CN102405809A - 一种黄化两系不育系的选育方法及其应用 - Google Patents

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本发明提供了一种黄化两系不育系的选育方法，该方法包括如下步骤：以两系不育系为原始材料，通过辐射诱变种子，筛选出黄化苗，而后通过高光效筛选技术，筛选出具有高光效的黄化苗，再通过系谱选择选育出与原两系不育系除叶色特征外，其他性状一致的两系不育系。该方法能够在水稻生产的全生育期间快速、便捷、直观的鉴定出两系杂交水稻的纯度，同时因该类黄化不育系保留了两系不育系的其他特征特性，可用该类黄化不育系替代绿叶两系不育系。

Description

一种黄化两系不育系的选育方法及其应用
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体地说，涉及一种黄化两系不育系的选育方法及其应用。
背景技术
水稻在中国粮食中占有极其重要的地位，随着种子产业化进程的不断加快，种子纯度越来越受到重视，杂种的产生也越来越受到重视。假种的产生有许多原因，大致可分为三类，机械混杂，生物学混杂，不育系自交结实引起的混杂。如何解决杂交种子混杂，以最快的速度鉴定出假杂种，成为制种者和农民最为关心的问题，常用的鉴定方法有海南或本地田间种植鉴定、同工酶电泳鉴定、DNA分子标记等几项技术，但以上技术或因成本过高、或因虽知纯度不高但无法去除假杂种等很难被接受。
近年来，育种家提出通过选育带标记性状的不育系作为手段之一，尤其是叶色标记(含白化叶色标记，淡绿色叶色标记，紫色标记等)，具有直观、操作简单、成本低等优点。但叶色标记材料生长出来的苗由于缺乏叶绿素，生长势均不如正常的苗。如申请号为02137544.5和02137545.3的发明专利公开了苗期携带或具有转绿型叶色标记杂交水稻的选育方法，是采用采用诱变产生苗期白化用以识别杂株类型。但生产实际证明该方法不实用、不可行，因为苗期白化转绿型水稻的白化现象只有在较低温度下(22摄氏度以下)表现明显、彻底，在高温下虽然表现但持续时间极短(一般在三叶时会转为正常的绿色)，根本不具有可操作性。而本发明选育的黄化型水稻，不管温度高低均为黄化，不会转绿，而且从苗期到收获均为黄色。
植物叶绿体中的色素包括两大类：叶绿素包括叶绿素a(呈蓝绿色)和叶绿素b(呈黄绿色)，类胡萝卜素(呈橙黄色)和叶黄素(黄色)。叶片的颜色主要取决于各色素间的含量比。水稻叶片颜色发生变化通常情况下是由于叶绿素缺陷或畸变产生的。辐射诱变可以分离出很多不同叶色变异类型，主要如黄化型、三叶期白化转绿型、6-7叶期白化转绿型、水晶叶型、白化致死型(三叶期死亡)、黄化致死型等等。据胡标林、包劲松、万勇等的文献《籼稻93-11辐射突变体的分离与鉴定》，江西省核农技术学术交流会论文集，2009年，南昌，报道，相对白化转绿型，黄化型变异出现比例更低，但一定有该类型变异出现，出现比例约为2/5000。
与正常绿色叶型水稻相比，黄化型水稻由于叶绿素含量较低，光合作用能力较低，一般的黄化叶型水稻分蘖差、生长较弱，采用本发明所提及的高光效筛选办法就可以剔除那些生长不正常的变异株，筛选到生长正常的黄化水稻。
黄化型水稻能正常生长、抽穗、与一般绿色型水稻一样。因而黄化型水稻是绿色型水稻的一种补充，黄化是一种隐性性状，黄化型水稻与绿色型水稻杂交，其F1代为绿色，F2则会分离出黄化与绿色两种叶色水稻，因而利用黄化型水稻的黄色叶色作为指示性状能识别绿色水稻中的杂株。
比较苗期白化型水稻的选育，黄化型水稻选育更直观。白化现象一般在苗期三叶前表现，所持续时间短，而且甚至在高温下不表达。黄化则是终身现象，从苗期到收割均不会变化，也不会随温度变化而变化。因而选育时可以在任何时候选择到黄化苗。
