CN104054570B - 一种叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系的选育方法 - Google Patents
一种叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系的选育方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系的选育方法，包括：以浙白脉稻为父本，以两系不育系水稻品种为母本，杂交得F1代种子；F1代自交；在F2代植株中选择性状优良、白色中脉的可育水稻植株，与两系不育系水稻品种回交，得BC1F1代种子；在BC1F1代植株中选择优良可育植株，与两系不育系水稻品种回交，得BC2F1代种子；重复自交和回交，连续回交两次后进行一次自交，最后一次为回交；最后一次回交的后代自交，在自交后代中选择叶片携带白色中脉、性状优良的不育单株，开展系统选育，获得杂交水稻两系不育系。本发明获得的不育系中，标记性状仅在叶片的中脉表达，不影响农艺性状，且可简易剔除杂种、鉴定纯度。
Description
技术领域
本发明属于农业技术领域，尤其涉及一种叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系的选育方法。
背景技术
我国杂交水稻的年种植面积约占水稻总种植面积的一半，尤其是两系杂交水稻发展迅速。但值得注意的是，在两系杂交稻制种期间，如遇到连续低温阴雨天气，往往出现育性转换现象，造成两系杂交稻种子纯度下降，给农业生产安全带来隐患。为此，育种家们设计将叶色标记与育种相结合，将叶色标记导入不育系中，培育带叶色标记的不育系，根据叶色的显著差异达到方便除去自交种子和杂株。
目前，应用最多的叶色标记主要是转绿型白化叶色、紫叶、黄叶、淡绿色和条纹叶脉标记，如利用这些突变体先后育成了白化转绿型叶色标记不育系玉兔S、M2S、荃标1S等，利用紫叶突变体育成了两系不育系中紫S、明紫02S、明紫03S等，利用紫叶突变体育成了三系籼型不育系先红A、紫A等(公开号为CN1402969A的中国专利文献公开了苗期具有转绿型叶色标记杂交水稻的选育方法，并选育得到苗期具有转绿型叶色标记的杂交水稻；赵海军，吴殿星等.携带白化转绿型叶色标记光温敏核不育系玉兔S的选育及其特征特性.中国水稻科学.2004,18(6):515～521；公开号为CN102668974A的中国专利文献公开了一种具有紫色叶标记杂交水稻三系不育系的选育方法，并选育得到具有紫色叶标记杂交水稻三系不育系)。
但是，值得注意的是，现有的叶色标记如转绿型白化叶色、紫叶、黄叶、淡绿色和条纹叶脉标记在叶中大面积表达，对水稻的光合作用影响大，降低了水稻的光合效能，从而或多或少影响水稻乃至育成的不育系的生育期、农艺性状。
因此，有必要开发新的水稻叶色标记，在满足水稻杂种剔除、纯度鉴定的同时，尽量减少对水稻植株乃至后续育成水稻品种的农艺性状产生的影响。
发明内容
本发明提供了一种叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系的选育方法，获得的不育系中，标记性状仅在叶片的中脉表达，达到简易杂种剔除、纯度鉴定的目标，且不影响农艺性状。
一种叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系的选育方法，包括：
(1)以浙白脉稻为父本，以两系不育系水稻品种为母本，杂交得到F1代种子；
(2)F1代自交，获得F2代种子；
(3)在F2代植株中选择性状优良、叶片携带白色中脉的可育水稻植株，与所述的两系不育系水稻品种回交，得到BC1F1代种子；在BC1F1代植株中选择农艺性状优良的可育植株，与所述的两系不育系水稻品种回交，获得BC2F1代种子；
(4)重复自交和回交，连续回交两次后进行一次自交，最后一次为回交；
(5)最后一次回交的后代自交，在自交后代中选择叶片携带白色中脉、农艺性状优良的不育单株；
(6)对所述的不育单株开展系统选育，获得叶片携带白色中脉标记的杂交水稻两系不育系。
本发明所采用的育种材料中，“浙白脉稻”为农艺性状优良的“宁粳3号”经诱变选育得到的突变体水稻品种，该突变体水稻品种只有叶片的中脉表现为白色，标记仅在中脉中表达，不影响水稻的生育期、农艺性状，从而保证育成的不育系的水稻性状，且该白色标记全生育期表达，有利于杂种剔除、纯度鉴定。
培育杂交水稻两系不育系中，所采用的两系不育系水稻品种可以为Y58S，Y58S由湖南杂交水稻研究中心选育的叶片中脉为绿色的两系不育系，该材料株叶形态好，不育起点温度低，开花习性好，异交结实率高，抗病、抗逆性强，一般配合力高，米质优良。
选用Y58S与浙白脉稻相配合能够选育得到农艺性状优良的叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系。
两系不育系的选育方法采用传统的回交育种方法，由于叶片中脉为白色这一性状由隐性基因控制，在回交过程中，最好连续回交两次后进行一次自交，以便于性状的筛选。通常情况下，在叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系选育过程中，回交的总代数一般为5～6代，较优的，回交6代即可。
