CN104026002B - 一种三系杂交水稻不育系的快速培育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三系杂交水稻不育系的快速培育方法，包括以下步骤：在鉴定水稻新品种P与不育系A测交后代的育性的同时，就以水稻新品种P与被改良的保持系B杂交产生的F₁作父本，与之杂交，保持测交后代不育系的育性，从水稻新品种P和被改良的保持系B杂交产生的F₂及后世代，都选择倾向于目标性状的单株，不断同水稻新品种P与不育系A测交后代再杂交产生的中选不育株成对杂交，不断向不育系中渗入所选保持系单株的遗传成份，从而快速稳定不育系，并提高不育系的丰产性。本方法在初期对亲本进行恢保关系检测的同时，就进行不育细胞质的转育，在分离世代在选择的同时也进行不育细胞质的转育，大大缩短育种年限。

Description

一种三系杂交水稻不育系的快速培育方法

技术领域

本发明涉及一种三系杂交水稻不育系的快速选育方法，属于水稻杂种优势利用技术领域。

背景技术

中国杂交水稻自1964年发现野败不育株，1973年实现三系配套，1976年开始在全国大面积推广，中国的水稻产量更是不断迈上新台阶。据统计，从1976年到2005年的30年间，全国累计种植杂交水稻约56亿亩，增产稻谷5200多亿公斤。全国杂交稻每年增产的稻谷就可以多养活7000万人。而三系杂交稻占70％～80％^[1]。但是，在20世纪90年代后期，我国的杂交水稻产量处于徘徊局面。究其原因，主要是不育系老化^[2]。在恢复系选育方面，通过籼掺粳、广亲和基因的利用、外缘的有利基因渗入，在综合性状方面取得了较快的发展。但是，不育系仍然大部分是70、80年代的常规早籼，严重的制约了三系杂交水稻的发展。姚立生^[3]结合江苏省杂交籼稻育种的历史指出，大面积生产上应用Ⅱ一32A、龙特浦A、冈46A、K17A、协青早A等三系不育系严重老化。陈立云等^[4]在《超级杂交稻研究的战略设想(一)》中指出，超级杂交稻育种必须通过超级亲本的选育，科学地利用杂种优势，实现“水涨船高”的规律，才会实现超级杂交稻选育的重大突破。傅军如等^[5]研究发现三系杂交稻亲本改良在提高杂交稻产量中极为重要。

针对当前杂交粳稻竞争优势不强的形势，张忠旭等^[6]借鉴杂交玉米选育的规律，提出了把新育成的常规品种转化为三系亲本，结合优势育种与常规育种，将优势育种亲本的本地有利基因优势生态群(一般配合力的遗传基础)与优势育种配组另一亲本外源有利基因优势生态群(籼粳杂种优势利用为内涵的遗传基础)相结合，遵循籼粳遗传成分适度搭配、本地适应系与偏籼(偏粳)外源系相结合以及筛选有利优势、淘汰不利优势等配组原则，根据杂种F1的遗传加性效应、显性效应和上位性效应，走“水涨船高”之路。

洪德林等^[7]在如何利用粳稻杂种优势中提出了“回交转育、生态配组”的策略，把各地育成的粳稻品种转化成为三系亲本，再用不同生态类型的亲本杂交，结合不同生态类型亲本的有利基因，从而使纯系育种与杂交育种之间形成一种“水涨船高”的关系。

目前，杂交水稻三系不育系的选育大部分是利用恢保关系相同的保持系间杂交^[8，9]，在新选保持系快稳定世代，再与不育细胞质供体进行不断地杂交、回交选育而成的。新选保持系从亲本杂交到高世代(F4代以上)^[10，11]，需要5个世代的时间。新选保持系再与不育细胞质供体杂交回交，至少也需要5个世代。新选不育系至少需要10个世代，育种年限长。在某种程度上说，新转育不育系成功时，或许它已经老化了，跟不上世代的步伐。

参考文献

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[11]曾宪平，吕建群，陈林。籼稻三系不育系川作6A的选育与利用[J]。种子，2011，30(3)：116～117

