CN103518619A - 一种适于安全高效机械化制种的杂交水稻品种选育及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用除草剂敏感性状和特异稻壳颜色性状进行杂交水稻品种选育和种子安全高效生产的方法。即利用标志性状（除草剂敏感致死标志性状，特异颖壳颜色标志性状），通过综合运用杂交、回交及自交等遗传改良方法，在杂交水稻的双亲间创造颖壳颜色和除草剂敏感性的双重差异，培育出适于机械化制种操作的含有不同标志性状的杂交水稻父、母本，机械混播（插）后，针对标志性状的不同特性采用除草剂喷杀父本和种子色选机分选的技术处理，从而在保障杂交种子纯度的前提下，实现杂交水稻种子生产的机械化，提高制种效率，达到杂交水稻种子的安全高效生产的目的。

Description

一种适于安全高效机械化制种的杂交水稻品种选育及生产方法

技术领域

本发明涉及作物育种领域，具体地说是一种安全高效机械化制种的杂交水稻品种选育及生产方法。

背景技术

自上世纪70年代成功实现三系配套以来，杂交水稻的推广应用已为我国乃至全球粮食安全做出了重大贡献。但由于杂交水稻制种环节多、工序繁杂，过多地依赖于密集的人力劳作，生产效率较为低下。研究和建立适于机械化操作的杂交稻品种选育和种子安全高效的生产技术，对降低杂交稻种子生产成本和缓解城市化带来的农村劳动力严重不足的困难都具有积极意义。现有的报道和专利申请中，主要集中在以下几个方面进行混播制种的技术构想：

一、利用父母本粒型的差异，通过机械分选技术实现杂交种和父本的分离。该方法只能针对父母本粒型差异较大的杂交组合，很多杂交组合父母本粒型差异较小，特别是对仅为粒长差异的组合，混杂难以有效剔出，利用粒型特异基因（如特大粒、特小粒）改造双亲的技术难度大，因而该方法局限性大。

二、利用父母本颖壳颜色差异，通过色选机将杂交种与父本分开。大量实践表明，色选机去杂能力的有限，特别是杂粒比例较大时，往往需要反复多次色选才能凑效，成本高，效率难以提升，因而该方法应用也受到限制。

三、将抗除草剂基因导入到恢复系中，花期授粉后喷施除草剂杀死父本，实现机械化混收（CN1318287,CN102342243A）。实践表明：仅靠授粉后喷施除草剂往往难以杀死所有的恢复系，即便是杀死了的恢复系，其穗上也可能会有少量具有发芽能力的非饱满种子，加之父母本混植状态下的相互支撑和捧举，致使收获的杂交种中，不可避免地存在少量父本种子的掺杂。

发明内容

本发明为了避免现有技术存在的不足之处，提供一种利用除草剂敏感性状和水稻颖壳颜色性状进行杂交水稻种子安全高效生产的方法。

本发明解决技术问题采用如下方案：

一种安全高效机械化制种的杂交水稻品种选育及生产方法，其特点在于选择生育期相近的恢复系和相应的不育系，

通过杂交、回交和自交的方式将除草剂敏感性状和特异颖壳颜色性状同时导入到恢复系中，选育出既具有除草剂敏感性状，又具有特异颖壳颜色性状的恢复系；或

通过杂交、回交和自交的方式，将除草剂敏感性状导入恢复系中，将特异颖壳颜色性状导入不育系中；

利用上述选育的恢复系与相应不育系，按比例混合插秧或混合直播进行育种；在恢复系抽穗期，喷施除草剂，杀死父本；待不育系种子成熟后，进行机械收割；利用色选机对收割后的种子进行纯化，保留具有特异颖壳颜色或正常壳色的杂交种子，剔除少量残余的具有正常壳色或特异颖壳颜色的恢复系种子。

本发明特点还在于：

所述除草剂敏感性状来源于苯达松敏感突变体农林8号m。

所述生育期相近指生育期相差小于一周。

本发明所述的选育的不育系和恢复系混播制种下的双保纯处理，即在父本抽穗期喷施除草剂以杀死父本恢复系的处理，和成熟种子收获后的利用色选机械的纯化处理，二者的有机结合和配合使用即构成本专利所述的安全高效机械化制种的杂交水稻品种选育及生产方法，采用本发明生产方法获得的种子纯度达99%。

本发明详细方案如下：

1、具除草剂敏感致死性状恢复系的选育

以当前生产上大面积应用的水稻恢复系为轮回亲本，与具除草剂敏感性状的水稻资源（如苯达松敏感突变体农林8号m等）杂交、回交并自交，通过田间施药鉴定（或结合分子标记辅助选择），选育除草剂敏感的恢复系。

2、同时具除草剂敏感致死和特异颖壳颜色恢复系的选育

以当前生产上大面积应用的水稻恢复系为轮回亲本，与具特异颖壳颜色的水稻资源（如含褐色颖壳性状的Dular等）杂交、回交并自交，转育成具特异稻壳颜色的恢复系，再与除草剂敏感的水稻资源（如苯达松敏感突变体农林8号m等）杂交、回交并自交，通过分子标记辅助选择并结合田间施药鉴定，选育除草剂敏感且具有特异颖壳颜色的恢复系。

或者，以当前生产上大面积应用的水稻恢复系为轮回亲本，分别与与具特异颖壳颜色的水稻资源和除草剂敏感的水稻资源杂交、回交并自交，再聚合特异颖壳颜色和除草剂敏感性状，选育出具除草剂敏感致死和特异颖壳颜色恢复系。

