CN102771387B

CN102771387B - 粳型不育系花培快速选育法

Info

Publication number: CN102771387B
Application number: CN201210280407.5A
Authority: CN
Inventors: 余波; 盛生兰; 林添资; 景德道; 龚红兵; 周义文; 李闯; 钱华飞; 曾生元; 刁立平
Original assignee: JIANGSU FENGYUAN SEED Co Ltd; Zhenjiang Institute of Agricultural Sciences Jiangsu Hilly Area
Current assignee: Chengwu Qiyuan State Owned Assets Operation Co ltd
Priority date: 2012-08-08
Filing date: 2012-08-08
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-08-08
Also published as: CN102771387A

Abstract

本发明公开了一种粳型不育系花培快速选育法，利用分子标记辅助选择，借助花药培养技术来实现保持系和不育系的快速稳定，并在短期内培育出性状优良的不育系。本发明的育种方法具有以下特征：效率高、速度快，通过本发明基本上在2年左右时间就可以选育出一大批成对的保持系与不育系；通过花培法进行不育系的选育，无论是前期的田间杂交工作，还是后期的田间选育，都能节约大量的时间、精力；综合性状稳定，克服F₂的衰退现象；随着不育系转育世代的增加，基因迁移、突变生物混杂、机械混杂等因素会引起变异、退化，逐步产生可育的花粉，出现不育系结实现象，而不育系花药培养获得的是纯合的二倍体，不育系的不育特性和纯度都得到极大的提高。

Description

粳型不育系花培快速选育法

技术领域

本发明涉及一种粳型不育系花药培养快速选育的方法，属于水稻遗传育种领域技术。

背景技术

近年来，我国的杂交粳稻进展比较缓慢，种植面积仅占到粳稻面积的3％左右。从表面来看，仅占这么小的应用面积其主要原因在于全优粳稻杂交组合少，但从本质上来看，则在于时间的漫长性。杂交粳稻不育系的选育从保持系配组、选育、稳定，再到不育系的转育、稳定，需要6年左右的时间，这就使得杂交粳稻同常规粳稻相比，需要多付出数倍的时间和精力，制约了杂交粳稻的迅速发展。

但同时，常规粳稻的发展已经进入了一种瓶颈状态，很长一段时间内都较难取得重大突破，而杂交粳稻却最有可能在近期内取得跨越式发展，这就迫切需要改良当前杂交粳稻（尤其是粳型不育系）的选育模式。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题与不足，本发明的目的在于提供一种粳型不育系花培快速选育法，它是一种改良的育种程序，即通过分子标记辅助选择、借助花药培养以同时实现保持系和不育系的快速稳定，提高选择效率，从而在短期内培育出性状优良的粳型不育系，实现“优质、高产、高效”的发展目标。

申请人经过多年反复试验，在诸多培育方案及选育方法中发现，本发明所采用的技术方案可以很好地实现发明目的，以解决现有技术存在的问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种粳型不育系花培快速选育法，该方法是利用分子标记辅助选择，借助花药培养技术来实现保持系和不育系的快速稳定，并在短期内培育出性状优良的粳型不育系。

本发明中，一种粳型不育系花培快速选育法包括以下步骤：

A)要选择具有品质优、丰产性好、抗条纹叶枯病和稻瘟病、熟相佳特性的亲本P分别与成对的粳型保持系、不育系杂交，分别得到F₀、F₀’；

B)将F₀、F₀’种子分别进行浸种催芽，田间种植F₁、F₁’；

C)将田间种植后的F₁、F₁’分别按照如下花药培养工序进行处理：首先取小孢子花粉细胞处于单核早中期的幼穗，再依次进行低温预处理7-10d、消毒、接种在MS诱导培养基上21-35d、转接到分化培养基上15d、移到生根培养基，再移植到大田，构建不育系系圃、保持系系圃，最后选择优良单株；

D)种植上个世代当选的保持系，结合抗性及其他农艺性状选留优质、丰产、抗病的保持系株系；

E）根据当选保持系的农艺性状，在不育系系圃中初选农艺性状相近的不育系与保持系匹配，每份当选保持系选择5-20株不育系与之配对；对当选的保持系优良株系及与其农艺性状相近的不育系通过分子标记进行基因遗传背景的检测，选择亲缘关系最近的不育系与保持系进行配对转育；通过进行上述分子标记辅助选择，一般在2到3个世代就可以稳定，从而快速选育出成对的不育系和保持系。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点如下：

1.效率高，速度快：常规田间工作，保持系的选育及不育系转育均需要6代（3年）以上，而本发明在F₁代就实现了不育系、保持系的稳定；经过分子标记辅助选择，不育系和保持系之间的亲缘关系高度接近，基本上在2年（2-4代）左右时间就可以选育出一大批成对的不育系、保持系。

2.工作量小，收效显著：通过花培进行不育系的选育，无论是前期的田间杂交工作，还是后期的田间选育，都能节约大量的时间、精力。

3.综合性状稳定，克服F₂的衰退现象：通过田间杂交选育的F₂群体，在发生性状分离和重组的同时，会随着世代的增加而发生衰退，F₂生长势、生活力、抗逆性和产量等方面均明显低于F₁，尤其到了高世代，优良性状已消失殆尽，而花培法得到的则是纯合的后代，不会发生衰退现象，从而能保证性状的稳定。

4.不育系败育彻底：随着不育系转育世代的增加，“基因迁移”、突变生物混杂、机械混杂等因素会引起变异、退化，逐步产生可育的花粉，出现不育系结实现象；而不育系花药培养获得的是纯合的二倍体，不育系的不育特性和纯度都得到极大的提高。

