CN103026959B

CN103026959B - 水稻f1种子的生产方法、水稻f1种子及水稻雄性不育系

Info

Publication number: CN103026959B
Application number: CN201210073413.3A
Authority: CN
Inventors: 地主建志; 森中洋一; 高师知纪; 北野英己; 香村敏郎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: JP2012210205A; JP5991657B2; US9072230B2; UY33949A; US20120240285A1; CN103026959A

Abstract

本发明提供一种适用于F1杂种育种法的越光雄性不育系及使用该水稻细胞质雄性不育系的水稻F1种子的生产方法。所述水稻F1种子的生产方法，其以水稻雄性不育系作为母本、以水稻育性恢复系作为父本，进行杂交，从杂交后的母本中采集杂种一代种子(F1种子)，所述水稻雄性不育系含有从来自水稻品种Modan的Pb1基因及来自Oryza？nivara的Cr1基因组成的组中选择的一种以上的基因。利用所述水稻F1种子生产方法制得的F1种子及水稻细胞质雄性不育系，所述水稻细胞质雄性不育系含有从来自水稻品种Modan的Pb1基因及来自Oryza？nivara的Cr1基因组成的组中选择的一种以上的基因。

Description

水稻F1种子的生产方法、水稻F1种子及水稻雄性不育系

技术领域

本发明涉及具有优良性状的水稻雄性不育系、用该水稻雄性不育系生产水稻F1种子的方法及通过该方法制得的水稻F1种子。

背景技术

近年来，随着基因组分析技术的显著进步，已能够高精度且容易地进行作物改良。尤其，DNA标记技术进步显著，通过该技术，已能够制备具有有益性状的新品种。例如，目前，使用DNA标记制得了具有灰霉病抗性的番茄(例如参见日本专利文献1)，还制得了改善抗倒伏性及糙米粒大小的水稻(Oryzasativa)(例如参见日本专利文献2)。

另外，目前，利用DNA标记，通过置换包含已被鉴定为重要基因的有益等位基因的染色体区域，对其他大多性状几乎无影响，可以特异性地改良目标性状(例如参见日本专利文献3)。例如，在水稻中，能够制得改良杆长(sd1基因附近染色体区域)、抽穗期(hd1基因附近染色体区域)、每穗粒数(Gn1基因附近染色体区域)的水稻(例如参见日本专利文献4)。通过将水稻品种越光(コシヒカリ)染色体中的sd1基因置换成来自哈巴达克(ハバタキ)的sd1基因，与水稻品种越光相比，杆长显著缩短，并能改善抗倒伏性。另外，通过将水稻品种越光染色体中的Gn1基因置换成来自哈巴达克的Gn1基因，与水稻品种越光相比，能够提高着粒密度。通过将水稻品种越光染色体中的hd1基因置换成来自哈巴达克的hd1基因，与水稻品种越光相比，可以使其早熟。

作为制备具有更优异性状的作物的方法有F1杂交育种法，其利用雄性不育细胞质等，使母本丧失花粉合成功能，从而实现远缘系间的杂交，将其杂交种子作为品种。例如，莴苣，在F1杂交育种法中制备出可用作母本的莴苣雄性不育系(例如，参见日本专利文献5)。

F1杂种育种法作为一种利用杂种优势，能够容易且高水平地改善产量性能的技术，被广泛应用。在日本的水稻育种中，自从1970年发现实用性的雄性不育系细胞质以来，已经开始尝试使用了。但是，由于当时培育出的体系口味品质不十分高，以及在其后的米过剩时代中对高产性能的需求性降低等，因此历史上没有再接着利用所述技术。

但是，近年来，在对粮食增产、栽培成本及栽培时投入的能源追求效率化的基础上，提高作物的产量潜力再次变得重要起来，今后其将成为越来越重要的育种目标。另外，通过增强生产性能来增大植物体本身的大小，可提高被视为第二代生物乙醇原料的作物残渣的生产率，相对削减作物栽培过程中排放出的GHG量，据此也能够对解决能源问题、环境问题做出贡献。

在越来越重视提高产量潜力的现今，重新认识F1杂种育种技术的形势越来越高涨。在F1杂种育种法中，作为组合测试的候补筛选体系需要在非常多的体系间制备F1杂种，因此为了维持高筛选效率，选定作为母本的雄性不育系非常重要。

作为日本主要变种的水稻品种越光，对其口味品质的评价高，在将其作为培育母本的体系中，存在多种口味良好的体系。另外，除了口味品质以外，其具有在日本栽培范围最广所表现出的广域栽培适应性，另外，大多具有强抗穗发芽性等优异的性状。并且，在众多的实验中，通过将其用作研究对象，从而蓄积了学术知识，也具有易于发现改良线索的优点。考虑到上述内容，可以说在培育F1杂种母本方面，越光是最有前景的体系之一。

现有技术文献

专利文献

专利文献1日本专利第4248881号公报

专利文献2日本专利第4368391号公报

专利文献3日本专利第4409610号公报

专利文献4日本专利第4352102号公报

专利文献5日本专利第3949637号公报

发明内容

但是，在想要以越光为单亲培育F1杂种的情况下，屡屡发生问题。例如，越光对稻瘟病表现易感性，因此由越光雄性不育系制得的F1系，也频繁出现易感染稻瘟病的体系，结果导致大大降低筛选效率。

另外，采用了越光雄性不育系的F1杂种的情况，存在采种率低的问题。

本发明的目的是提供一种F1杂种育种法中适宜的越光雄性不育系、及采用该水稻雄性不育系的水稻F1种子的生产方法。

为了解决上述技术问题，本发明人进行了深入研究，结果发现通过使用具有稻瘟病抗性的雄性不育系或柱头外露率高的雄性不育系作为母本，能够更高效的制备出优秀的F1杂种，完成了本发明。

即，本发明提供：(1)一种水稻F1种子的生产方法，其特征在于，以水稻雄性不育系为母本、以水稻育性恢复系为父本，进行杂交，从交配后的母本中采集杂种一代种子(F1种子)，所述水稻雄性不育系含有从来自水稻(Oryzasativa)品种Modan的Pb1基因及来自Oryzanivara的Cr1基因组成的组中选择的一种以上的基因；

(2)根据上述(1)中所述的水稻F1种子的生产方法，其特征在于，所述水稻雄性不育系还含有从来自水稻品种哈巴达克的sd1基因、来自水稻品种哈巴达克的Gn1基因、来自水稻品种哈巴达克的hd1基因组成的组中选择的一种以上的基因；

(3)根据上述(1)或(2)中所述的水稻F1种子的生产方法，其特征在于，所述水稻雄性不育系还表现出半糯性；

(4)根据上述(1)中所述的水稻F1种子的生产方法，其特征在于，所述水稻雄性不育系选自水稻细胞质雄性不育系JMS-019(OryzasativaL.cultivarJMS-019)、水稻细胞质雄性不育系JMS-020、水稻细胞质雄性不育系JMS-021、水稻细胞质雄性不育系JMS-022、水稻细胞质雄性不育系JMS-023或水稻细胞质雄性不育系JMS-024的细胞质雄性不育系；

(5)根据上述(1)～(4)中任意一项所述的水稻F1种子的生产方法制得的水稻F1种子；

(6)水稻F1杂交系杂交统合(とうごう)1号，保藏于独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心(日本国茨城县筑波市东1-1-1筑波中心中央第6，邮政编码305-8566)，保藏2012年1月27日，保藏号FERMBP-11457；

(7)水稻F1杂交系杂交统合2号，保藏于独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心，保藏2012年1月27日，保藏号FERMBP-11458；

(8)水稻F1杂交系杂交统合3号，保藏于独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心，保藏2012年1月27日，保藏号FERMBP-11459；

(9)水稻F1杂交系杂交统合4号，保藏于独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心，保藏2012年1月27日，保藏号FERMBP-11460；

(10)水稻雄性不育系，其特征在于，其含有从来自水稻(Oryzasativa)品种Modan的Pb1基因及来自Oryzanivara的Cr1基因组成的组中选择的一种以上的基因；

