CN101999302A - 一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法 - Google Patents

Abstract

一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法，该方法依次包括单株选择工艺、长光低温鉴定不育性工艺、短光高温鉴定可育性工艺、核心种子生产工艺与原原种、原种生产工艺，所述长光低温鉴定不育性工艺中的日光照时间大于14.5小时，日均温为24℃，昼夜变幅为20–28℃，短光高温鉴定可育性工艺中的日光照时间小于13小时，日均温为28℃，昼夜变幅为25–30℃，核心种子生产工艺包括核心稻蔸海南保存法或长江中下游地区温室保存法，繁殖方法中涉及的割蔸高度为20厘米。本发明不仅能够消除粳型光温敏核不育系繁殖中存在的基因漂移现象，且同时克服了粳型光温敏核不育系繁殖时产量低、风险性大、操作性难的问题。

Description

一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法

技术领域

本发明涉及一种光温敏核不育系的繁殖方法，尤其涉及一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法，具体适用于克服粳型光温敏核不育系繁殖中的遗传漂移现象和提高粳型光温敏核不育系繁殖产量。

背景技术

自1973年石明松在湖北省发现光敏核不育水稻以来，湖北省先后育成三十多个光温敏核不育系。这些不育系育成时，起点温度都符合审定和推广应用标准，但在种子生产上却仍按照常规的原原种、原种、生产用种的程序生产光温敏核不育系种子，这样在生产上应用几年后，由于单株间存在的微效基因差异会导致单株不育的起点温度有微小差别，而不育的起点温度偏高的个体繁殖产量高、不育的起点温度偏低的个体繁殖产量低，因而经过几个世代的繁殖，就会使整个群体不育的起点温度变高，此时再用这样的群体制种，若遇到比通过鉴定时的温度更低的日平均温度时，群体中不育的起点温度高的个体就会变成一定程度的可育株，这会影响到杂交种子的纯度，并会给种子生产带来巨大的风险，最终使生产上不能应用；一部分光温敏核不育系繁殖产量低、繁殖风险大难以在生产上大面积推广应用。

中国专利公开号为CN1565154A，公开日为2005年1月19日的发明专利公开了一种保存和繁殖水稻光、温敏核不育系的方法，该方法通过选择具有生产价值并在生产上推广应用的水稻光温敏核不育系，将不育系进行适当的长光照和温度处理，选择育性稳定的纯合植株，其特征在于将所述的不育系作两次长光低温鉴定，选择具有不育起点温度低、育性稳定、遗传性纯合植株，将该植株刈割作营养体永久保存，再从保存的营养体(稻蔸)中进一步扩大繁殖该不育系的核心种子，进而大量繁殖其原原种并繁殖用于制种用的不育系种子。虽然该发明能够解决某些型号光温敏核不育系水稻因繁殖世代增高而出现的遗传漂移现象，如籼型光温敏核不育系水稻，但其仍有以下不足之处：首先，该发明只适用于籼型光温敏核不育系，而不适用于粳型光温敏核不育系，因为粳型光温敏核不育系与籼型光温敏核不育系对于温度、光照的要求不同，即籼型光温敏核不育系的育与不育主要受温度控制，光照的长度只起辅助作用，而粳型光温敏核不育系的育与不育主要受光照的长度控制，温度只起辅助作用，这就造成两种型号光温敏核不育系在繁殖时对温度、光照的偏重性不同，因而该发明只适用于籼型光温敏核不育系的繁殖，而不适用于粳型光温敏核不育系的繁殖；其次，该发明需要经过两次长光低温鉴定，且两次步骤一致，这会造成该发明只能在日均温21–23℃、昼夜变幅18–25℃、光照长度小于12.5小时的条件下才能繁殖核心种子，对气候环境条件要求过于严格，这不仅会影响其应用范围，而且若在幼穗分化的敏感期出现温度波动较大的情况，其繁殖产量就会降低，甚至繁殖不到种子，因而风险性较大，操作难度较高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不适用于粳型光温敏核不育系的繁殖、风险性较大，操作难度较高的缺陷与问题，提供一种适用于粳型光温敏核不育系的繁殖、风险性较小，操作难度较低的粳型光温敏核不育系的繁殖方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法，该繁殖方法依次包括单株选择工艺、长光低温鉴定不育性工艺、核心种子生产工艺与原原种、原种生产工艺；所述繁殖方法还包括短光高温鉴定可育性工艺；所述繁殖方法依次包括以下步骤：

