NeilRutger.显性雄性核不育突变体水稻的遗传鉴定.核农学报，2000，14(5)：279-283)以及舒庆尧等利用300GyCo-γ射线辐射早籼品种浙9248干种子所诱发产生的显性雄性核不育系(舒庆尧，吴殿星，夏英武等.60Coγ射线辐照诱发创造水稻显性雄性核不育系.核农学报，2000，14(5)：274-278)，存在败育不彻底，仍有自交结实，花粉败育是以典败和染败为主，花粉囊较膨大不易区别的问题。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述存在缺陷，利用三明显性核不育雄性不育株的花药败育花丝、花药细小，花药不开裂，且为无花粉型，其败育花药易于用肉眼识别的优点，在转导水稻目的基因的育种过程中可免去人工去雄(杀雄)的步骤，而且保证了每次杂交的真实性，提供一种利用三明显性核不育为载体转导水稻目的基因的育种方法。
本发明的方案是：选用三明显性核不育、目的基因亲本、目标亲本、以目标亲本为轮回亲本进行多次回交，其特征在于：
①选用含有三明显性核不育基因的水稻植株作母本与含有目的基因的亲本作父本进行杂交获得F1植株；
②选用含有显性核不育基因的F1植株作母本与目标亲本作父本进行杂交获得复交F1植株；
③在复交F1植株代分离群体中选择含有目的基因的三明显性核不育植株作母本与目标亲本作父本进行回交获得BC1植株；
④在复交BC1植株后代分离群体中选用含有目的基因的三明显性核不育植株作母本与目标亲本作父本进行回交获得BC2植株；
⑤在复交BC2植株代分离群体中选用含有目的基因的三明显性核不育植株作母本与目标亲本作父本进行回交获得BC3植株，依次获得回交BC4、BC5、BC6、BC7植株；
⑥当回交至BC6植株或BC7植株后，获得与目标亲本相似的含有目的基因性状的可育株，其可育株的目的基因性状是处在杂合状态，经自交后可获得含有目的基因的纯合体。
本发明的优点在于：
1、水稻三明显性核不育基因的性状表达：败育的花药形态特别，花丝、花药细小，几乎呈线型，白色，花药不开裂，其不育基因的性状表达易于肉眼识别；
2、水稻三明显性核不育杂交后代不育株与可育株呈1∶1分离，出现水稻三明显性核不育株植株比例高，获得水稻三明显性核不育基因与目的基因的机会多；
3、与常规的轮回选择育种方法将目标性状导入目标轮回亲本过程相比较，本发明每一次回交过程都不需要人工去雄，因且可以保证每一次回交所获得种子是真实的，不仅提高选择效率和准确性，还省时、省工、高效。
具体实施方式：
本发明方法包括转导水稻目的基因到目标亲本中的育种方法如下：
①选用含有三明显性核不育基因的水稻植株作母本与含有目的基因的亲本作父本进行杂交获得F1植株，建立1个显性核不育基因和目的基因同时存在的个体；
②以第1步产生的F1植株的显性核不育植株作母本，以目标亲本作为父本进行杂交，获得复交F1植株，建立1个目标亲本细胞核物质中占50％，且显性核不育基因和目的基因同时存在的个体；
③以第2步产生的复交F1植株经鉴别含有目的基因的显性核不育植株作母本，以目标亲本作为父本进行回交，获得BC1植株，建立1个目标亲本细胞核物质中占75％，且显性核不育基因和目的基因同时存在的个体；
④以第3步产生的BC1植株经鉴别含有目的基因的显性核不育植株作母本，以目标亲本作为父本进行回交，获得BC2植株，建立1个目标亲本细胞核物质中占87.5％，且显性核不育基因和目的基因同时存在的个体；
⑤以第4步产生的BC2植株经鉴别含有目的基因的显性核不育植株作母本，以目标亲本作为父本进行回交，获得BC3植株，建立1个目标亲本细胞核物质中占93.75％，且显性核不育基因和目的基因同时存在的个体；
⑥以第5步产生的BC3植株经鉴别含有目的基因的显性核不育植株作母本，以目标亲本作为父本进行回交，获得BC4，建立1个目标亲本细胞核物质中占96.875％，且显性核不育基因和目的基因同时存在的个体；
⑦以第6步产生的BC4植株经鉴别含有目的基因的显性核不育植株作母本，以目标亲本作为父本进行回交，获得BC5植株，建立1个目标亲本细胞核物质中占98.4375％，且显性核不育基因和目的基因同时存在的个体；
⑧以第6步产生的BC5植株经鉴别含有目的基因的显性核不育植株作母本，以目标亲本作为父本进行回交，获得BC6植株，建立1个目标亲本细胞核物质中占99.21875％，且显性核不育基因和目的基因同时存在的个体；
⑨当回交至BC6植株以后，获得与目标亲本相似度达99％以上并含有目的基因的可育株，其可育株的目的基因是处在杂合状态，经自交后可获得目的基因的纯合体，经鉴别后筛选出含有目的基因的纯合体的个体即完成利用三明显性核不育基因为载体转导水稻目的基因的到目标亲本中的育种过程。
实例：利用三明显性核不育基因为载体，与分子标记辅助选择法相结合，把目的基因Gm-6转导到三系保持系元丰B中(元丰B是福建省三明市农科所育成的三系不育系元丰A的保持系)：三明显性核不育与含有目的基因Gm-6的亲本抗蚊青占杂交，种植F1代，选择含有三明显性核不育基因的植株与元丰B杂交获得复交F1代，利用分子标记辅助选择的方法选出带有目的基因GM6不育株再与三系保持系元丰B杂交杂交获得复交BC1代，然后每一代选择经分子标记辅助选择的方法选出带有目的基因GM6不育株，均以元丰B为轮回亲本，继续回交，依次获得BC2、BC3、BC4、BC5、BC6、BC7等。当回交至BC6后，可以获得与目标亲本元丰B基本一致的经分子标记检测选择含有目的基因Gm-6的可育株，其目的基因是处在杂合状态，经自交后用分子标记方法鉴定筛选出含有目的基因GM6的纯合体元丰B，完成了GM6基因转导到元丰B中。
Claims (1)
1.利用三明显性核不育为载体转导水稻目的基因的育种方法，其育种方法过程如下：选用三明显性核不育、目的基因亲本、目标亲本、以目标亲本为轮回亲本进行多次回交，其特征在于：
①选用含有三明显性核不育基因的水稻植株作母本与含有目的基因的亲本作父本进行杂交获得F1植株；
②选用含有显性核不育基因的F1植株作母本与目标亲本作父本进行杂交获得复交F1植株；
③在复交F1植株代分离群体中选择含有目的基因的三明显性核不育植株作母本与目标亲本作父本进行回交获得BC1植株；
④在复交BC1植株后代分离群体中选用含有目的基因的三明显性核不育植株作母本与目标亲本作父本进行回交获得BC2植株；
⑤在复交BC2植株代分离群体中选用含有目的基因的三明显性核不育植株作母本与目标亲本作父本进行回交获得BC3植株，依次获得回交BC4、BC5、BC6、BC7植株；
⑥当回交至BC6植株或BC7植株后，获得与目标亲本相似的含有目的基因性状的可育株，其可育株的目的基因性状是处在杂合状态，经自交后可获得含有目的基因的纯合体。
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