(11)根据上述(10)所述的水稻雄性不育系，其特征在于，其还含有从来自水稻品种哈巴达克的sd1基因、来自水稻品种哈巴达克的Gn1基因、来自水稻品种哈巴达克的hd1基因组成的组中选择的一种以上的基因；

(12)根据上述(10)或(11)所述的水稻雄性不育系，其特征在于，其还表现出半糯性；

(13)水稻细胞质雄性不育系JMS-019(OryzasativaL.cultivarJMS-019)；

(14)水稻细胞质雄性不育系JMS-020(OryzasativaL.cultivarJMS-020)；

(15)水稻细胞质雄性不育系JMS-021(OryzasativaL.cultivarJMS-021)，保藏于独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心，保藏2012年1月27日，保藏号FERMBP-11461；

(16)水稻细胞质雄性不育系JMS-022(OryzasativaL.cultivarJMS-022)，保藏于独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心，保藏2012年1月27日，保藏号FERMBP-11462；

(17)水稻细胞质雄性不育系JMS-023(OryzasativaL.cultivarJMS-023)，保藏于独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心，保藏2012年1月27日，保藏号FERMBP-11463；

(18)水稻细胞质雄性不育系JMS-024(OryzasativaL.cultivarJMS-024)，保藏于独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心，保藏2012年1月27日，保藏号FERMBP-11464；

(19)水稻近等基因系，其特征在于，含有来自Oryzanivara的Cr1基因作为外源基因。

本发明的水稻F1种子的生产方法，其以改善了特定性状的水稻雄性不育系作为母本，从而能够生产具有该性状的F1杂种的种子。尤其是，本发明中所用的水稻雄性不育系，由于改善了稻瘟病抗性或采种率中的至少一种，因此与以水稻品种越光的雄性不育系作为母本的情况相比，能够以更高的筛选效率生产水稻F1杂种的种子。

附图说明

图1为编码水稻第11染色体中Pb1基因的21.38Mbp附近的DNA标记(SNP)的图。

图2为编码水稻第3染色体中Cr1基因的21Mbp附近的DNA标记(SNP)的图。

图3为编码水稻第1染色体中sd1基因附近的DNA标记(SNP)的图。

图4为编码水稻第1染色体中Gn1基因附近的DNA标记(SNP)的图。

图5为编码水稻第6染色体中hd1基因附近的DNA标记(SNP)的图。

图6为模拟表示实施例1中制得的含有来自Modan的Pb1的近等基因系(Pb1-NIL)JMT-019的基因组的图。

图7为模拟表示实施例1中制得的含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Cr1-NIL)JMT-020的基因组的图。

图8为模拟表示实施例1中制得的含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Cr1-NIL)JMT-020_长区域的基因组的图。

图9为模拟表示实施例1中制得的含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1/来自哈巴达克的sd1/来自哈巴达克的Gn1的近等基因系(Pb1/Cr1/sd1/Gn1-NIL)JMT-021的基因组的图。

图10为模拟表示实施例1中制得的含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1/来自哈巴达克的sd1/来自哈巴达克的Gn1/来自哈巴达克的hd1的近等基因系(Pb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1-NIL)JMT-022的基因组的图。

图11为模拟表示实施例1中制得的具有半糯性的Pb1/Cr1/sd1/Gn1-NIL的JMT-023的基因组的图。

图12为模拟表示实施例1中制得的具有半糯性的Pb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1-NIL的JMT-023的基因组的图。

图13表示在实施例1中对以JMS-019作为母本制得的F1杂种体系(JMS-019/JFR-004)及以CMS-越光作为母本制得的F1杂种体系(CMS-越光/JFR-004)进行稻瘟病抗性实验的结果示意图。

图14表示实施例1中测得的维持系JMT-020、JMT-020_长区域及水稻品种越光自出穗起7日后的柱头外露率的结果示意图。

图15表示实施例1中测得的JMS-020_长区域及CMS-越光的柱头外露率的结果示意图。

图16表示实施例1中测得的JMS-020_长区域及CMS-越光收获时的结实率的结果示意图。

具体实施方式

本发明中的近等基因系是指原品种的仅部分染色体被外源品种的染色体片段置换的体系。此处，外源品种如果是原品种以外的品种就没有特别限制，可以是与原品种为同一种植物的品种，也可以是与原品种为不同种植物的品种，还可以是动物等植物以外的品种。另外，在本发明中，品种是指为同一种植物，而由于遗传结构不同，在某种性状上可以明确与同种内其他品种区分的群体。

本发明中的DNA标记，只要能识别源自原品种的染色体与源自外源品种的染色体、能检测出染色体上的DNA序列差异即可，无特殊限定，可以使用在基因分析领域中常用的DNA标记。作为该DNA标记，可以是例如能检测出SNP(SingleNucleotidePolymorphism，单核苷酸多态性)或SSR(SimpleSequenceRepeats，简单重复序列)的不同重复数等基因多态性的标记，也可以是RFLP(RestrictionFragmentLengthPolymorphism，限制性酶切片段长度多态性)标记。另外，可以通过常规方法，利用这些DNA标记识别来自原品种的等位基因及来自外源品种的等位基因。例如，以从各个体中提取的DNA为模板，使用能与特定的SNP或SSR进行特异性杂交的引物等进行PCR，使用电泳法等检测出有无PCR产物，能够识别各多态性。另外，对从各个体中提取的DNA进行限制内切酶处理后，使用电泳法等检测DNA片段的图案，能够识别各多态性。另外，能与特定的SNP或SSR进行特异性杂交的引物等，可以按照该SNP或SSR的碱基序列，使用常用的引物设计工具等，以常规方法来进行设计。另外，设计出的引物等，也可以通过本技术领域内众所周知的任意方法进行合成。

这些DNA标记可以适当使用公知的DNA标记。另外，也可以使用新制备的DNA标记。作为公知的DNA标记，例如可以使用水稻领域中，国际公开第2003/070934号说明书中公开的SNP标记、或水稻基因组研究计划(RiceGenomeResearchProgram(RGB：http://rgp.dna.affrc.go.jp/publicdata.html))中公开的DNA标记。

另外，各品种的基因信息等可以通过例如国际碱基序列数据库NCBI(美国国立生物技术信息中心(NationalcenterforBiotechnologyInformation))或DDBJ(日本DNA数据库(DNADataBankofJapan))得到。尤其水稻各品种的遗传基因信息可以通过KOME(水稻的生物分子数据库(Knowledge-basedOryzaMolecularbiologicalEncyclopedia)，http://cdna01.dna.affrc.go.jp/cDNA/)等得到。

本发明及本说明书中的“水稻品种日本晴的染色体的第X号碱基”是根据TIGR(基因组研究所(TheInstituteforGenomicResearch)；http://www.tigr.org/tdb/e2k1/osa1/blastsearch.shtml)中公开的水稻品种日本晴的基因组DNA的碱基序列(译文2)所确定的区域。

另外，本发明及本说明书中的“相当于从水稻品种日本晴染色体的第X号碱基至第Y号碱基区域的区域”，是指水稻个体染色体中，与水稻品种日本晴染色体中的该区域同源性高的区域，可以通过校正使水稻品种日本晴的公知基因组DNA与该水稻个体基因组DNA的碱基序列为最高同源性而确定。另外，水稻品种日本晴之外的水稻个体中的“相当于水稻品种日本晴SNP的SNP”，是指在含有该SNP的区域中，在通过校正使水稻品种日本晴的公知基因组DNA与该水稻个体基因组DNA的碱基序列为最高同源性的情况下，位于对应该SNP的位置上的碱基。

本发明的水稻F1种子的生产方法，其特征为以改善了特定性状的水稻品种越光的雄性不育系作为母本，以水稻育性恢复系作为父本进行杂交，从杂交后的母本上采集杂种一代种子(F1种子)。

首先，对本发明中所用的水稻雄性不育系进行说明。本发明中所用的水稻雄性不育系，是通过将水稻品种越光的一部分染色体置换成来自于外源品种的染色体片段，从而改善了特定性状的近等基因系的雄性不育系。