第一步：单株选择工艺：先将欲繁殖的粳型光温敏核不育系播种，然后根据株叶形态特征选择300个单株作为初始单株进行钵栽，并在自然光温条件以及严格规范的肥水管理下生长；

第二步：长光低温鉴定不育性工艺：当上述初始单株在自然光温条件下进入雌雄蕊形成期时，先将其移入日光型人工气候箱中处理至花粉母细胞减数分裂末期，处理时间为12天，日光照时间大于14.5小时，日均温为24℃，昼夜变幅为20–28℃，再将处理完毕的初始单株移出在自然条件下生长，当抽穗后，先镜检花粉不育度和套袋自交结实率，然后选择出花粉不育度为100%、套袋自交结实率为0的单株，再对其割蔸施肥让其再生以获得割蔸再生单株；

第三步：短光高温鉴定可育性工艺：当上述割蔸再生单株幼穗分化进入雌雄蕊形成期时，先将其移入日光型人工气候箱中处理至花粉母细胞减数分裂末期，处理时间为12天，日光照时间小于13小时，日均温为28℃，昼夜变幅为25–30℃，再将处理完毕的割蔸再生单株移出在自然条件下生长，当成熟后，筛选出自交结实率大于50%、与初始单株在株叶形态特征上没有差别的单株作为当选单株；

第四步：核心种子生产工艺：先将上述当选单株割蔸以获得核心稻蔸，然后将核心稻兜带到海南永久保存，每年11月15日左右在海南将保存的核心稻兜分蔸，分2–3次后，移栽到隔离区内再生结实以生产核心种子；或，在长江中下游地区的冬季将核心稻蔸保存在20–25℃的温室里，在春季适宜水稻露地生长时，先将温室里保存的核心稻蔸分蔸后移栽到隔离区内生长，当进入秋天、且光照长度小于13.2小时时，即8月23日左右，割蔸再生结实以生产核心种子，该核心种子收获后再将核心稻蔸移栽到温室里继续保存，当再次需要核心种子时，每年都可如此重复操作；

第五步：原原种、原种生产工艺：先利用上述核心种子生产原原种，若在长江中下游地区利用核心种子繁殖生产原原种，则在秋季繁殖，适宜播种期为：移栽田在7月12–15日，直播田在7月15–18日，亩播量为3.5公斤，隔离区内繁殖以获得原原种；若在海南利用核心种子繁殖生产原原种，则在冬季繁殖，适宜播种期为：移栽田在11月25–30日，直播田在12月1–5日，亩播种量为3.5公斤，隔离区内繁殖以获得原原种；然后利用获得的原原种繁殖生产原种，再将生产出的原种供大田制种，其方法和管理同原原种生产。

所述割蔸的高度为20厘米。

所述粳型光温敏核不育系为粳型光温敏核不育系N5088S或粳型光温敏核不育系N95076S。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、由于本发明一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法依次包括单株选择工艺、长光低温鉴定不育性工艺、短光高温鉴定可育性工艺、核心种子生产工艺与原原种、原种生产工艺，其中，通过长光低温鉴定不育性工艺、短光高温鉴定可育性工艺挑选出合格的核心稻蔸进行保存，再将保存的核心稻蔸用于每年繁殖，不仅可以消除现有粳型光温敏核不育系中存在的基因漂移现象、降低繁殖的风险度，而且在长光低温鉴定不育性工艺与短光高温鉴定可育性工艺的操作过程中都优先强调光照长度以便于控制粳型光温敏核不育系的育与不育性选择，以防降低出穗促进率，从而影响最终繁殖的质量。因此本发明不仅能够消除基因漂移现象，而且更适合于粳型光温敏核不育系的繁殖，提高繁殖产量，降低了繁殖风险。

