CN103125368B - 一种抗虫大柱头三系不育系的选育方法 - Google Patents

一种抗虫大柱头三系不育系的选育方法 Download PDF

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陈志伟
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Abstract

本发明公开了一种抗虫大柱头三系不育系的选育方法，属于水稻抗虫育种技术领域。本方法以三系保持系B为轮回亲本，以抗二化螟亲本，抗稻飞虱亲本，大柱头亲本，通过杂交、回交及抗虫筛选，将大柱头、抗二化螟和抗稻飞虱基因聚合到三系保持系B中，并通过B系与相应A系的杂交回交，育成高抗稻飞虱和二化螟的大柱头三系不育系，该不育系不仅高抗稻飞虱和二化螟，且由于其颖花的柱头大，易于外露，柱头外露率高，异交结实率和制种产量高，用它配制杂交稻可提高制种产量和杂交稻的抗虫害水平。

Description

一种抗虫大柱头三系不育系的选育方法
技术领域
本发明具体涉及一种抗虫大柱头三系不育系的选育方法，属于水稻抗虫育种技术领域。
背景技术
水稻是中国的第一大粮食作物，中国水稻的总产量占粮食作物总产量的40%以上，水稻的丰收对保障我国粮食安全至关重要。近年来，我国水稻病虫害暴发频繁，危害严重，且抗性发展快，病虫害造成的减产现象严重。全国农业技术推广服务中心分析预测，2012年水稻病虫害预计发生面积15亿亩次，其中，虫害以稻飞虱、二化螟和稻纵卷叶螟为主，全国大部偏重发生，发生面积10.4亿亩次，且抗性发展较快，化学防治的难度加大，部分地区出现因虫害而大面积减产的现象。水稻二化螟、稻飞虱是为害水稻最严重的害虫，分布在我国南方、北方各稻区。虽然利用农药进行虫害防治取得了一定的效果，然而，喷洒农药不仅造成严重的粮食污染和环境污染，还增加了种粮投入，加大农民负担。众所周知，防治水稻虫害最为有效、经济和环保的办法是选育抗虫品种。近年来，我国也选育出一些抗虫水稻新品种，但多为单抗品种，即只对某一种虫害有抗性，同时具备几种虫害抗性的品种很少。特别是目前生产上推广应用的三系杂交稻的不育系，抗虫性差，导致其组配的杂交稻组合的抗虫性无法提高。杂交水稻制种是利用父本的花粉散落到不育系颖花的柱头（雌蕊）上使之授精结实，不育系的柱头如露在颖花的外面（柱头外露）则有利于父本授粉，因而柱头外露率高的不育系其制种产量也高。具有大柱头的不育系其柱头较易外露，柱头外露率高，繁殖制种产量也比普通小柱头不育系高。然而，至今为止人们对水稻大柱头不育系的研究很少，特别是抗虫大柱头不育系，未见报道。
发明内容   
本发明的目的在于提供一种抗虫大柱头三系不育系的选育方法，该方法选育的不育系可提高其配组的三系杂交稻的抗虫性和制种产量。
为达到以上目的，本发明采用以下技术方案： 
1）以抗二化螟水稻品种为亲本P1，以抗稻飞虱水稻品种为亲本P2，分别与大柱头亲本P3作杂交P1/P3和P2/P3，分别种植P1/P3的杂种F1代：F1-1和P2/P3的杂种F1代：F1-2；
2）在F1 -1和F1-2开花期，作杂交组合F1-1/F1-2，种子成熟后混合收种，种植杂交组合F1-1/F1-2的杂种F1代，成熟期混收，获得杂种F2代种子；
3）种植2）所得杂种F2代种子，群体在2000株以上，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除有虫害的稻株，留下无虫害的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，去除颖花柱头表现正常大小的稻株，保留大柱头的稻株，成熟期单株收种得F3代种子；
4）株系种植经过3）筛选保留下来的F3代，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的稻株，留下高抗二化螟的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的单株10株作父本分别与三系保持系B杂交，得10个杂交F1；
5）种植4）所得10个杂交F1，以三系保持系B为轮回亲本，分别与10个杂交F1回交，得10个回交BC1F1；
6）种植5）所得10个回交BC1F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的稻株，留下高抗二化螟的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株10株继续与轮回亲本回交得10个BC2F1；
7）种植6）所得10个BC2F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的稻株，留下高抗二化螟的稻株，在其开花期选表现大柱头且农艺性状优异的单株10株继续与轮回亲本B回交得得10个BC3F1；
8）种植7）所得10个BC3F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的稻株，留下高抗二化螟的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株100株；
9）株系种植8）所选的100株单株的种子BC3F2，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，去除感虫株系，插植高抗稻飞虱的株系，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的株系，留下高抗二化螟的株系，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的株系的单株，即可定型为抗虫大柱头三系保持系，抗虫大柱头三系保持系与三系保持系B相对应的不育系A系杂交并回交3代，即可育成抗虫大柱头三系不育系。育成的抗虫大柱头三系不育系为高抗稻飞虱和二化螟的大柱头不育系。
本发明的抗二化螟亲本（P1）可以是IR40、IR36，抗稻飞虱亲本（P2）可以是IR26、IR46，大柱头亲本（P3）可以是GST-1。