可以通过常规方法制得近等基因系的雄性不育系。例如，使除了是雄性不育细胞质以外与水稻品种越光具有相同性状的越光细胞质雄性不育系，与以来自外源品种的染色体片段置换了所期望区域的水稻品种越光的近等基因系杂交，以该水稻品种越光的近等基因系作为父本对杂交制得的F1杂种进行连续回交，能够制得除了是雄性不育细胞质以外与该水稻品种越光的近等基因系具有相同性状的水稻细胞质雄性不育系。另外，越光细胞质雄性不育系例如可以通过下述方法制得：使水稻品种越光与水稻细胞质雄性不育系杂交，以水稻品种越光作为父本对杂交制得的F1杂种反复回交。作为水稻细胞质雄性不育系，如果是表现出雄性不育细胞质性的水稻科品种，则没有特别限定，例如可例举BT型雄性不育细胞质的水稻品种CHINSURAHBORO2、WA型雄性不育细胞质的水稻品种野生水稻雄性不育(Malesterilewildrice)、GA型雄性不育细胞质的水稻品种冈比亚卡(Gambiaca)、Di型雄性不育细胞质的水稻品种Dissi等。

作为其他近等基因系的雄性不育系，也可以是在特定环境条件下诱发不育的基于基因突变的环境条件依赖型雄性不育系。作为环境条件依赖型雄性不育系，有利用在长日照条件下引发雄性不育的PMS1基因或PMS2基因的光敏核雄性不育(PGMS)系、利用在高温条件下引发雄性不育的TMS1基因或TMS2基因的温敏核雄性不育(TGMS)系等。使水稻品种越光的近等基因系对这些具有变异基因的环境条件依赖型雄性不育系杂交，以该水稻品种越光的近等基因系作为父本对杂交制得的F1杂种连续回交，能够制得水稻雄性不育系，所述水稻雄性不育系除了因基因变异表现出环境条件依赖型雄性不育性以外，具有与该水稻品种越光的近等基因系相同的性状。

在水稻品种越光的近等基因系中插入的来自外源品种的染色体片段，只要是通过插入该染色体片段，与水稻品种越光相比能进一步改善特定性状，则无特殊限定。例如，插入的来自外源品种的染色体片段，最好为含有编码可直接给予改善所期望性状的基因(性状相关基因(原因遺伝子))的区域，可以是只含有该性状相关基因的区域，也可以是含有该性状相关基因和其他基因的区域(例如，由14.6Mbp～29.2Mbp长度形成的区域)。

在本发明及本说明书中，“来自水稻品种‘X’的‘Y’基因”除了可以是来自水稻品种“X”本身的“Y”基因(即，水稻品种“X”的染色体中存在的“Y”基因)，还包括来自具有与水稻品种“X”实质上相同的“Y”基因的水稻品种的“Y”基因。这是由于即使将实质上与来自水稻品种“X”的“Y”基因相同的来自水稻品种“X”以外的水稻品种的“Y”基因，代替来自水稻品种“X”的“Y”基因，导入染色体的情况下，也能起到与本发明相同的技术效果。此处，所述的实质上与来自水稻品种“X”的“Y”基因相同的“Y”基因，是指来自水稻品种“X”以外的水稻品种的“Y”基因，其与来自水稻品种“X”的“Y”基因具有相同功能的基因。具体可以例举如水稻品种“X”的后代品种、从水稻品种“X”上继承存在“Y”基因区域的等位基因的水稻品种或相当于水稻品种“X”的先祖的水稻品种、具有向水稻品种“X”通用存在“Y”基因区域的等位基因的水稻基因或导入有存在“Y”基因区域的染色体片段的水稻品种，所述“Y”基因是指这些具有与水稻品种“X”实质上相同的“Y”基因的水稻品种中所具有的“Y”基因。

即，在本发明及本申请说明书中，只要无特殊记载，“来自水稻品种Modan的Pb1基因”，不仅包括来自水稻品种Modan本身的Pb1基因，其还包括与该基因实质上相同的Pb1基因，如来自水稻品种越光SBL、水稻品种爱知香(あいちのかおり)、水稻品种SBL、水稻品种葵风(葵の風)、水稻品种朝日梦(あさひの夢)、水稻品种祭晴(祭り晴)、水稻品种月之光(月の光)、水稻品种日光(朝の光)、水稻品种茜空(あかね空)、水稻品种goropikari(ゴロピカリ)、水稻品种恋心(こいごころ)或水稻品种大地之风(大地の風)等水稻品种的Pb1基因。

同样，在本发明及本说明书中，只要无特殊限定，“来自水稻品种哈巴达克的sd1基因”，不仅包括来自水稻品种哈巴达克本身的sd1基因，还包括与该基因实质上相同的sd1基因，例如来自水稻品种低脚乌尖(低脚烏尖)、水稻品种IR8、水稻品种绢光(キヌヒカリ)、水稻品种梦日立(ゆめひたち)、水稻品种越光H4号、水稻品种越光籽2号、水稻品种越光籽3号、水稻品种越光籽4号等水稻品种的sd1基因。

同样，在本发明及本说明书中，只要无特殊限定，“来自水稻品种哈巴达克的Gn1基因”，不仅包括来自水稻品种哈巴达克本身的Gn1基因，还包括与该基因实质上相同的Gn1基因，例如来自水稻品种越光H2号、水稻品种越光籽2号、水稻品种越光籽3号、水稻品种越光籽4号等水稻品种的Gn1基因。

同样，在本发明及本说明书中，只要无特殊限定，“来自水稻品种哈巴达克的hd1基因”，不仅包括来自水稻品种哈巴达克本身的hd1基因，还包括与该基因实质上相同的hd1基因，例如来自水稻品种H3号、水稻品种越光籽1号、水稻品种越光籽2号、水稻品种越光籽4号等的hd1基因。

在本发明中，使用含有从来自水稻品种Modan的Pb1基因和来自于Oryzanivara的Cr1基因组成的组中选择的一种以上基因的雄性不育系作为母本。可以是含有来自水稻品种Modan的Pb1基因与来自Oryzanivara的Cr1基因中的至少其中一个基因，也可以是含有上述两个基因的水稻雄性不育系。

Pb1基因存在于水稻的11号染色体上，通过将来自水稻品种Modan的Pb1基因插入水稻品种越光中，能够提高水稻品种越光的稻瘟病抗性。另一方面，Cr1基因存在于水稻的3号染色体上，通过将来自Oryzanivara的Cr1基因插入到水稻品种越光上，能够提高水稻品种越光的柱头外露率。

含有来自水稻品种Modan的Pb1基因的水稻雄性不育系(含有来自Modan的Pb1的水稻雄性不育系)，可以通过前述方法由水稻品种越光的近等基因系(含有来自Modan的Pb1的近等基因系)和越光雄性不育系制得，所述水稻品种越光的近等基因系(含有来自于Modan的Pb1的近等基因系)，其编码水稻品种越光的染色体中Pb1基因的区域，被含有编码来自水稻品种Modan的Pb1基因的区域的染色体片段置换。含有来自Modan的Pb1的近等基因系中所含有的来自Modan的染色体片段，如果含有编码Pb1基因的区域，则无特殊限定，可以只含有编码Pb1基因的区域，也可以将存在于Pb1基因附近的基因与Pb1基因同时插入水稻品种越光中。图1表示编码水稻第11染色体中的Pb1基因的21.38Mbp附近的DNA标记(SNP)。该来自Modan的染色体片段的长度，可以用DNA标记确定。例如，如图1所示，在含有来自Modan的Pb1的近等基因系中，插入的来自Modan的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第21,380,170号SNP的SNP(在水稻品种越光中为G、在水稻品种Modan中为A)(以下称为SP-5290)与相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第21,693,793号SNP的SNP(在水稻品种越光中为A、在水稻品种Modan中为G)(以下称为SP-5384)之间；该来自Modan染色体片段的下游端，可以位于SP-5384与相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第21,752,991号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种Modan中为C)(以下，称为SP-5569)之间(图1的上段)。另外，该来自Modan的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第21,275,901号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种Modan中为C)(以下，称为SP-4234)与SP-5290之间；该来自Modan的染色体片段的下游端，可以位于SP-5569与相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第21,799,541号SNP的SNP(在水稻品种越光中为C、在水稻品种Modan中为T)(以下，称为SP-4236)之间(图1的中段)。另外，含有编码来自水稻品种Modan的Pb1基因的区域的更长区域，可以被来自Modan的染色体片段置换。例如，含有从相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第827,222号SNP的SNP(在水稻品种越光中为G、在水稻品种Modan中为A)(以下，称为SP-2650)起至SP-4236间的约21.0Mbp的区域，可以被来自Modan的染色体片段置换(图1的下段)。各DNA标记及可用于识别的引物的碱基序列如表1所示。