综上所述，利用本发明可以筛选到生长正常的黄化变异材料，培育出的黄化苗跟正常苗具有在叶色除外的其它性状上具有相同特征。
发明内容
本发明的目的是提供一种黄化两系不育系的选育方法。
为了实现本发明目的，本发明的一种黄化两系不育系的选育方法，包括如下步骤：
(1)取含水量为11-13％两系杂交水稻不育系干种子作为原始材料，用钴-60(Co)γ射线处理种子，辐射剂量为300Gy，播种诱变当代M0种子，混收诱变一代M1种子，种植M1代种子并在M2秧田寻找分离出的所有黄化苗；
(2)将步骤(1)中得到的黄化苗在主穗幼穗发育到5叶期时用23.5℃低温处理6天，淘汰结实正常株，保留结实差或未结实株割茬再生，在幼穗发育5叶期用22℃低温处理6天后，移至正常状况下生长，获得黄花苗的种子；
(3)种植步骤(2)得到的黄花苗种子，经过连续多代选择，选择出生长正常、农艺性状与原两系不育系一致且具有黄化叶色特征的两系不育系进行抗性、育性特征及配合力观察，同时验证有效性，最终获得生长正常、全生育期黄化叶片的两系不育系。
其中，所述步骤(1)中的水稻不育系为广占63S。
所述步骤(3)中多代选择的代数为4-6代。
所述步骤(2)之前还包括黄化苗的高光效筛选，具体是将步骤(1)中得到的黄化苗在三叶期移至密封玻璃罩中；以同叶龄的C4作物玉米作对照，在35～40℃温度中处理5天，待80％黄化苗枯萎死亡后，将未死的黄化苗移栽到大田中，保留在生育期间保持叶色黄化的植株，淘汰所有叶色转变的植株，得到高光效率性能的黄化苗。
C4作物玉米光合强度大、效率高，而CO2补偿点低；C3作物水稻光合强度小、效率低，而CO2补偿点高。当箱内的CO2多数被C3作物吸收时，CO2浓度很快降到C3作物的补偿点以下。此时C4作物由于CO2补偿点低，仍能正常生长，而C3作物由于CO2的补偿点高，幼苗开始因饥饿引起枯萎而死亡，经过5天处理未死亡的植株，就可以认为是具有高光效率性能的黄化苗。
黄化苗一般生长势弱，分蘖少，植株矮小，通过本发明处理可以将弱小的黄化苗致死，淘汰生长势弱，分蘖少，植株矮小的苗，所剩小的黄化苗就能跟正常的绿色叶片苗一样生长、分蘖，所剩下的黄化苗即是高光效性能的。通过该步骤很容易在苗期就筛选得到所需的黄化苗，能够节约大量的时间和成本。如果不通过该步骤，就必须种植所有黄化苗，通过观察比较所有材料才能得到。高光效筛选应在水稻和玉米均生长至三叶期进行，因为三叶期后，胚乳营养消耗完毕，主要靠光和作用制造营养。
采用上述方法得到的黄化两系不育系具有以下特征：生长正常，光合效率高，全生育期叶片均保持黄色，不存在转绿现象。
本发明的另一目的在于提供一种生长正常的黄化两系不育系在水稻育种或生产中的应用，尤其在在杂交水稻种子纯度的鉴定、辅助去杂或自动排假中的应用。
在水稻繁殖及制种中群体中如出现绿色水稻，则该绿色水稻为杂株，很容易在任何时候除去；而在杂交一代种植后，绿色稻株中出现的黄色株则为杂株(自交种)，可以在无论秧苗期还是在移栽后分蘖、抽穗等时候除去。
本发明的效果：
1.本发明能够快速，简便，直观，准确的鉴定不育系种子纯度。
2.在保证能够坚定不育系种子纯度的基础上，保持不育系除叶色外的其他性状与该两系不育系一致，从而保证优良两系不育系的其他较好农艺性状，如株高、穗长、配合力、千粒重等等。
3.本发明为不育系繁殖和制种除杂提高了新的方法，能够保证生产出来的种子纯度，从而提高种子生产的质量。
附图说明
图1为本发明黄广S的选育系谱图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。广占63S为现有品种。
实施例1物理诱变两系杂交水稻广占63S选育全生育期黄化型广占63S即黄广S：