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对不育系的老化和育种年限长的不足，提供一种三系杂交水稻不育系快速选育的新方法。不仅可以提高不育系的丰产性能，而且扩大亲本间的遗传距离，提高杂种优势，更重要的是能缩短育种时间，提高育种效率。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种三系杂交水稻不育系的快速选育方法，是在初期对亲本与不育系细胞质供体杂交检测恢保关系的同时，就与被改良保持系杂交。在鉴定水稻新品种P与不育系A测交后代的育性的同时，就以水稻新品种P与被改良的保持系B杂交产生的F₁作父本，与之杂交，保持测交后代不育系的育性，从水稻新品种P和被改良的保持系B杂交产生的F₂及后世代，都选择倾向于目标性状的单株，不断同水稻新品种P与不育系A测交后代中选目标不育株成对杂交，不断向不育系中渗入所选保持系单株的遗传成份，从而快速稳定不育系。而传统的方法是，待测品种恢保关系测出后，再与被改良保持系B杂交。缩短了一个育种世代。在待测品种与保持杂交分离世代F4时才开始回交转育，回交转育至少4代后才稳定。想比之下，新方法可节省一半的育种时间，大大提高育种效率，如图1所示。

上述的方法，具体包括以下步骤：

(1)选择生产上高产、优质、综合性状优良的水稻新品种P，与不育系A杂交，收获杂种一代种子AF₁，同时水稻新品种P与被改良的保持系B杂交，收获杂种一代种子F₁；

(2)种植杂交种AF₁和F₁，通过花粉鉴定和套袋自交，鉴定AF₁的育性，若AF₁不育，则说明该水稻新品种P对不育系A具有保持功能；同时，用杂交种F₁作父本，不育系AF₁作母本，配置杂交种A²F₁，收获种子F₂，否则，该亲本组合淘汰；

(3)种植杂交种A²F₁和种子F₂，在F₂群体中，选择倾向于目标性状的单株，并与中选A²F₁不育单株成对杂交，配置杂交种A³F₁，收获单株F₃，同时进行米质检查，淘汰米质不好的单株；

(4)种植杂交种A³F₁和单株F₃，在F₃群体中，选择倾向于目标性状的单株，并与中选A³F₁不育单株成对杂交，配置杂交种A⁴F₁，收获单株F₄；

(5)重复第(4)步，直至不育系和保持系稳定。

回交次数视回交杂种一代是否稳定而定，当不育系稳定时，后续工作就是不育系的原种生产和良种繁育，以及不育系的测恢和杂交种的制种。

若已知水稻新品种P和不育系A的恢保关系，也适用本方法。

改良亲本是生产上大面积应用的高产品种，或者是最近审定的早籼品种；或者是远缘品种(如早籼糯稻)，对矮败型保持系协青早B进行改造。作为一种优选方案：所述的水稻新品种P为中嘉早32，所述的保持系B为协青早B，所述的不育系A为协青早A。

本发明与现有技术相比，有以下优点与效果：

1、针对不育系选育中亲本老化，借鉴“水涨船高”育种策略，将(新)育成的高产常规品种转化为三系亲本，结合优势育种与常规育种，提高亲本的产量能力。本方法选择生产上最新应用的常规早籼品种，比原有的保持系品种丰产性要好，或者选择遗传距离较远的品种(如糯稻)，扩大遗传差异，增强杂种优势。

2、缩短育种年限，同时提高不育系丰产性：为了缩短育种年限，快速选育不育系，本方法在初期对亲本进行恢保关系检测的同时，就进行不育细胞质的转育，在分离世代在选择的同时也进行不育细胞质的转育，大大缩短育种年限。