表1

含有来自Oryzanivara的Cr1基因的水稻雄性不育系(含有来自O.nivara的Cr1基因的水稻雄性不育系)，可以通过前述方法由水稻品种越光的近等基因系(含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系)与越光雄性不育系制得，所述水稻品种越光的近等基因系(含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系)，其编码水稻品种越光的染色体中Cr1基因的区域，被含有编码来自Oryzanivara的Cr1基因的区域的染色体片段置换。含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系中所含有的来自O.nivara的染色体片段，如果含有编码Cr1基因的区域则无特殊限定，可以只含有编码Cr1基因的区域，也可以将存在于Cr1基因附近的基因与Cr1基因同时插入水稻品种越光中。图2表示编码水稻第3染色体中的Cr1基因的21Mbp附近的DNA标记(SNP)。该来自O.nivara的染色体片段的长度，可以用DNA标记确定。例如，如图2所示，在含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系中，插入的来自O.nivara的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第18,125,517号SNP的SNP(在水稻品种越光中为A、在水稻品种O.nivara中为G)(以下称为SP-4141)与相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第20,313,008号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种O.nivara中为C)(以下称为SP-3823)之间；该来自O.nivara的染色体片段的下游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第3染色体第20,660,247号SNP的SNP(在水稻品种越光中为A、在水稻品种O.nivara中为G)(以下，称为SP-3826)与相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第22,287,129号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种O.nivara中为G)(以下，称为SP-306)之间(图2的上段)。另外，该来自O.nivara的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第17,559,085号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种O.nivara中为G)(以下，称为SP-3819)与SP-4141之间；该来自O.nivara的染色体片段的下游端，可以位于SP-3826与SP-306之间(图2的中段)。另外，含有编码来自水稻品种O.nivara的Cr1基因的区域的更长区域，可以被来自O.nivara的染色体片段置换。例如，含有从相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第518,472号SNP的SNP(水稻品种越光为A、水稻品种O.nivara为G)(以下，称为SP-2966)起至SP-306间约21.8Mbp的区域，可以被来自O.nivara的染色体片段置换(图2的下段)。各DNA标记及可用于识别的引物的碱基序列如表2所示。

表2

同时含有来自Modan的Pb1基因及来自Oryzanivara的Cr1基因的水稻雄性不育系(含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的水稻雄性不育系)，可以通过前述方法，由水稻品种越光的近等基因系(含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的近等基因系)与越光雄性不育系制得，所述水稻品种越光的近等基因系(含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的近等基因系)，其编码水稻品种越光的染色体中Pb1基因的区域，被含有编码来自水稻品种Modan的Pb1基因的区域的染色体片段置换，并且，编码水稻品种越光的染色体中Cr1基因的区域，被含有编码来自Oryzanivara的Cr1基因的区域的染色体片段置换。含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的近等基因系，例如可以通过下述方法制得，将含有来自Modan的Pb1的近等基因系与含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系杂交，使杂交制得的F1杂种自交；以DNA标记作为指标，从得到的杂种二代(F2杂种)中筛选个体，所述个体为在两个相同染色体中，编码Pb1基因的区域为来自水稻品种Modan的区域、编码Cr1基因的区域为来自水稻品种O.nivara的区域。

在本发明的水稻F1种子的生产方法中，用作父本的水稻育性恢复系，如果能够恢复用作母本的水稻雄性不育系的育性，则无特殊限定。例如，当母本为BT型的雄性不育细胞质的情况下，可以例举如水稻品种JFR-004、水稻品种ST-1、水稻品种ST-2、水稻品种ST-4、水稻品种高成(タカナリ)、水稻品种桂朝2号、水稻品种水原258号及水稻品种哈巴达克等作为水稻育性恢复系。另外，某种水稻品种对于某种越光雄性不育系是否为水稻育性恢复系，可以使该水稻品种与所述越光雄性不育系杂交，根据得到的F1杂种的雄性育性进行考察。在该F1杂种可以恢复雄性不育性的情况下，可知该水稻品种对于该越光雄性不育系为育性恢复系。另外，在母本为环境条件依赖型雄性不育的情况下，如果是不具有导致母本雄性不育性的变异基因的水稻系，可以用作水稻育性恢复系。这是由于该变异基因在F1(非同源状态)的情况下，不能表现出变异性状。

本发明中所用的含有来自Modan的Pb1的水稻雄性不育系、含有来自O.nivara的Cr1的水稻雄性不育系、含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的水稻雄性不育系、水稻育性恢复系等，可以为用上述方法新制得的体系，也可以使用现有的体系。

通过以含有来自Modan的Pb1的水稻雄性不育系、含有来自O.nivara的Cr1的水稻雄性不育系或含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的水稻雄性不育系作为母本，以水稻育性恢复系作为父本进行杂交，得到F1种子。该杂交可以是自然杂交，也可以是人工杂交。

含有来自Modan的Pb1基因的水稻雄性不育系，与含有该基因的近等基因系相同，其稻瘟病抗性优异。并且，通过将该水稻雄性不育系作为母本制得的F1杂种，由于含有来自Modan的Pb1基因，与以越光雄性不育系作为母本制得的F1杂种相比，对稻瘟病的抗性提高。因此，在F1杂种育种法中，通过使用本发明的水稻F1种子的生产方法，能够以更高筛选效率生产水稻F1杂种种子，能够提高用于培育F1杂种的组合检定效率。

含有来自O.nivara的Cr1基因的水稻雄性不育系，与含有该基因的近等基因系相同，柱头外露率高。并且，通过以该水稻雄性不育系作为母本制得的F1杂种，由于含有来自O.nivara的Cr1基因，与以越光雄性不育系作为母本制得的F1杂种相比，改善了柱头外露率。因此，在F1杂种育种法中，通过使用本发明的水稻F1种子的生产方法，水稻雄性不育系接受花粉的几率增加，能够以更高采种率得到水稻F1杂种种子。

本发明中所用的水稻雄性不育系，不仅含有来自水稻品种Modan的Pb1基因或来自水稻品种Oryzanivara的Cr1基因，还可以导入来自其他外源品种的染色体片段。例如还可以导入如专利文献3或4中所记载的，来自水稻品种哈巴达克的sd1基因、来自水稻品种哈巴达克的hd1基因、来自水稻品种哈巴达克的Gn1基因。该进一步导入这些基因的水稻雄性不育系，可以通过下述方法制得：将在水稻品种越光的染色体中导入了这些基因中的至少一种以上的近等基因系，与含有来自Modan的Pb1的水稻近等基因系、含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系或含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的近等基因系进行杂交，使制得的F1杂种自交，从自交制得的F2杂种中，使用DNA标记，筛选将导入到水稻品种越光的染色体中的来自外源基因的基因导入至两个相同染色体中的个体。

编码水稻品种越光的染色体中sd1基因的区域被含有编码来自水稻品种哈巴达克的sd1基因的区域的染色体片段置换的水稻品种越光的近等基因系(含有来自哈巴达克的sd1的近等基因系)、编码水稻品种越光的染色体中Gn1基因的区域被含有编码来自水稻品种哈巴达克的Gn1基因的区域的染色体片段置换的水稻品种越光的近等基因系(含有来自哈巴达克的Gn1的近等基因系)、编码水稻品种越光的染色体中hd1基因的区域被含有编码来自水稻品种哈巴达克的hd1基因的区域的染色体片段置换的水稻品种越光的近等基因系(含有来自哈巴达克的hd1的近等基因系)，可以通过例如使用适当的DNA标记，利用专利文献3及4中公开的方法制得。另外，这些基因中，两个以上的基因被来自哈巴达克的基因置换的近等基因系，可以通过下述方法制得：将不同种类的基因被来自哈巴达克的基因置换的近等基因系相互杂交，将制得的F1杂种自交，从制得的F2杂种中，使用DNA标记，筛选将导入到水稻品种越光的染色体中的来自外源基因的基因分别导入至两个相同染色体中的同源个体。

