CN102119640A - 一种水稻两用核不育系原种生产的方法 - Google Patents

Abstract

一种新的利用株系育性鉴定保纯法生产水稻两用核不育系原种的方法，包括在原种生产田或高纯度繁殖田中选具有该两用核不育系典型性状的单株种成株系，将上述单株种成株系进行冷水串灌繁殖原种，并再进行一次再生冷水串灌繁殖，同时进行低温处理进行育性鉴定。根据低温处理育性鉴定的结果淘汰不达标株系，混收达标株系的头季和再生季种子成原种。

Description

一种水稻两用核不育系原种生产的方法

技术领域

本发明属于水稻原种生产领域，具体地说属于一种水稻两用核不育系原种生产的方法。

背景技术

水稻两用核不育系在一般技术条件下，连续繁殖2～3代，其群体育性转换起点温度就会发生变化，即所谓育性转换起点温度发生“漂移”现象。两用核不育系审定时的育性转换起点温度虽然达到审定标准，但在生产应用过程中因育性漂移和原种生产技术的不完善，致使不育起点温度逐步升高，严重影响到两系杂交种的纯度和制种安全。1994年袁隆平院士提出了水稻光温敏核不育系提纯和原种生产程序与方法，即：单株选择→低温或长日照低温处理→再生留种(核心种子)→原原种→原种→制种。实践证明，“核心种子”生产程序能保证光温敏核不育系的不育起点温度不发生大的漂移(水稻光温敏核不育系的提纯和原种生产，杂交水稻，1994，(6)；1-3)。邓华凤1997年提出在自然光温条件下鉴定、提纯起点温度和生产核心种子的程序，该程序的优点是经过多代连续单株选择，能够有效地控制不育起点温度高的温敏不育株所占比例，且能使光温敏核不育系逐渐纯化，起点温度稳定下来而不再“漂移”；同时在提纯过程中能年年生产核心种子，使制种母本用种年年均为原种，从而保证制种所用不育系的起点温度维持在刚育成时的水平(水稻光温敏核不育系起点温度提纯的实践与探讨，杂交水稻，1997，12(6)：7-9)。王长义等提出5088S“三圃一田法”生产原种，即通过单株选择圃，分系鉴定圃，混系繁殖圃及原种生产田(粳型光敏核不育系5088S的原种生产与防杂保纯技术，杂交水稻，1995，10(4)：16-18)。章显光等讨论了两系杂交水稻不育系和恢复系原种标准和光敏不育系原种生产的4圃法：即单株筛选、株行鉴定、株系比较和原种繁殖(湖北光敏感核不育水稻不育系原种生产之我见，湖北农业科学，1990，(9)：124)。周承恕等报道了利用海南春季低温条件提纯水稻低温敏核不育系和核心种子生产的方法(利用海南春季低温条件提纯水稻低温敏核不育系，杂交水稻，1996(5)：32)。邓启云等提出以典型单株为核心的种子生产程序(光温敏核不育水稻育性稳定性研究，湖南农业大学学报，1998，24(1)：8-13)。上述已有的原种生产方法和技术虽然能一定程度的控制不育起点温度的“漂移”，但均是建立在严格的多代连续单株选择的基础上的，单株的不育起点温度鉴定容易出现误差从而导致材料选偏，此外，严格的单株选择也可能导致微效不育基因的丢失，从而改变两用核不育系的不育起点温度。上述的原种生产程序基本都是：核心种子→原原种→原种→制种，由于其技术含量高，一般生产单位难以做到，且选择的单株少，生产核心种子量小，难以满足生产需求。

发明内容

针对现在技术存在的问题，为防止水稻两用核不育系不育起点温度“漂移”，提高原种产量和质量，我们通过研究，提出了一种新的防止不育起点温度“漂移”的水稻两用不育系原种生产方法，即株系育性鉴定保纯法。

该方法是鉴定株系的不育起点温度而不是单株的不育起点温度，能有效减少不育起点温度鉴定的误差，从而确保材料不选偏；并且可在育性鉴定的同一生长季进行冷水串灌繁殖收获原种，并通过再生季冷水串灌再生繁殖，两季能生产较多的原种。此外，由于冷水串灌繁殖原种时是将达标的株系混收获得原种，有利于保持群体微效不育基因的多样性。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种水稻两用核不育系原种生产方法，包括以下步骤：