(1)取含水量12％的广占63S的干种子，用钴-60(Co60)γ辐射处理，照射剂量为300Gy。直播M0种子，混收M1植株的种子。混合种植M2群体，当叶片生长至二叶一心时，筛选可肉眼识别叶片黄化的变异株。
(2)将步骤(1)所有黄花苗在三叶期移栽至1个1m3左右的密封玻璃罩中；以同叶龄的玉米(C4作物)作对照，在35～40℃温度中处理5天，待80％黄化苗枯萎死亡后，将未死的黄化苗移栽到大田中，保留在生育期间保持叶色黄化的植株，淘汰所有叶色转变的植株，得到高光效率性能的黄化苗。
(3)将步骤(2)得到的黄化苗在主穗幼穗发育到5叶期时用23.5℃低温处理6天，淘汰结实正常株，保留结实差或未结实株割茬再生，在幼穗发育5叶期用22℃低温处理6天后，移至正常状况下生长，获得黄花苗的核心种子；
(4)种植步骤(3)中的种子，选择除叶色外，其他农艺性状均与对照广占63S相同的单株收获，经过连续5代选择，即可获得携带隐性黄化基因的黄广S。选育系谱图请参照图1。
实施例2应用
在实验室，采用人工发芽箱，在培养皿中培养F1代种子，F1代所长苗均为绿色，如有意识混入黄广S种子，当秧苗培养到4叶期人工除杂，可以100％除去黄化苗。表明黄广S叶色表现明显黄化。
在黄广S制种中，所有母本均为黄化，如内有绿色或其它颜色的植株，即为杂株，可以很容易用人工除去，从而确保纯度。
用黄广S与其他的叶色为绿色的恢复系制种得到的F1代种子，在田间种植后，F1代叶色表现绿色，表现为黄化的幼苗为杂株，可以方便去掉。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种黄化两系不育系的选育方法，包括如下步骤：(1)取含水量为11-13％两系杂交水稻不育系干种子作为原始材料，用钴-60(Co)γ射线处理种子，辐射剂量为300Gy，播种诱变当代M0种子，混收诱变一代M1种子，种植M1代种子并在M2秧田寻找分离出的所有黄化苗；
(2)将步骤(1)中得到的黄化苗在主穗幼穗发育到5叶期时用23.5℃低温处理6天，淘汰结实正常株，保留结实差或未结实株割茬再生，在幼穗发育5叶期用22℃低温处理6天后，移至正常状况下生长，获得黄花苗的种子；
(3)种植步骤(2)得到的黄花苗种子，经过连续多代选择，选择出生长正常、农艺性状与原两系不育系一致且具有黄化叶色特征的两系不育系进行抗性、育性特征及配合力观察，同时验证有效性，最终获得生长正常、全生育期黄化叶片的两系不育系即黄广S。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的水稻不育系为广占63S。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)之前还包括黄化苗的高光效筛选，具体是将步骤(1)中得到的黄化苗在三叶期移至密封玻璃罩中；以同叶龄的C4作物玉米作对照，在35～40℃温度中处理5天，待80％黄化苗枯萎死亡后，将未死的黄化苗移栽到大田中，保留在生育期间保持叶色黄化的植株，淘汰所有叶色转变的植株，得到高光效率性能的黄化苗。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的高光效筛选时期为水稻和玉米的三叶期。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多代选择的代数为4-6代。
6.如权利要求1-5任意一项所述的方法在水稻育种或生产中的应用。
7.如权利要求6所述应用为在杂交水稻种子纯度的鉴定、辅助去杂或自动排假中的应用。
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