含有来自哈巴达克的sd1的近等基因系中所含有的来自哈巴达克的染色体片段，如果含有编码sd1基因的区域，则无特殊限定，可以只含有编码sd1基因的区域，也可以将存在于sd1基因附近的基因与sd1基因同时插入水稻品种越光中。图3表示编码水稻的第1染色体中sd1基因的38.11Mbp附近的DNA标记(SNP)。该来自哈巴达克的染色体片段的长度，可以用DNA标记确定。例如，如图3所示，在含有来自哈巴达克的sd1的近等基因系中，插入的来自哈巴达克的染色体片段的上游端，可以位于依存于水稻品种日本晴的第1染色体的第38,109,578号碱基序列的多态性(通过PCR反应，水稻品种越光能够得到PCR产物，水稻品种哈巴达克不能得到PCR产物)(以下，称为G2003)与依存于水稻品种日本晴的第1染色体的第38,109,641号碱基序列的多态性(通过PCR反应，水稻品种越光能够得到PCR产物，水稻品种哈巴达克不能得到PCR产物)(以下称为G2002)之间；该来自哈巴达克的染色体片段的下游端，可以位于G2003与相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第38,199,771号SNP的SNP(在水稻品种越光中为G、在水稻品种哈巴达克中为T)(以下，称为SP-462)之间(图3的第1段)。另外，该来自哈巴达克的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第38,108,008号SNP的SNP(在水稻品种越光中为G、在水稻品种哈巴达克中为C)(以下，称为SP-4009)与G2003之间；该来自哈巴达克的染色体片段的下游端，可以位于SP-462与相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第38,949,866号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种哈巴达克中为C)(以下，称为SP-1259)之间(图3的第2段)。该来自哈巴达克的染色体片段的上游端，可以位于SP-4009与G2003之间；该来自哈巴达克的染色体片段的下游端，可以位于SP-1259与相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第41,374,509号SNP的SNP(在水稻品种越光中为A、在水稻品种哈巴达克中为G)(以下，称为SP-477)之间(图3的第3段)。并且，含有编码来自水稻品种哈巴达克的sd1基因的区域的更长区域，可以被来自哈巴达克的染色体片段置换。例如，含有从相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第12,254,787号SNP的SNP(在水稻品种越光中为G、在水稻品种哈巴达克中为C)(以下，称为SP-2058)起至SP-477之间约29.1Mbp的区域，可以被来自哈巴达克的染色体片段置换(图3的第4段)。各DNA标记及可用于识别的引物的碱基序列如表3所示。

表3

通过以含有来自哈巴达克的sd1基因的水稻雄性不育系作为母本制得的F1杂种，由于其含有来自哈巴达克的sd1基因，因此与以越光雄性不育系作为母本制得的F1杂种相比，杆长显著降低，改善了抗倒伏性。因此，在本发明的水稻F1种子的生产方法中，通过使用含有来自哈巴达克的sd1基因的水稻雄性不育系，能够高效生产改善了抗倒伏性的F1杂种种子，能够提高用于培育F1杂种的组合检定效率。

含有来自哈巴达克的Gn1的近等基因系中所含有的来自哈巴达克的染色体片段，如果含有编码Gn1基因的区域，则无特殊限定，可以只含有编码Gn1基因的区域，也可以将存在于Gn1基因附近的基因与Gn1基因同时插入水稻品种越光中。图4表示编码水稻的第1染色体中Gn1基因的5.267Mbp附近的DNA标记(SNP)。该来自哈巴达克的染色体片段的长度，可以用DNA标记确定。例如，如图4所示，在含有来自于哈巴达克的Gn1的近等基因系中，插入的来自哈巴达克的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第5,230,989号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种哈巴达克中为A)(以下，称为SP-170)与相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第5,267,730号SNP的SNP(在水稻品种越光中为A、在水稻品种哈巴达克中为C)(以下，称为SP-4028)之间；该来自哈巴达克的染色体片段的下游端，可以位于SP-4028与相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第5,267,970号SNP的SNP(在水稻品种越光中为G、在水稻品种哈巴达克中为C)(以下，称为SP-4038)之间(图4的第1段)。另外，该来自哈巴达克的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第5,029,673号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种哈巴达克中为G)(以下，称为SP-2032)与SP-170之间；该来自哈巴达克的染色体片段的下游端，可以位于SP-4038与相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第5,274,879号SNP的SNP(在水稻品种越光中为A、在水稻品种哈巴达克中为T)(以下，称为SP-4030)之间(图4的第2段)。该来自于哈巴达克的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第1染色体的第2,275,275号SNP的SNP(在水稻品种越光中为G、在水稻品种哈巴达克中为C)(以下，称为SP-158)与SP-2032之间；该来自哈巴达克染色体片段下游端，可以位于SP-4038与SP-4030之间(图4的第3段)。并且，含有编码来自水稻品种哈巴达克的Gn1基因的区域的更长区域，可以被来自哈巴达克的染色体片段置换。例如，含有从SP-158起至相当于水稻品种日本晴的第1染色体第31,371,175号SNP的SNP(在水稻品种越光中为G、在水稻品种哈巴达克中为A)(以下，称为SP-262)之间约29.1Mbp的区域，可以被来自哈巴达克的染色体片段置换(图4的第4段)。各DNA标记及可用于识别的引物的碱基序列如表4所示。

表4

通过以含有来自哈巴达克的Gn1基因的水稻雄性不育系作为母本制得的F1杂种，由于其含有来自哈巴达克的Gn1基因，因此与以越光雄性不育系作为母本制得的F1杂种相比，着粒密度提高。因此，在本发明的水稻F1种子的生产方法中，通过使用含有来自哈巴达克的Gn1基因的水稻雄性不育系，能够高效生产改善了着粒密度的F1杂种种子，能够提高用于培育F1杂种的组合检定效率。

含有来自哈巴达克的hd1的近等基因系中所含有的来自哈巴达克的染色体片段，如果含有编码hd1基因的区域，则无特殊限定，可以只含有编码hd1基因的区域，也可以将存在于hd1基因附近的基因与hd1基因同时插入水稻品种越光中。图5表示编码水稻的第1染色体中hd1基因的9.38Mbp附近的DNA标记(SNP)。该来自哈巴达克的染色体片段的长度，可以用DNA标记确定。例如，如图5所示，在含有来自哈巴达克的hd1的近等基因系中，插入的来自于哈巴达克的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第6染色体的第9,163,248号SNP的SNP(在水稻品种越光中为C、在水稻品种哈巴达克中为A)(以下，称为SP-586)与相当于水稻品种日本晴的第6染色体的第9,379,348号SNP的SNP(在水稻品种越光中为C、在水稻品种哈巴达克中为G)(以下，称为SP-2254)之间；该来自哈巴达克的染色体片段的下游端，可以位于SP-2254与相当于水稻品种日本晴的第6染色体的第10,671,175号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种哈巴达克中为C)(以下，称为SP-1603)之间(图5的上段)。另外，该来自哈巴达克的染色体片段的上游端，可以位于相当于水稻品种日本晴的第6染色体的第8,818,970号SNP的SNP(在水稻品种越光中为C、在水稻品种哈巴达克中为T)(以下，称为SP-2513)与SP-586之间；该来自于哈巴达克的染色体片段的下游端，可以位于SP-1603与相当于水稻品种日本晴的第6染色体的第11,949,796号SNP的SNP(在水稻品种越光中为T、在水稻品种哈巴达克中为C)(以下，称为SP-604)之间(图5中段)。并且，含有编码来自水稻品种哈巴达克的hd1基因的区域的更长区域，可以被来自哈巴达克的染色体片段置换。例如，含有从相当于水稻品种日本晴的第6染色体的第135,124号SNP的SNP(在水稻品种越光中为A、在水稻品种哈巴达克中为G)(以下，称为SP-2229)起至相当于水稻品种日本晴第6染色体第29,016,207号SNP的SNP(水稻品种越光为G、水稻品种哈巴达克为T)(以下，称为SP-1635)之间约28.9Mbp的区域，可以被来自哈巴达克的染色体片段置换(图5的下段)。各DNA标记及可用于识别的引物的碱基序列如表5所示。