2.1在新品种测恢保关系的同时，就与被改良保持系杂交。而传统的方法是，恢保关系测出后，再与被改良保持系杂交。缩短了一个世代。

2.2在鉴定新品种与不育系测交后代AF₁的育性的同时，就以新品种和被改良保持系杂交产生的F₁作父本，与之杂交，保持测交后代不育系的育性。

2.3从新品种和被改良保持系杂交产生的F₂及后世代，都选择倾向于目标性状的单株，不断与水稻新品种与不育系测交后代中选不育单株成对杂交，不断向不育系中渗入所选保持系单株的遗传成份。因而，保持材料稳定时，不育系也很快就稳定了。

附图说明

图1为本发明三系杂交水稻不育系的快速选育方法与现有育种方法的程序对比图。

图2为实施例1所述方法的育种程序图。

具体实施方式

如图2所示，选择高产、综合性状好的水稻品种中嘉早32作母本，协青早B为父本进行杂交，同时以协青早A为母本，中嘉早32为父本配置杂交组合。在中嘉早32与协青早B杂交F₁及分离世代，选择优良单株与不育株(协青早A/中嘉早32)AF₁成对杂交，不断向不育系中渗入中选保持系单株的遗传成份，为不育系的快速稳定奠定基础。

第一步：选择高产、综合性状好的水稻品种中嘉早32作母本，协青早B为父本进行杂交，同时以协青早A为母本，中嘉早32为父本配置杂交组合，分别收获杂交种F₁和AF₁。

第二步：种植杂种F₁和AF₁。通过花粉鉴定和套袋自交，鉴定AF₁的育性。若AF₁不育，则说明该水稻品种中嘉早32对协青早A具有保持功能。同时，用杂交种F₁作父本，不育系AF₁作母本，配置杂交种A²F₁。收获种子F₂。否则，该亲本组合淘汰。

第三步：种植F₂种子和杂交种A²F₁。在F₂群体中，选择倾向于目标性状的单株，并与中选A²F₁不育单株成对杂交，配置杂交种A³F₁。收获单株种子F₃，同时进行米质检查，淘汰米质不好的单株。

第四步：种植F₃单株和杂交种A³F₁。在F₃群体中，选择倾向于目标性状的单株，并与中选A³F₁不育单株成对杂交,配置杂交种A⁴F₁。收获单株种子F₄。

第五步：重复第四步，直至不育系稳定。本实施例中，连籼1A是经过6个世代选育而成的。

Claims (2)

1.一种三系杂交水稻不育系的快速培育方法，其特征在于：在鉴定水稻新品种P与不育系A测交后代的育性的同时，就以水稻新品种P与被改良的保持系B杂交产生的F₁作父本，与之杂交，保持测交后代不育系的育性，从水稻新品种P和被改良的保持系B杂交产生的F₂及后世代，都选择倾向于目标性状的单株，不断同水稻新品种P与不育系A测交后代中选目标不育株成对杂交，不断向不育系中渗入所选保持系单株的遗传成份，从而快速稳定不育系；具体包括以下步骤：

（1）选择生产上高产、优质、综合性状优良的水稻新品种P，与不育系A杂交，收获杂种一代种子AF₁，同时水稻新品种P与被改良的保持系B杂交，收获杂种一代种子F₁；

（2）种植杂交种AF₁和F₁，通过花粉鉴定和套袋自交，鉴定AF₁的育性，若AF₁不育，则说明该水稻新品种P对不育系A具有保持功能；同时，用杂交种F₁作父本，不育系AF₁作母本，配置杂交种A²F₁，收获种子F₂，否则，该亲本组合淘汰；

（3）种植杂交种A²F₁和种子F₂，在F₂群体中，选择倾向于目标性状的单株，并与中选目标A²F₁不育单株成对杂交，配置杂交种A³F₁，收获单株F₃，同时进行米质检查，淘汰米质不好的单株；

（4）种植杂交种A³F₁和单株F₃，在F₃群体中，选择倾向于目标性状的单株，并与中选目标A³F₁不育单株成对杂交，配置杂交种A⁴F₁，收获单株F₄；

（5）重复第（4）步，直至不育系和保持系稳定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的水稻新品种P为中嘉早32，所述的保持系B为协青早B，所述的不育系A为协青早A。