2、由于本发明一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法中长光低温鉴定不育性工艺涉及的光温条件为光照时间大于14.5小时，日均温为24℃，昼夜变幅为20–28℃，短光高温鉴定可育性工艺涉及的光温条件为光照时间小于13小时，日均温为28℃，昼夜变幅为25–30℃，由上可见，本发明所涉及的光温条件不仅范围较宽，而且温度较高，便于操作，此外，本发明通过增加短光高温鉴定可育性工艺而最终鉴定出的不育系繁殖时的温度范围更宽，日均温度20–28℃，昼夜变幅18–32℃，不仅不怕受温度波动较大情况的影响而降低种子繁殖率，风险性较小，而且产量较高，一般繁殖亩产可达到350公斤左右。因此本发明不仅风险性较小、操作难度较低，而且产量较高。

3、由于本发明一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法中涉及的割蔸高度均为20厘米，该种割蔸高度可以极大的提高结实率，其结实率可达55.56%，便于后续繁殖的顺利进行和提高种子的产量。因此本发明不仅结实率较高，而且种子产量较高。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明

一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法，该繁殖方法依次包括单株选择工艺、长光低温鉴定不育性工艺、核心种子生产工艺与原原种、原种生产工艺；所述繁殖方法还包括短光高温鉴定可育性工艺；所述繁殖方法依次包括以下步骤：

第一步：单株选择工艺：先将欲繁殖的粳型光温敏核不育系播种，然后根据株叶形态特征选择300个单株作为初始单株进行钵栽，并在自然光温条件以及严格规范的肥水管理下生长；

第二步：长光低温鉴定不育性工艺：当上述初始单株在自然光温条件下进入雌雄蕊形成期时，先将其移入日光型人工气候箱中处理至花粉母细胞减数分裂末期，处理时间为12天，日光照时间大于14.5小时，日均温为24℃，昼夜变幅为20–28℃，再将处理完毕的初始单株移出在自然条件下生长，当抽穗后，先镜检花粉不育度和套袋自交结实率，然后选择出花粉不育度为100%、套袋自交结实率为0的单株，再对其割蔸施肥让其再生以获得割蔸再生单株；

第三步：短光高温鉴定可育性工艺：当上述割蔸再生单株幼穗分化进入雌雄蕊形成期时，先将其移入日光型人工气候箱中处理至花粉母细胞减数分裂末期，处理时间为12天，日光照时间小于13小时，日均温为28℃，昼夜变幅为25–30℃，再将处理完毕的割蔸再生单株移出在自然条件下生长，当成熟后，筛选出自交结实率大于50%、与初始单株在株叶形态特征上没有差别的单株作为当选单株；

第四步：核心种子生产工艺：先将上述当选单株割蔸以获得核心稻蔸，然后将核心稻兜带到海南永久保存，每年11月15日左右在海南将保存的核心稻蔸分蔸，分2–3次后，移栽到隔离区内再生结实以生产核心种子；或，在长江中下游地区的冬季将核心稻蔸保存在20–25℃的温室里，在春季适宜水稻露地生长时，先将温室里保存的核心稻蔸分蔸后移栽到隔离区内生长，当进入秋天、且光照长度小于13.2小时时，即8月23日左右，割蔸再生结实以生产核心种子，该核心种子收获后再将核心稻蔸移栽到温室里继续保存，当再次需要核心种子时，每年都可如此重复操作；

第五步：原原种、原种生产工艺：先利用上述核心种子生产原原种，若在长江中下游地区利用核心种子繁殖生产原原种，则在秋季繁殖，适宜播种期为：移栽田在7月12–15日，直播田在7月15–18日，亩播量为3.5公斤，隔离区内繁殖以获得原原种；若在海南利用核心种子繁殖生产原原种，则在冬季繁殖，适宜播种期为：移栽田在11月25–30日，直播田在12月1–5日，亩播种量为3.5公斤，隔离区内繁殖以获得原原种；然后利用获得的原原种繁殖生产原种，再将生产出的原种供大田制种，其方法和管理同原原种生产。

所述割蔸的高度为20厘米。

所述粳型光温敏核不育系为粳型光温敏核不育系N5088S或粳型光温敏核不育系N95076S。

本发明的原理说明如下：

籼型光温敏核不育系：籼型光温敏核不育系育与不育主要是受温度的控制，温度高于23.5度以上就是不育的，23.5度以下就是可育的，光照的长短只起辅助作用，如籼型光温敏核不育系W6154S、培矮64S等的感光性出穗促进率分别为4.2%、16.6%，感温性出穗促进率分别为32.4%、26.3%，故籼型光温敏核不育系优先强调温度。