表5

通过以含有来自哈巴达克的hd1基因的水稻雄性不育系作为母本制得的F1杂种，由于其含有来自哈巴达克的hd1基因，因此与以越光雄性不育系作为母本制得的F1杂种相比，更早熟。因此，在本发明的水稻F1种子的生产方法中，通过使用含有来自哈巴达克的hd1基因的水稻雄性不育系，能够高效生产出穗期提前的F1杂种种子，能够提高用于培育F1杂种的组合检定效率。

作为本发明中所用的水稻雄性不育系，还可以为表现出半糯性的水稻雄性不育系。该水稻雄性不育系，具体可以通过下述方法制得。首先，将表现出半糯性的水稻品种越光的近等基因系与含有来自Modan的Pb1的水稻近等基因系、含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系或含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的近等基因系进行杂交，使制得的F1杂种自交，从制得的F2杂种中，用DNA标记，筛选出将导入到水稻品种越光的染色体中的来自外源基因的染色体片段导入至两个相同染色体中的个体，然后将该F2杂种再次自交，从制得的F3杂种中筛选全部种子都表现出半糯性的个体。如此制得的水稻个体，表现出半糯性，并且是作为同源型具有至少一种来自Modan的Pb1基因或来自O.nivara的Cr1基因的越光的近等基因系。将该越光近等基因系与越光雄性不育系杂交，制得F1杂种，以该水稻品种越光的近等基因系作为父本对F1杂种连续回交，能够得到本发明中所用的表现出半糯性的水稻雄性不育系。

表现出半糯性的水稻品种越光的近等基因系，例如可以通过下述方法得到：从水稻品种越光的突变组中，根据表现出半糯性的表现型，或利用了DNA标记的给予半糯性的基因(半糯性基因)型，进行筛选作为半糯性基因，可以例举如水稻品种的第6染色体中存在的waxy-mq基因等。另外，作为表现出半糯性的水稻品种越光的近等基因系，可以是waxy-mq基因突变株的水稻品种奶皇后(mikyqueen)等公知的水稻品种越光的突变种，也可以是通过以水稻品种越光对水稻品种越光以外的表现出半糯性的水稻品种(例如，来自其他品种的突变体)连续回交得到的近等基因系品种。

实施例

以下通过实施例对本发明进行进一步说明，但是本发明并不限定于下述实施例。

实施例1<含有来自Modan的Pb1的近等基因系(Pb1-NIL)JMT-019>

按照专利文献3中所述的方法，制得含有来自Modan的Pb1的近等基因系JMT-019(以下，仅将其称为“JMT-019”)。具体为，首先在表1所示DNA标记中，使用SP-4234、SP-5290、SP-5384、SP-5569及SP-4236，筛选具有目标基因组的个体。

具体为，以水稻品种越光对水稻品种Modan进行5次回交后，进一步栽培回交制得的F5杂种种子，培育至可移栽到苗圃场的大小后，从各栽培个体的叶子中回收DNA，筛选一个符合下述条件的栽培个体：SP-4234及SP-4236为来自越光的等位基因的同源染色体区，SP-5290、SP-5384及SP-5569为来自Modan的等位基因的同源染色体区。该筛选出的栽培个体是将含有Pb1基因的区域置换成来自Modan的染色体片段的新品种，本发明人将该新品种命名为“JMT-019”。图6模拟表示含有来自Modan的Pb1的近等基因系(Pb1-NIL)JMT-019的基因组。另外，含有来自Modan的Pb1的近等基因系(Pb1-NIL)JMT-019中被来自Modan的染色体片段置换的区域与表1所示的DNA标记间的位置关系，如图1的中段所示。

比较研究JMT-019与越光的性状。以根据日本种苗法(平成10年第83号法律)第5条第1款规定的用于申请品种权的特性审查为依据，进行性状研究。其结果为JMT-019除了对稻瘟病的抵抗力高以外，其他基本与越光相同。

<含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Cr1-NIL)JMT-020>

按照专利文献3中所述的方法，制得含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系JMT-020(以下，仅将其称为“JMT-020”)。具体为，在表2所示的DNA标记中，使用SP-4141、SP-3823、SP-3826及SP-306，筛选具有目标基因组的个体。

具体为，以水稻品种越光对水稻品种O.nivara进行5次回交后，进一步栽培回交制得的F5杂种种子，培育至可移栽到苗圃场的大小后，从各栽培个体的叶子中回收DNA，筛选一个符合下述条件的栽培个体：其SP-4141及SP-306为来自越光的等位基因的同源染色体区，SP-3823、SP-3826为来自O.nivara的等位基因的同源染色区。该筛选出的栽培个体是将含有Cr1基因的区域替换成来自O.nivara的染色体片段的新品种，本发明人将该新品种命名为“JMT-020”。图7为模拟表示含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Cr1-NIL)JMT-020的基因组。另外，含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Cr1-NIL)JMT-020中被来自O.nivara的染色体片段置换的区域与表2所示的DNA标记间的位置关系，如图2的上段所示。

通过与JMT-019相同的方法比较研究了JMT-020与越光的性状。

其结果为JMT-020除了柱头外露率提高45～128％以外，其他基本与越光相同。

<含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Cr1-NIL)JMT-020长区域>

按照专利文献3中所述的方法，制得含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系JMT-020_长区域(以下，仅将其称为“JMT-020_长区域”)。具体为，在表2所示的DNA标记中，使用SP-3819、SP-4141、SP-3823、SP-3826及SP-306，筛选具有目标基因组的个体。

具体为，以水稻品种越光对水稻品种O.nivara进行5次回交后，进一步栽培回交制得的F5杂种种子，培育至可移栽到苗圃场的大小后，从各栽培个体的叶子中回收DNA，筛选一个符合下述条件的栽培个体：SP-3819及SP-306为来自越光的等位基因的同源染色体区，SP-4141、SP-3823及SP-3826为来自O.nivara的等位基因的同源染色体区。该筛选出的栽培个体是将含有Cr1基因的区域替换成来自O.nivara的染色体片段的新品种，本发明人将该新品种命名为“JMT-020_长区域”。图8为模拟表示含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Cr1-NIL)JMT-020_长区域的基因组。另外，含有来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Cr1-NIL)JMT-020_长区域中被来自O.nivara的染色体片段置换的区域与表2所示的DNA标记间的位置关系，如图2的中段所示。

通过与JMT-019相同的方法比较研究了JMT-020_长区域与越光的性状。其结果为JMT-020_长区域除了柱头外露率提高45～128％以外，其他基本与越光相同。也就是说，未观察到JMT-020_长区域与JMT-020在性状上有特殊差异。从这些结果可知，导入水稻品种越光中的来自O.nivara中的染色体片段中如果含有编码Cr1的区域，即可得到改善柱头外露率的效果，该来自O.nivara的染色体片段的长短并不会造成影响。

<含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1的近等基因系(Pb1/Cr1-NIL)>

使JMT-019与JMT-020_长区域杂交，栽培2个杂交制得的后代个体(种子)，使其自花授粉(自交)，得到100个作为后代个体种子。全部栽培该100个种子，调查各后代个体的DNA标记，筛选一个符合下述条件的栽培个体：其SP-5384(M3(Pb1))为来自Modan的等位基因的同源染色体区，并且SP-3823(M3(Cr1))为来自O.nivara的等位基因的同源染色体区。该筛选出的栽培个体为含有Pb1基因的区域被来自Modan的染色体片段(同源)置换、含有Cr1基因的区域被来自O.nivara的染色体片段(同源)置换的新品种，本发明人将该新品种命名为“JMT-025”。

通过与JMT-019相同的方法比较研究了JMT-025与越光的性状。

其结果为JMT-025除了稻瘟病抗性及柱头外露率高以外，其他基本与越光相同。

<含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1/来自哈巴达克的sd1/来自哈巴达克的Gn1的近等基因系(Pb1/Cr1/sd1/Gn1-NIL)>