3、具特异颖壳颜色三系不育系的选育

选用综合农艺性状优良的三系保持系为轮回亲本，与特异颖壳颜色的水稻资源杂交、回交并自交，选育出特异颖壳颜色的水稻三系保持系。以选育出保持系为轮回父本，与以正常壳色的同型三系不育系进行成对杂交（姊妹交），最终选育出综合农艺性状优良的且具有特异颖壳颜色性状的三系不育系。

4、具特异颖壳颜色两系不育系的选育

选用综合农艺性状优良的两系不育系为轮回亲本，与具特异颖壳颜色水稻资源杂交、回交并自交，选育出具特异颖壳颜色水稻两系不育系。

5.双保纯处理的杂交稻种生产方法

将具特异颖壳颜色性状的不育系和带有除草剂敏感致死性状的相应的恢复系；或正常壳色（淡黄色）的不育系与同时具除草剂敏感致死性状和特异颖壳颜色性状的恢复系，按一定比例混匀混播（插），父本抽穗期，喷施一定浓度的除草剂杀死父本，成熟时机械收获种子，并利用色选机对收获的种子进行纯化，收集保留具有特异颖壳颜色（或正常颜色）的杂交种子，剔除出可能因除草剂未杀死的恢复系种子，从而提高杂交种制种效率（以父母本简单地混播混收代替了传统的分行种植分别收获的复杂过程）的同时又能确保合格的纯度要求，实现杂交水稻种子安全高效的机械化生产。

确切地说，就是综合利用杂交、回交及自交等育种技术，将除草剂敏感致死性状和特异颖壳颜色性状分别导入杂交水稻恢复系和不育系，或同时导入恢复系，从而在杂交水稻的双亲间创造颖壳颜色和除草剂敏感性的双重差异，改良后的父、母本按一定比例混合，机械播（插）于同一制种田块，父本抽穗期，喷施一定剂量的除草剂杀死父本，机械化收割成熟种子，通过色选机分选，排除少量混杂的恢复系种子，确保杂交种纯度，实现杂交稻种的安全高效生产。

具体实施方式

以下叙述本发明的实施例。应该说明，本发明的实施例只对本发明起说明作用，而没有任何限制作用。本领域技术人员可以对本发明作出某些等同的改动和显而易见的改进。

一、两系杂交稻“629S/扬褐壳感6号”的选育及生产

1.以扬稻6号为轮回母本，与携带苯达松敏感致死基因的农林8号m杂交并回交4代后自交，回交群体利用已报道的苯达松敏感致死基因特异标记进行筛选，将携带苯达松敏感致死基因特异标记的单株进行自交，获得的F2群体抽穗期叶片涂抹3000mg·L^-1苯达松除草剂，筛选出苯达松敏感的单株，再自交3代，选育出苯达松敏感致死恢复系扬感6号。

2.以扬感6号为轮回母本，与具褐色稻壳性状的Dular杂交并回交3代后自交3代，选育褐色稻壳恢复系“扬褐壳感6号”。

3.将“扬褐壳感6号”与两系不育系“629S”按1：5或1：6比例机械播（插）。与父本抽穗期(抽穗50%)，每亩喷施45L2500～3000mg·L^-1苯达松除草剂，3天后观察父本药害情况，若药害不明显，应及时再补喷一次，用法用量与上一次相同。待杂交种成熟后，机械收获。收获后的种子经色选机分选，将残余褐色颖壳的恢复系种子剔除。

二、三系杂交稻“褐壳A/扬感6号”的选育及生产

1.以蜀恢527为轮回亲本，与苯达松敏感致死材料农林8号m杂交、回交4代后自交3代，并结合分子标记技术，选育苯达松敏感致死恢复系R163。

2.以保持系II-32B为轮回亲本，与褐色稻壳材料Dular杂交、回交3代后自交4代，选育褐色稻壳保持系褐壳B。

3.以褐壳B为轮回父本，与以正常壳色（淡黄色的）的同型三系不育系II-32A进行杂交（姊妹交），选育不育性状稳定彻底且具有特异颖壳颜色性状的三系不育系褐壳A。

4.将R163与三系不育系“褐壳A”按1：5或1：6比例机械播（插）。于父本抽穗期(抽穗50%)，每亩喷施45L2500～3000mg·L^-1苯达松除草剂，3天后观察父本药害情况，若药害不明显，应及时再补喷一次，用法用量与上一次相同。待杂交种成熟后，机械收获。收获后的种子经色选机分选，将残余淡黄色壳色的恢复系种子剔除。

Claims (3)

1.一种安全高效机械化制种的杂交水稻品种选育及生产方法，其特征在于选择生育期相近的恢复系和相应的不育系，

通过杂交、回交和自交的方式将除草剂敏感性状和特异颖壳颜色性状同时导入到恢复系中，选育出既具有除草剂敏感性状，又具有特异颖壳颜色性状的恢复系；或

通过杂交、回交和自交的方式，将除草剂敏感性状导入恢复系中，将特异颖壳颜色性状导入不育系中；

利用上述选育的恢复系与相应不育系，按比例混合插秧或混合直播进行育种；在恢复系抽穗期，喷施除草剂，杀死父本；待不育系种子成熟后，进行机械收割；利用色选机对收割后的种子进行纯化，保留具有特异颖壳颜色或正常壳色的杂交种子，剔除少量残余的具有正常壳色或特异颖壳颜色的恢复系种子。

2.根据权利要求1所述的一种安全高效机械化制种的杂交水稻品种选育及生产方法，其特征在于，所述除草剂敏感性状来源于苯达松敏感突变体农林8号m。

3.根据权利要求1所述的一种安全高效机械化制种的杂交水稻品种选育及生产方法，其特征在于，所述生育期相近指生育期相差小于一周。