1)在两用核不育系繁殖田选择多个单株；

2)将步骤1)中选择的单株种成株系，每穴单本种植；待株系中的植株主茎剑叶叶枕刚好超出下一叶叶枕时，从株系中取6个这样的单株移入水温自动控制处理池或人工气候室低温处理进行育性鉴定，水温自动控制处理池的水温或人工气候室的温度比不育系不育起点温度低0.2℃，低温处理时间为5天，始花后对花粉进行育性鉴定；同时在育性敏感期对大田种植的各株系进行冷水串灌繁殖。根据育性鉴定结果，保留育性鉴定6个单株都不育的株系种子混合为原种。

更进一步的，在所述的育性鉴定过程中，单株低温处理结束后，对每个单株中剑叶叶枕与下一叶叶枕间的间距在0-2cm的单茎进行标记，在始花后的第二天对标记单茎穗进行花粉镜检，连续镜检4-5天，鉴定花粉育性。

在所述的育性鉴定过程中，水温自动控制处理池中不育系幼穗顶部离水面5cm。

所述的原种繁殖为双季繁殖；在育性鉴定当季，当株系群体中有5％的个体幼穗分化达第Ⅳ期时开始进行冷水串灌，水温保持21±0.5℃，串灌时间为15-18天；头季收获时留桩20-25cm，当10％的再生苗幼穗分化处于第IV期时开始冷水串灌，灌水深度随再生穗发育进程由浅至深，以完全淹没幼穗为准，并连续串灌16-20天；将头季鉴定符合要求株系的再生种子混合成原种。

有益效果

利用本发明的技术方案繁殖水稻两用核不育系原种，头季产量稳定在200kg/667m²以上，再生季产量稳定在150kg/667m²以上。其种子纯度都在99.99％以上。

此程序连续进行3-4个繁殖周期，即可把两用核不育系的不育起点温度稳定下来，再一次生产原种2500kg左右，放到低温库保存，每年拿出一定数量的原种用于繁殖成制种用种，不需要年年进行原种生产。

繁殖的两用核不育系种子进行杂交制种，连续多年没有出现因不育起点温度漂移而导致不育系育性敏感期出现不育起点温度以上温度而产生自交结实情况。

附图说明

图1本发明的水稻两用核不育系原种生产流程示意图

具体实施方式

本发明所采用的技术方案适用任何温敏和弱光温敏型两用核不育系原种繁殖。本发明以C815S为例，详述本发明的实施方式。C815S是湖南农业大学水稻科学研究所育成的水稻两用核不育系。

1、单株选择

从高纯度、生长整齐一致的C815S繁殖田中，根据不育系的株型、叶型、穗型、粒型、生育期、稃尖色、芒的有无等性状，选择具有该不育系典型特征特性(目的是避免选择出变异株)、无病虫危害、自交结实率较高的单株(目的是提高繁殖产量)，共约50株。选择单株的多少可根据不育系繁殖所要收获的种子量确定，对此没有严格限制。

2、株系的育性鉴定和繁殖

将上述单株种成株系进行冷水串灌繁殖原种，同时进行育性鉴定。

繁殖田采取空间隔离或时间隔离。繁殖田块周边1000m以内不能种植其他水稻品种，或者繁殖田块周边其它水稻品种的始穗期与本不育系的始穗期相差30天以上。

繁殖田要求排灌方便，冷灌水源的水温度最好为19℃左右，且水源充足，能够保证繁殖田串灌的水温在不育系育性敏感期内始终保持21℃±0.5℃。繁殖田田埂高度要求高于35cm，保证田间有足够高度的水层。

两用核不育系的育性敏感期要安排在当地的稳定不育期内，此时当地的光温条件应当能够稳定保持不育系不育。如果把不育系的育性敏感期安排在育性波动时段，就会影响育性鉴定结果的准确性。例如，在长江中下游地区可把育性敏感期安排在6月下旬至7月上旬。

每个株系单本种植500株，栽培管理要精细。秧龄一般在25天左右；栽植密度20×20cm；中上肥力水平，要求主穗与后发分蘖穗的发育进度相差8天左右，每株单茎数10个以上。栽植行向与水流方向保持一致，每隔10行左右留走道，以利于冷灌时水流畅通和农事操作。

2.1株系育性鉴定

待C815S植株主茎剑叶叶枕刚好超出下一叶叶枕时，将生长正常、性状典型的植株于傍晚带泥移入塑料盆钵中，每钵移3株，每株系共移2钵，作好标记；将移栽好的塑料盆钵迅速移入水温自动控制处理池或人工气候室处理。