将JMT-025与专利文献4中所述的水稻品种越光H4号(将越光的含有sd1基因的区域替换成来自哈巴达克的染色体片段的近等基因系)杂交，栽培2个杂交制得的后代个体(种子)，使其自花授粉(自交)，得到100个作为后代个体的种子。全部栽培该100个种子，调查各后代个体的DNA标记，筛选一个符合下述条件的栽培个体：其含有来自Modan的Pb1基因的区域、含有来自O.nivara的Cr1基因的区域、及含有来自哈巴达克的sd1基因的区域均为来自各外源品种的等位基因的同源染色体区。将筛选出的个体与专利文献4中记载的水稻品种越光H2号(将越光的含有Gn1基因的区域替换成来自哈巴达克的染色体片段的近等基因系)杂交，栽培2个杂交制得的后代个体(种子)，使其自花授粉(自交)，得到100个作为后代个体的种子。全部栽培该100个种子，调查各后代个体的DNA标记，筛选一个符合下述条件的栽培个体：其含有来自Modan的Pb1基因的区域、含有来自O.nivara的Cr1基因的区域、含有来自哈巴达克的sd1基因的区域及含有来自哈巴达克的Gn1基因区域均为来自各外源品种的等位基因的同源染色体区。该筛选后的栽培个体为含有Pb1基因的区域被来自Modan的染色体片段置换(同源)、含有Cr1基因的区域被来自O.nivara的染色体片段置换(同源)、含有sd1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换(同源)、含有Gn1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换(同源)的新品种，本发明人为新品种命名为“JMT-021”。图9模拟表示(Pb1/Cr1/sd1/Gn1-NIL)JMT-021的基因组。

通过与JMT-019相同方法，比较研究了JMT-021与越光的性状。

其结果为JMT-021的稻瘟病抗性和柱头外露率高，杆长短抗倒伏性高，并且着粒密度高，除此之外基本与越光相同。

<含有来自Modan的Pb1/来自O.nivara的Cr1/来自哈巴达克的sd1/来自哈巴达克的Gn1/来自哈巴达克的hd1的近等基因系(Pb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1-NIL)>

将JMT-021与专利文献4中所述的水稻品种越光H3号(将越光的含有hd1基因的区域替换成来自哈巴达克的染色体片段的近等基因系)杂交，栽培2个杂交制得的后代个体(种子)，使其自花授粉(自交)，得到100个作为后代个体的种子。全部栽培该100个种子，调查各后代个体的DNA标记，筛选一个符合下述条件的栽培个体：其含有来自Modan的Pb1基因的区域、含有来自O.nivara的Cr1基因的区域、含有来自哈巴达克的sd1基因的区域、含有来自哈巴达克的Gn1基因的区域及含有来自哈巴达克的hd1基因的区域均为来自各外源品种的等位基因的同源染色体区。该筛选后的栽培个体为含有Pb1基因的区域被来自Modan染色体片段置换、含有Cr1基因的区域被来自O.nivara的染色体片段置换、含有sd1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换、含有Gn1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换、含有hd1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换的新品种，本发明人将新品种命名为“JMT-022”。图10模拟表示Pb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1-NIL的基因组。

用与JMT-019相同的方法，比较研究了JMT-022与越光的性状。

其结果为JMT-022的稻瘟病抗性和柱头外露率高，杆长短抗倒伏性高，着粒密度高，并且早熟，除此之外基本与越光相同。

<具有半糯性的Pb1/Cr1/sd1/Gn1-NIL>

将JMT-021对越光半糯性突变的水稻品种奶皇后(mikyqueen)进行5次回交，进一步栽培回交制得的F5杂种种子，筛选出糙米性状表现出半糯性的栽培个体。从这些筛选出的各栽培个体的叶子中回收DNA，调查DNA标记，确认其含有来自Modan的Pb1基因的区域、含有来自O.nivara的Cr1基因的区域、含有来自哈巴达克的sd1基因的区域及含有来自哈巴达克的Gn1基因的区域均为来自各外源品种的等位基因的同源染色体区。这样筛选出的栽培个体为含有Pb1基因的区域被来自Modan染色体片段置换、含有Cr1基因的区域被来自O.nivara的染色体片段置换、含有sd1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换、含有Gn1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换，并且表现出半糯性的新品种，本发明人将该新品种命名为“JMT-023”。图11模拟表示作为具有半糯性的Pb1/Cr1/sd1/Gn1-NIL的JMT-023的基因组。

用与JMT-019相同的方法，比较研究了JMT-023与越光的性状。

其结果为JMT-023稻瘟病抗性和柱头外露率高，杆长短抗倒伏性高，着粒密度高，并且表现出半糯性，除此之外基本与越光相同。

<具有半糯性的Pb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1-NIL>

将JMT-022对越光半糯性突变的水稻品种奶皇后(milkyqueen)进行5次回交，进一步栽培回交制得的F5杂种种子，筛选出糙米性状表现出半糯性的栽培个体。从该筛选出的各栽培个体的叶子中回收DNA，调查DNA标记，确认其含有来自Modan的Pb1基因区域、含有来自O.nivara的Cr1基因区域、含有来自哈巴达克的sd1基因区域、含有来自哈巴达克的Gn1基因区域及含有来自哈巴达克的hd1基因区域均为来自各外源品种的等位基因的同源染色体区。这样筛选出的栽培个体为含有Pb1基因的区域被来自Modan染色体片段置换、含有Cr1基因的区域被来自O.nivara的染色体片段置换、含有sd1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换、含有Gn1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换、含有hd1基因的区域被来自哈巴达克的染色体片段置换，并且表现出半糯性的新品种，本发明人将新品种命名为“JMT-024”。图12模拟表示作为具有半糯性的Pb1/Cr1/sd1/Gn1/hd1-NIL的JMT-024的基因组。

用与JMT-019相同方法，比较研究了JMT-024与越光的性状。

其结果为JMT-024的稻瘟病抗性和柱头外露率高，杆长较抗倒伏性高，着粒密度高，早熟，并且表现出半糯性，除此之外基本与越光相同。

<水稻品种越光的细胞质雄性不育系(CMS-越光)>

将水稻品种越光对水稻品种CHINSURAHBORO2进行6次回交，培育成除苗圃场中的生育特性为雄性不育外，与越光表现出相同性状的CMS-越光。

<水稻细胞质雄性不育系(CMS系)>

以CMS-越光作为母本，以JMT-019、JMT-020、JMT-020_长区域、JMT-021、JMT-022、JMT-023或JMT-024作为父本连续回交。从制得的后代个体中筛选表现出雄性不育性的栽培个体。从这些筛选出的各栽培个体的叶子中回收DNA，调查DNA标记，各筛选出一个符合下述条件的栽培个体：其与父本相同的区域为来自外源品种的等位基因的同源染色体区。另外，对于以JMT-023或JMT-024作为父本制得的后代个体，首先，以目测筛选具有半糯性的个体，然后调查得到的筛选个体的DNA标记。这些筛选出的栽培个体为除了雄性不育外，基本上与父本具有相同性状的新品种。本发明人将以JMT-019作为父本制得的水稻细胞质雄性不育系命名为“JMS-019”，以JMT-020作为父本制得的水稻细胞质雄性不育系命名为“JMS-020”，以JMT-020_长区域作为父本制得的水稻细胞质雄性不育系命名为“JMS-020_长区域”，以JMT-021作为父本制得的水稻细胞质雄性不育系命名为“JMS-021”，以JMT-022作为父本制得的水稻细胞质雄性不育系命名为“JMS-022”，以JMT-023作为父本制得的水稻细胞质雄性不育系命名为“JMS-023”，以JMT-024作为父本制得的水稻细胞质雄性不育系命名为“JMS-024”。

另外，在实施例1制得的新品种中，申请人将JMS-021、JMS-022、JMS-023、JMS-024、JMT-021、JMT-022、JMT-023及JMT-024作为新植物品种在独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心(日本茨城县筑波市东1-1-1，筑波中心中央第6)进行了保藏。