粳型光温敏核不育系：粳型光温敏核不育系育与不育主要是受光照长短的控制，光照长于14小时就是不育的，光照短于14小时就转为可育的，温度只起辅助作用，如粳型光温敏核不育系N5088S、7001S等的感光性出穗促进率分别为39.45%、45.5%，感温性出穗促进率分别为27.7%、29.5%，故粳型光温敏核不育系优先强调光照长短。

本发明正是考虑到粳型光温敏核不育系优先强调光照长度的特点，同时为了消除粳型光温敏核不育系繁殖中的基因漂移现象，不仅在长光低温鉴定不育性工艺中优先强调光照长度，而且增加了短光高温鉴定可育性工艺（该工艺同样也优先强调光照长度）。由于本发明优先强调光照长度，因而温度的范围就较宽，便于操作，也便于扩大本发明的应用范围，同时，由于采取了短光高温鉴定可育性工艺，该工艺使得最终鉴定出的不育系繁殖时的温度范围更宽，日均温度20–28℃，昼夜变幅18–32℃，不仅不怕受温度波动较大情况的影响而降低种子繁殖率，繁殖的风险性较小，而且可以扩大地域上的应用范围，同时，该工艺也提高了种子产量，一般繁殖亩产可达到350公斤左右。

同时，为了得到较高的种子产量以及便于繁殖的顺利进行，本发明强调了割蔸的高度，经实验证明，割蔸高度20厘米时，单株的结实率最高，数据如下：

N5088S不同割蔸再生结实效果

割蔸时间（月/日）	高度（厘米）	结实率（%）
			8月/20日	20	55.56
8月/20日	25	38.40
			8月/20日	30	20.90
8月/20日	35	17.17

 实施例：

一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法，该繁殖方法依次包括以下步骤：

第一步：单株选择工艺：先将欲繁殖的粳型光温敏核不育系N5088S于5月10日播种，然后根据株叶形态特征选择300个单株作为初始单株进行钵栽，并在自然光温条件以及严格规范的肥水管理下生长；

第二步：长光低温鉴定不育性工艺：当上述初始单株在自然光温条件下进入雌雄蕊形成期时，先将其移入日光型人工气候箱中处理至花粉母细胞减数分裂末期，处理时间为12天，日光照时间大于14.5小时，日均温为24℃，昼夜变幅为20–28℃，再将处理完毕的初始单株移出在自然条件下生长，当抽穗后，先镜检花粉不育度和套袋自交结实率，然后选择出花粉不育度为100%、套袋自交结实率为0的单株，再对其割蔸施肥让其再生以获得割蔸再生单株，割蔸高度为20厘米；

第三步：短光高温鉴定可育性工艺：当上述割蔸再生单株幼穗分化进入雌雄蕊形成期时，先将其移入日光型人工气候箱中处理至花粉母细胞减数分裂末期，处理时间为12天，日光照时间小于13小时，日均温为28℃，昼夜变幅为25–30℃，再将处理完毕的割蔸再生单株移出在自然条件下生长，当成熟后，筛选出自交结实率大于50%、与初始单株，即初始粳型光温敏核不育系N5088S在株叶形态特征上没有差别的单株作为当选单株，共28株；

第四步：核心种子生产工艺：先将上述28株当选单株割蔸以获得核心稻蔸，然后将核心稻兜带到海南永久保存，每年11月15日左右在海南将保存的核心稻蔸分蔸，分2–3次后，移栽到隔离区内再生结实以生产核心种子；或将核心稻蔸冬季保存在20–25℃的温室里，温室位于武汉地区，当在春季适宜水稻露地生长时，先将温室里保存的核心稻兜分蔸后移栽到隔离区内生长，当进入秋天、且光照长度小于13.2小时时，即8月23日左右，割蔸再生结实以生产核心种子，该核心种子收获后再将核心稻蔸移栽到温室里继续保存，当再次需要核心种子时，每年都可如此重复操作；割蔸高度为20厘米；