附图说明

图1为本发明的选育流程图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

综述：粳型不育系花培快速选育法包括以下步骤：

（1）粳型保持系花培快速选育：

1A）选择具有优良农艺性状的亲本P与粳型保持系B杂交，得杂交种F₀。

1B）将F₀种子浸种催芽，田间种植F₁。

1C）取孕穗期剑叶叶枕距2-5cm的幼穗→低温预处理7-10d→消毒→接种在MS诱导培养基上21-35d→转接到分化培养基上15d→移到生根培养基→移植到大田（保持系系圃）→选择优良单株。

（2）粳型不育系花培快速选育：

2A）选择具有优良农艺性状的亲本P与粳型不育系A杂交，得杂交种F₀’。

2B）将F₀’种子浸种催芽，田间种植F₁’。

2C）取小孢子花粉细胞处于单核早中期的幼穗→低温预处理7-10d→消毒→接种在MS诱导培养基上21-35d →转接到分化培养基上15d→移到生根培养基→移植到大田（不育系系圃）。

（3）粳型不育系，保持系高效配对：

D）种植上个世代当选的保持系，结合抗性及其他农艺性状选留优质、丰产、抗病的保持系株系。

下面通过具体实施例来阐述本发明。

本发明所述的原材料来源：

镇稻88是江苏丘陵地区镇江农业科学研究所早期育成的一个抗条、早熟的粳稻品种。

镇稻14号是江苏丘陵地区镇江农业科学研究所新育成的一个品质优、产量高、抗性好的粳稻品种。

以下结合图1、表1、表2进一步说明本发明粳型不育系花培快速选育法，具体如下：

（1）杂交粳稻保持系花培快速选育：

A）2008年正季，选择具有品质优、丰产性好、抗条纹叶枯病和稻瘟病、熟相佳特性的亲本镇稻14号与粳型保持系镇稻88杂交，得杂交种F₀。

B）2008年冬季在海南加代，种植保持系F₁（编号B001）。

C）2009年2月底至三月初，取孕穗期剑叶叶枕距2-5cm的幼穗，然后依次进行低温预处理7-10d、消毒、接种在合适的诱导培养基上21-35d，然后再转接到分化（再生）培养基上15d，再移到生根（绿苗）培养基，然后移植到大田（保持系系圃），最后选优良保持系18株（编号B1001至B1018）。上述诱导培养基、分化（再生）培养基、生根（绿苗）培养基均为市售产品。

（2）杂交粳稻不育系花培快速选育：

A）2008年正季，选择具有品质优、丰产性好、抗条纹叶枯病和稻瘟病、熟相佳特性的亲本镇稻14号与粳型不育系镇稻88A杂交，得杂交种F₀’。

B）2009年正季种植不育系F₁’（编号A001）。

C）2009年七月中旬，取孕穗期剑叶叶枕距2-5cm的幼穗，然后依次进行低温预处理7-10d、消毒、接种在合适的诱导培养基上21-35d，然后再转接到分化（再生）培养基上15d、移到生根（绿苗）培养基，最后移植到大田（不育系系圃）。

D）根据当选保持系性状，从不育系系圃中初选农艺性状相近的不育系相匹配，每份当选保持系选择5株不育系与之配对。

（3）杂交粳稻不育系，保持系高效配对：

A）2009年正季，种植上代当选保持系株系18份，结合抗性及其他农艺性状选留13份株系（编号B2001至B2013）。

B）通过分子标记对镇稻14号与镇稻88进行基因遗传背景的筛选，共使用均匀分布在水稻12对染色体上的120个分子标记进行遗传背景的多态性检测，共找到了58个具有多态性的分子标记。

2009年7月初，用这58个分子标记对当选的13份保持系（编号B2001至B2013）以及当选不育系65株进行基因遗传背景的检测，其中有3份保持系能找到与其基因遗传背景吻合度达90％的不育系，还有5份保持系找到与其基因遗传背景吻合度达85％以上的不育系。通过分子标记检测的结果，从65株不育系中选择与当选的13份保持系（编号为B2001至B2013）基因遗传背景最吻合的不育系13株，相应编号为A2001至A2013，在8月进行初次转育。

2010年春，借助分子标记辅助选择，在海南加代转育BF₁（A3001×B3001--------A3013×B3013）。

2010年正季，在江苏句容继续转育BF₂（A4001×B4001--------A4013×B4013），经分子标记鉴定，不育系、保持系遗传背景已经高度吻合，得到稳定可以利用的成对不育系、保持系。

表1：粳型不育系花培快速选育流程表

表2：分子标记辅助选择流程表

Claims

1.一种粳型不育系花培快速选育法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A)要选择具有品质优、丰产性好、抗条纹叶枯病和稻瘟病、熟相佳特性的亲本P分别与粳型保持系、不育系杂交，分别得到杂交种F₀、F₀’；

C)将田间种植后的F₁、F₁’分别按照如下花药培养工序进行处理：首先取小孢子花粉细胞处于单核早中期的幼穗，再依次进行低温预处理7-10d、消毒、接种在MS诱导培养基上21-35d、转接到分化培养基上15d、移到生根培养基，再移植到大田，构建保持系系圃、不育系系圃，最后选择优良单株；花药培养的不育系系圃和保持系系圃的群体要在1000-3000株；

E）根据当选保持系的农艺性状，在不育系系圃中初选农艺性状相近的不育系与保持系匹配，每份当选保持系选择5-20株不育系与之配对；对当选的保持系优良株系及与其农艺性状相近的不育系通过分子标记进行基因遗传背景的检测，选择亲缘关系最近的不育系与保持系进行配对转育；通过进行上述分子标记辅助选择，在2到3个世代稳定，从而快速选育出成对的不育系和保持系。