<F1种子的生产>

以上述制得的水稻细胞质雄性不育系(CMS系)作为母本，与作为父本的单独培育的恢复系JFR-004杂交，制得F1杂种种子。作为对照，以CMS-越光作为母本，以JFR-004作为父本，进行杂交，制得F1杂种种子。栽培制得的F1杂种种子，在2010年度日本爱知县苗圃实验中进行了性状研究。该研究是以根据日本种苗法(平成10年第83号法律)第5条第1款规定的用于申请品种权的特性审查为依据而进行的。

<稻瘟病抗性实验>

另外，关于以JMS-019作为母本制得的F1杂种体系(JMS-019/JFR-004)及以CMS-越光作为母本制得的F1杂种体系(CMS-越光/JFR-004)，在检定苗圃场中进行稻瘟病的抗性调查。稻瘟病抗性的检定根据“水稻育种手册”(养贤堂)第11页中记载的“6.稻穗稻瘟病抗性-寒冷地、自然条件(常发地)使用方法-6.1自然条件下(常发地)的检定)进行。具体为，在日本爱知县丰田市稻瘟病常发地区栽培本体系，调查从出穗起11日后及14日后的稻瘟病发病频率(受害情况)。将受害情况评价为1～10级(1为最低，10为最高)。结果如图13所示。

从该结果可知，出穗11日后受害情况如下，作为对照品的CMS-越光/JFR-004为5.5，与此相对地，JMS-019/JFR-004为4.0，非常低。可观察到14日后的受害情况与此具有相同倾向。即，以JMS-019作为母本制得的F1杂种系，与以CMS-越光作为母本制得的F1杂种系相比，稻瘟病抗性提高。从这些结果可知，以导入了来自水稻品种Modan的Pb1基因的水稻品种越光的水稻细胞质雄性不育系作为母本，与以水稻品种越光的水稻细胞质雄性不育系作为母本的情况相比，可制得稻瘟病抗性高的F1杂种。

<柱头外露率的测定>

首先，在苗圃场栽培本发明的水稻细胞质雄性不育系维持系的JMT-020、JMT-020_长区域及水稻品种越光，从出穗起7日后采集稻穗样品测定柱头外露率(开花后露在外面的柱头的比例)。测定结果如图14所示。其结果为，作为对照品种的水稻品种越光的柱头外露率为17％左右，与此相对，JMT-020及JMT-020_长区域均为24％左右，提高了约45％。另外，未观察到JMT-020与JMT-020_长区域的特殊差异。

接着，为了确认采种率，首先在采种苗圃场中，将用作母本的JMS-020_长区域及CMS-越光，并排设置在用作父本的JMT-020_长区域之间，进行自然授粉。确认本苗圃场中的JMS-020_长区域、CMS-越光及JMT-020_长区域的体系在出穗期没有不同后，从出穗起7日后采集稻穗样品，测定柱头外露率。接着继续栽培，测定收获时的结实率。柱头外露率测定结果如图15所示，结实率的测定结果如图16所示。从该结果可以看出，JMS-020_长区域与CMS-越光相比，柱头外露率与结实率高，差异具有显著性。尤其是柱头外露率，JMS-020_长区域比CMS-越光高128％左右。通过观察发现，JMS-020_长区域的结实率(即，采种率)的提高是因为与CMS-越光相比改善了柱头外露率，因此母本接受花粉的机会增多。

从这些结果可知，以导入了来自Oryzanivara的Cr1基因的水稻品种越光的水稻细胞质雄性不育系作为母本，与以水稻品种越光的水稻细胞质雄性不育系作为母本的情况相比，能够改善采种率。

<F1杂种体系的性状及口味评价>

分别栽培以JMS-021作为母本制得的F1杂种系(水稻F1杂交系杂交统合1号)、以JMS-022作为母本制得的F1杂种系(水稻F1杂交系杂交统合2号)、以JMS-023作为母本制得的F1杂种系(水稻F1杂交系杂交统合3号)、以JMS-024作为母本制得的F1杂种系(水稻F1杂交系杂交统合4号)(父本均为恢复系JRF-004)。同样，栽培以CMS-越光作为母本制得的F1杂种系(水稻F1杂交系越光/JFR-004)作为对照。将各F1杂种系的性状与水稻品种越光及水稻品种日本晴进行比较。各F1杂种系的性状如表6及表7所示。

结果，水稻F1杂交系越光/JFR-004与水稻品种越光相比，杆长显著增长。与此相对，由具有含有来自哈巴达克的sd1基因的区域的母本制得的F1杂交系杂交统合1～4号的杆长，与母本相同，均与水稻品种越光相同或比其更短。

另外，水稻F1杂交系杂交统合1号、水稻F1杂交系杂交统合3号及水稻F1杂交系越光/JFR-004，与水稻品种越光相比，出穗期及成熟期均显著延迟。与此相对，由具有含有来自哈巴达克的hd1基因的区域的母本制得的F1杂交系杂交统合2号及F1杂交系杂交统合4号，出穗期及成熟期几乎与水稻品种越光相同，比水稻F1杂交系越光/JFR-004等更早熟。

并且，由具有半糯性的母本制得的水稻F1杂交体系合3号及水稻F1杂交系杂交统合4号，分离了占总数1/4的半糯性的颗粒(占总数1/4的颗粒为半糯性)。

另外，关于其他性状，可知水稻F1杂交系杂交统合1～4号，与水稻F1杂交系越光/JFR-004相比，表现出几乎相同的性状。

从这些结果可以确认各F1杂种中，继承了母本所具有的有益性状。

表6

表7

并且，使用味道测量仪((株)东洋精米机制作所))评价这些由F1杂种中收获的稻米的口味。评价结果如表8所示。结果可知，越光的得分为64.5，与此相对，F1系的得分为63.0～68.0，可见任一F1杂种系均为与水稻品种越光相同的优秀口味的体系。

表8

体系名	味道值
		越光	64.5
杂交统合1号	64.5
		杂交统合2号	63.0
杂交统合3号	68.0
		杂交统合4号	63.5

工业实用性

本发明的水稻F1种子的生产方法，与以水稻品种越光的细胞质雄性不育系作为母本的情况相比，能够以更高的筛选效率生产水稻F1杂种种子，因此该方法尤其可应用于植物育种领域。

Claims

1.水稻F1种子的生产方法，其特征在于，以水稻雄性不育系作为母本、以水稻育性恢复系作为父本，进行杂交，从杂交后的母本中采集杂种一代种子(F1种子)，所述水稻雄性不育系含有来自Oryzanivara的Cr1基因；

插入的来自Oryzanivara的染色体片段的上游端，位于相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第518,472号SNP的SNP与相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第20,313,008号SNP的SNP之间，该来自Oryzanivara的染色体片段的下游端，位于相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第20,660,247号SNP的SNP与相当于水稻品种日本晴的第3染色体的第22,287,129号SNP的SNP之间。

2.根据权利要求1所述的水稻F1种子的生产方法，其特征在于，所述水稻雄性不育系还含有来自水稻品种Modan的Pb1基因；

插入的来自Modan的染色体片段的上游端，位于相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第827,222号SNP的SNP与相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第21,693,793号SNP的SNP之间，该来自Modan的染色体片段的下游端，位于相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第21,693,793号SNP的SNP与相当于水稻品种日本晴的第11染色体的第21,799,541号SNP的SNP之间。

3.根据权利要求1或2所述的水稻F1种子的生产方法，其特征在于，所述水稻雄性不育系还含有从来自水稻品种哈巴达克的sd1基因、来自水稻品种哈巴达克的Gn1基因、来自水稻品种哈巴达克的hd1基因组成的组中选择的一种以上的基因。

4.根据权利要求1或2所述的水稻F1种子的生产方法，其特征在于，所述水稻雄性不育系还表现出半糯性。

5.根据权利要求1或2所述的水稻F1种子的生产方法，其特征在于，所述水稻雄性不育系为选自水稻细胞质雄性不育系JMS-020、水稻细胞质雄性不育系JMS-021、水稻细胞质雄性不育系JMS-022、水稻细胞质雄性不育系JMS-023及水稻细胞质雄性不育系JMS-024的细胞质雄性不育系。