第五步：原原种、原种生产工艺：先利用上述核心种子生产原原种，若在武汉利用核心种子繁殖生产原原种，则在秋季繁殖，适宜播种期为：移栽田在7月12–15日，直播田在7月15–18日，亩播量为3.5公斤，隔离区内繁殖以获得原原种；若在海南利用核心种子繁殖生产原原种，则在冬季繁殖，适宜播种期为：移栽田在11月25–30日，直播田在12月1–5日，亩播种量为3.5公斤，隔离区内繁殖以获得原原种；然后利用获得的原原种繁殖生产原种，再将生产出的原种供大田制种，其方法和管理同原原种生产。

此外，粳型光温敏核不育系N95076S的繁殖方法同上。

上述繁殖方法不仅克服了粳型光温敏核不育系因基因漂移，使不育系不育起点温度整体升高，育性下降的问题, 同时解决了不育系种子繁殖产量低，繁殖条件高的问题，该方法不论在海南冬季繁殖还是在武汉秋季繁殖，一般亩产在350公斤左右，现已用该方法生产N5088S、N95076S原种10多万公斤，制种8万多亩，从未出现种子质量问题，实践证明该方法操作简便，行之有效。

Claims (3)

1.一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法，该繁殖方法依次包括单株选择工艺、长光低温鉴定不育性工艺、核心种子生产工艺与原原种、原种生产工艺，其特征在于：所述繁殖方法还包括短光高温鉴定可育性工艺；所述繁殖方法依次包括以下步骤：

第一步：单株选择工艺：先将欲繁殖的粳型光温敏核不育系播种，然后根据株叶形态特征选择300个单株作为初始单株进行钵栽，并在自然光温条件以及严格规范的肥水管理下生长；

第二步：长光低温鉴定不育性工艺：当上述初始单株在自然光温条件下进入雌雄蕊形成期时，先将其移入日光型人工气候箱中处理至花粉母细胞减数分裂末期，处理时间为12天，日光照时间大于14.5小时，日均温为24℃，昼夜变幅为20–28℃，再将处理完毕的初始单株移出在自然条件下生长，当抽穗后，先镜检花粉不育度和套袋自交结实率，然后选择出花粉不育度为100%、套袋自交结实率为0的单株，再对其割蔸施肥让其再生以获得割蔸再生单株；

第三步：短光高温鉴定可育性工艺：当上述割蔸再生单株幼穗分化进入雌雄蕊形成期时，先将其移入日光型人工气候箱中处理至花粉母细胞减数分裂末期，处理时间为12天，日光照时间小于13小时，日均温为28℃，昼夜变幅为25–30℃，再将处理完毕的割蔸再生单株移出在自然条件下生长，当成熟后，筛选出自交结实率大于50%、与初始单株在株叶形态特征上没有差别的单株作为当选单株；

第四步：核心种子生产工艺：先将上述当选单株割蔸以获得核心稻蔸，然后将核心稻兜带到海南永久保存，每年11月15日左右在海南将保存的核心稻蔸分蔸，分2–3次后，移栽到隔离区内再生结实以生产核心种子；或，在长江中下游地区的冬季将核心稻蔸保存在20–25℃的温室里，在春季适宜水稻露地生长时，先将温室里保存的核心稻蔸分蔸后移栽到隔离区内生长，当进入秋天、且光照长度小于13.2小时时，即8月23日左右，割蔸再生结实以生产核心种子，该核心种子收获后再将核心稻蔸移栽到温室里继续保存，当再次需要核心种子时，每年都可如此重复操作；

第五步：原原种、原种生产工艺：先利用上述核心种子生产原原种，若在长江中下游地区利用核心种子繁殖生产原原种，则在秋季繁殖，适宜播种期为：移栽田在7月12–15日，直播田在7月15–18日，亩播量为3.5公斤，隔离区内繁殖以获得原原种；若在海南利用核心种子繁殖生产原原种，则在冬季繁殖，适宜播种期为：移栽田在11月25–30日，直播田在12月1–5日，亩播种量为3.5公斤，隔离区内繁殖以获得原原种；然后利用获得的原原种繁殖生产原种，再将生产出的原种供大田制种，其方法和管理同原原种生产。

2.根据权利要求1所述的一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法，其特征在于：所述割蔸的高度为20厘米。

3.根据权利要求1或2所述的一种粳型光温敏核不育系的繁殖方法，其特征在于：所述粳型光温敏核不育系为粳型光温敏核不育系N5088S或粳型光温敏核不育系N95076S。