轮回亲本三系保持系B可以采用花2B、金23B或闽标1B，其相对应的三系不育系A为花2A、金23A或闽标1A。
本发明的有益效果：
本发明的效果在于把控制水稻二化螟、稻飞虱的抗源基因和控制大柱头的基因通过聚合杂交回交育种方法导入三系不育系中，育成的三系抗虫大柱头不育系不仅可同时高抗二化螟、稻飞虱，且因其大柱头性状使得不育系的柱头外露率高，制种产量也高。抗虫大柱头不育系配制的杂交稻每亩因抗虫可增产5-10%，降低喷施农药成本50-70元，制种产量可提高5-8%。
具体实施方式
实施例1：
1）以IR40为抗二化螟亲本（P1），以IR26为抗稻飞虱亲本（P2），以GST-1为大柱头亲本（P3），作杂交P1/P3和P2/P3，分别种植P1/P3的杂种F1（F1-1）和P2/P3的杂种F1（F1-2）；
2）在杂种F1代开花期，作杂交F1-1/F1-2，成熟后混合收种并种植杂交组合F1-1/F1-2的杂种F1代，成熟期混收F1代植株的种子（F2代）；
3）种植2）所得杂种F2代种子，群体在2000株以上，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，选无虫害的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，保留大柱头的稻株（柱头大小与GST-1相当），成熟期单株收种（F3代）；
4）种植经筛选的杂种F3代，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行柱头的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）分别与三系保持系花2B（作母本）杂交，得10个杂交F1；
5）种植4）所得10个杂交F1，以花2B为轮回亲本（作母本），分别与10个杂交F1回交，得10个回交BC1F1；
6）种植5）所得10个回交BC1F1，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）继续与花2B（作母本）回交得10个BC2F1；
7）种植6）所得10个BC2F1，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期选表现大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）继续与花2B（作母本）回交得得10个BC3F1；
8）  种植7）所得10个BC3F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株100株收种（BC3F2）；
9）  株系种植8）所选的100个BC3F2单株，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗二化螟的株系，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的株系的单株5个，即育成“抗虫大柱头花2B”，抗虫大柱头花2B与花2A系杂交并回交3代，即可育成 “抗虫大柱头花2A”；“抗虫大柱头花2A”可同时高抗二化螟、稻飞虱，不育系的柱头外露率高达85%，制种产量比“花2A”增产7%左右，其配制的杂交稻每亩因抗虫可增产7%左右，降低喷施农药成本60-70元。
实施例2：
1）以IR36为抗二化螟亲本（P1），以IR46为抗稻飞虱亲本（P2），以GST-1为大柱头亲本（P3），作杂交P1/P3和P2/P3，分别种植P1/P3的杂种F1（F1-1）和P2/P3的杂种F1（F1-2）；
2）在杂种F1代开花期，作杂交F1-1/F1-2，成熟后混合收种并种植杂交组合F1-1/F1-2的杂种F1代，成熟期混收F1代植株的种子（F2代）；
3）种植2）所得杂种F2代种子，群体在2000株以上，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，选无虫害的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，保留大柱头的稻株（柱头大小与GST-1相当），成熟期单株收种（F3代）；
4）种植经筛选的杂种F3代，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行柱头的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）分别与三系保持系花2B（作母本）杂交，得10个杂交F1；
5）种植4）所得10个杂交F1，以金23B为轮回亲本（作母本），分别与10个杂交F1回交，得10个回交BC1F1；
6）种植5）所得10个回交BC1F1，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）继续与金23B（作母本）回交得10个BC2F1；
7）种植6）所得10个BC2F1，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期选表现大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）继续与金23B（作母本）回交得得10个BC3F1；
8）  种植7）所得10个BC3F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株100株收种（BC3F2）；
9）  株系种植8）所选的100个BC3F2单株，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗二化螟的株系，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的株系的单株5个，即育成“抗虫大柱头金23B”，抗虫大柱头金23B与金23A系杂交并回交3代，即可育成 “抗虫大柱头金23A”；“抗虫大柱头金23A”可同时高抗二化螟、稻飞虱，不育系的柱头外露率高达87%，制种产量比“金23A”增产6%左右，其配制的杂交稻每亩因抗虫可增产8%左右，降低喷施农药成本65-70元。
实施例3：