在待鉴定的C815S植株移入盆钵的前1天，把水温自动控制处理池的水温或人工气候室的温度调至比C815S不育起点温度低0.2℃，水温自动控制处理池的温度可以设置成24h恒定；人工气候室的温度可以是恒定的，也可以是模拟变温的。水温自动控制处理池的水深根据不育系植株的高矮而定，通常以幼穗顶部离水面5cm为好。为了保持水温自动控制处理池水温的均匀、稳定，要求制冷储水池的水温和上述处理池的水温接近，因此要适当加快水流速度。当水温自动控制处理池水面以上部分温度过高、光照过强时，水温自动控制处理池上方要覆盖遮阳网。

低温处理时间为5天。处理结束后，对每个单株中剑叶叶枕与下一叶叶枕间距在0-2cm的单茎进行标记。在始花后的第二天对标记单茎穗进行花粉镜检，连续镜检4-5天。根据花粉育性鉴定结果，确定是否淘汰对应的株系。出现有可育花粉的对应株系淘汰，保留6个单株花粉镜检全部不育的株系种子留作原种。

2.2株系冷水串灌繁殖

头季繁殖株系原种。当株系群体中有5％的个体幼穗分化达第Ⅳ期时开始进行冷水串灌，串灌时间为15-18天，灌水深度以完全淹没幼穗为准。除了在不育系育性敏感期冷水串灌处理时进行低温深水灌溉外，其余时期栽培管理按常规方式进行。冷水串灌结束后立即排水晒田，而后结合复灌浅水每667m²施复合肥5kg；抽穗前进行一次严格的除杂，发现纯度较差或形态性状明显不同于不育系典型性状的株系要毁掉。抽穗后，每天进行一次除杂，逐株观察，于开花前把杂株全部清除掉。收割前7-10天，每667m²施尿素15kg作促芽肥，后期保持田间湿润。全程注意防治病虫害，特别是在后期加强纹枯病和稻飞虱防治。对于育性鉴定6株全不育的株系，谷粒成熟度90％时抢晴好天气分株系收割，株系混合成原种。育性鉴定不符合要求株系的种子，可以收获混合作为生产用种。

头季收割留桩20-25cm，收后要清除一次杂草，尽早复水，于第2天每667m²追施20kg尿素，适时防治纹枯病、稻飞虱等田间病、虫害。当10％的再生苗幼穗分化处于第IV期时开始冷水串灌，灌水深度随再生穗发育进程由浅至深，连续串灌16-20天。当冷水串灌期内某一时段气温低于不育起点温度时应停止冷水串灌。谷粒成熟度90％时抢晴好天气分株系收割，头季保留株系的再生种混合成原种；育性鉴定不符合要求株系的再生繁殖种可以混合作为生产用种。

原种进一步繁殖成大田生产用种，生产用种不再进行繁殖。

2004-2009年在湖南农业大学试验农场利用本发明的株系育性鉴定保纯法进行C815S原种生产，连续6年头季原种产量稳定在196-255kg/667m²，再生季产量稳定在144-169kg/667m²。生产的C815S原种和制种用种通过湖南金色农华种业科技有限公司、湖南隆平种业、湖南金健种业等单位应用，其原种纯度都在99.99％以上，6年制种没有出现种子质量问题。

Claims (4)

1.一种水稻两用核不育系原种生产方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在两用核不育系繁殖田选择多个单株；

2)将步骤1)中选择的单株种成株系，每穴单本种植；待株系中的植株主茎剑叶叶枕刚好超出下一叶叶枕时，从株系中取6个这样的单株移入水温自动控制处理池或人工气候室低温处理进行育性鉴定，水温自动控制处理池的水温或人工气候室的温度比不育系不育起点温度低0.2℃，低温处理时间为5天，始花后对花粉进行育性鉴定；同时在育性敏感期对大田种植的各株系进行冷水串灌繁殖；根据育性鉴定结果，保留育性鉴定6个单株都不育的株系种子混合为原种。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：在所述的育性鉴定过程中，单株低温处理结束后，对每个单株中剑叶叶枕与下一叶叶枕间的间距在0-2cm的单茎进行标记，在始花后的第二天对标记单茎穗进行花粉镜检，连续镜检4-5天，鉴定花粉育性。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于：在所述的育性鉴定过程中，水温自动控制处理池中不育系幼穗顶部离水面5cm。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于所述的原种繁殖为双季繁殖：在育性鉴定当季，当株系群体中有5％的个体幼穗分化达第Ⅳ期时开始进行冷水串灌，水温保持21±0.5℃，串灌时间为15-18天；头季收获时留桩20-25cm，当10％的再生苗幼穗分化处于第IV期时开始冷水串灌，灌水深度随再生穗发育进程由浅至深，以完全淹没幼穗为准，并连续串灌16-20天；将头季鉴定符合要求株系的再生种子混合成原种。