1）以IR40为抗二化螟亲本（P1），以IR46为抗稻飞虱亲本（P2），以GST-1为大柱头亲本（P3），作杂交P1/P3和P2/P3，分别种植P1/P3的杂种F1（F1-1）和P2/P3的杂种F1（F1-2）；
2）在杂种F1代开花期，作杂交F1-1/F1-2，成熟后混合收种并种植杂交组合F1-1/F1-2的杂种F1代，成熟期混收F1代植株的种子（F2代）；
3）种植2）所得杂种F2代种子，群体在2000株以上，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，选无虫害的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，保留大柱头的稻株（柱头大小与GST-1相当），成熟期单株收种（F3代）；
4）种植经筛选的杂种F3代，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行柱头的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）分别与三系保持系闽标1B（作母本）杂交，得10个杂交F1；
5）种植4）所得10个杂交F1，以闽标1B为轮回亲本（作母本），分别与10个杂交F1回交，得10个回交BC1F1；
6）种植5）所得10个回交BC1F1，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）继续与闽标1B（作母本）回交得10个BC2F1；
7）种植6）所得10个BC2F1，苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期选表现大柱头且农艺性状优异的单株10株（作父本）继续与闽标1B（作母本）回交得得10个BC3F1；
8）  种植7）所得10个BC3F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株100株收种（BC3F2）；
9）  株系种植8）所选的100个BC3F2单株，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，留下高抗二化螟的株系，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的株系的单株5个，即育成“抗虫大柱头闽标1B”，抗虫大柱头闽标1B与闽标1A系杂交并回交3代，即可育成 “抗虫大柱头闽标1A”；“抗虫大柱头闽标1A”可同时高抗二化螟、稻飞虱，不育系的柱头外露率高达83%，其配制的杂交稻每亩因抗虫可增产8%，降低喷施农药成本50-60元，制种产量比“闽标1A”高6%左右。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种抗虫大柱头三系不育系的选育方法，其特征在于所述选育方法包括以下步骤：
1）以抗二化螟水稻品种为亲本P1，以抗稻飞虱水稻品种为亲本P2，分别与大柱头亲本P3作杂交P1/P3和P2/P3，分别种植P1/P3的杂种F1代：F1-1和P2/P3的杂种F1代：F1-2；
2）在F1 -1和F1-2开花期，作杂交组合F1-1/F1-2，种子成熟后混合收种，种植杂交组合F1-1/F1-2的杂种F1代，成熟期混收，获得杂种F2代种子；
3）种植2）所得杂种F2代种子，群体在2000株以上，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除有虫害的稻株，留下无虫害的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，去除颖花柱头表现正常大小的稻株，保留大柱头的稻株，成熟期单株收种得F3代种子；
4）株系种植经过3）筛选保留下来的F3代，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的稻株，留下高抗二化螟的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的单株10株作父本分别与三系保持系B杂交，得10个杂交F1；
5）种植4）所得10个杂交F1，以三系保持系B为轮回亲本，分别与10个杂交F1回交，得10个回交BC1F1；
6）种植5）所得10个回交BC1F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的稻株，留下高抗二化螟的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株10株继续与轮回亲本回交得10个BC2F1；
7）种植6）所得10个BC2F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的稻株，留下高抗二化螟的稻株，在其开花期选表现大柱头且农艺性状优异的单株10株继续与轮回亲本B回交得10个BC3F1；
8）种植7）所得10个BC3F1，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，选高抗稻飞虱的稻苗插植，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的稻株，留下高抗二化螟的稻株，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选大柱头且农艺性状优异的单株100株；
9）株系种植8）所选的100株单株的种子BC3F2，在苗期对稻飞虱抗性进行鉴定，去除感虫株系，插植高抗稻飞虱的株系，在分蘖期对二化螟抗性进行鉴定，去除感虫的株系，留下高抗二化螟的株系，在其开花期进行颖花柱头大小的筛选，选颖花柱头表现大柱头且农艺性状优异的株系的单株，即可定型为抗虫大柱头三系保持系，抗虫大柱头三系保持系与三系保持系B相对应的不育系A系杂交并回交3代，即可育成抗虫大柱头三系不育系；育成的抗虫大柱头三系不育系为高抗稻飞虱和二化螟的大柱头不育系。
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