所述的农艺性状优良包括株型紧凑、叶片直立、穗形大和穗粒长。
回交结束后，对最后一次回交(即整个不育系选育过程中的最后一次回交)的后代自交，在自交后代进行选择不育单株进行系统选育，优中选优，获得性状稳定的杂交水稻两系不育系，一般的，系统选育2～3代。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)提高不育系和杂种纯度。不育系繁种时，因不育系叶片携带白色中脉的标记，可在全生育期经济简便识别叶片中脉的颜色，剔除叶片中脉为绿色的混杂株提高不育系纯度；不育系制种时，叶片中脉为白色不育系与恢复系配制的F1杂交种子，植株叶片中脉为白色的为杂株去除，可以直观、准确剔除因亲本自交而产生的自交假杂种。
(2)鉴定杂种纯度。由于叶片中脉为白色的不育系所配的组合F1代植株叶片中脉都为绿色，因而易鉴定出杂种中混有的不育系和保持系，即叶片中脉为白色的植株均为杂株。
(3)与以往研究报道的转绿型白化叶色、浅绿叶、黄叶、紫叶和条纹叶脉标记相比，本发明采用的仅叶片中脉为白色的新型标记，标记性状仅在叶片的中脉表达，不影响生育期和农艺性状，更有利于保障不育系的繁殖和制种的生产。
(4)本发明培育的杂交水稻两系不育系农艺性状优良，株叶形态好，叶片直立，株型紧凑，叶色深绿色，熟相好。一般包茎度19.6％，包茎粒率6.1％，开花粒率95％以上，柱头外露率63.3％，其中双边柱头外露率占39.3％。开花后4天内，异交结实率约为60％，开花后6-7天，异交结实率在21％～30％之间，开花后10天，异交结实率为0。
附图说明
图1为实施例1选育的带有叶片中脉为白色标记的水稻流程图。
图2为实施例1选育的带有叶片中脉为白色标记的水稻形态。
图3为实施例1选育的带有条纹叶脉标记的水稻形态。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐释。
育种材料：
Y58S：湖南杂交水稻研究中心选育的叶片中脉为绿色两系不育系Y58S(审定编号湘审稻2005044，可购于湖南农业大学邓启云教授)。
浙白脉稻：诱变粳稻“宁粳3号”选育的叶片中脉为白色的突变水稻品种NG-BM-01，申请号为20140427.5。
浙白脉稻的选育过程为：
(1)取含水率13％的“宁粳3号”干种子3000粒，进行钴-60伽玛射线诱变，剂量250Gy，剂量率10Gy/min，得诱变种子(M0)。
(2)直播诱变种子，混收全部诱变植株的种子(M1)。
(3)步骤(2)得到的种子按单株种植移栽，大田种植10万个单株，筛选显著不同于普通水稻叶片中脉为白色的变异单株5个(M2)。
(4)上述5个变异单株按株系单株种植，观察株系与单株间叶片中脉为白色性状的稳定性，筛选稳定的株系4个(M3)。
(5)评价不同发育阶段叶片中脉为白色性状的表达，筛选中脉为白色性状全生育期表达的株系，入选株系3个(M4)。
(6)评价步骤(5)筛选的突变体的农艺特性、品质和产量，入选最为突出的1号株系1个(M5)。
(7)浙江杭州、建德、富阳三地两年评价步骤(6)筛选的株系叶片中脉为白色性状和农艺性状的稳定性和一致性，最终定名“浙白脉稻”。申请植物新品种保护
该浙白脉稻已于2014年4月10日，向农业部植物新品种保护办公室申请品种权，申请号为20140427.5，该浙白脉稻可购于浙江大学。
采用浙白脉稻选育过程中的诱变方法，选育其他叶色标记(白色条纹叶脉、转绿型白化叶色、紫叶、黄叶、浅绿叶)的水稻，选育过程与浙白脉稻选育过程类似，仅将筛选的叶色标记换为相应的筛选目标，最终获得以“宁粳3号”为背景的分别带有白色条纹叶脉、转绿型白化叶色、紫叶、黄叶、浅绿叶标记的水稻。
带有不同叶色标记的主要性状见表1。
表1
由表1可知，本发明诱变得到的“浙白脉稻”由于叶片特定组织表达，仅在叶片的中脉表达为白色，其他平行的条纹叶脉正常绿色，仅叶片的中脉光合效能受影响，农艺性状较正常，不影响生育期及产量，而其他叶色标记的水稻均出现生育期出现延长、株高下降、穗形变小(每穗粒数下降)或产量下降的情况。
育种前先对叶片中脉为白色突变水稻品种“浙白脉稻”进行遗传分析。叶片中脉为白色突变水稻品种“浙白脉稻”与叶片中脉为绿色普通品种“宁粳3号”杂交，正反交结果表明，F1代叶片中脉全部表现为绿色，F2代叶片中脉为白色与绿色表现为1∶3分离。分析认为，“浙白脉稻”的叶片中脉为白色性状受一对隐性基因控制。
叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系的选育过程为：
(1)2006年春季，海南陵水以“浙白脉稻”为父本，与两系不育系Y58S杂交得F1代种子11粒；
2006年夏季，浙江杭州种植F1植株10株，F1植株全部为绿色，成熟混收F2代种子4000多粒；
2006年冬季，海南陵水种植F2，苗期选叶片中脉为白色的植株1039株，按单株种植，开花时选择叶片中脉为白色、农艺性状优良(株型紧凑、叶片直立、穗形大、穗粒长，下同)、花粉育性正常的优良单株6株。
(2)2007年春季，海南陵水选择上述步骤(1)得到的叶片中脉为白色的6株可育株，作为父本，与叶片中脉为绿色的两系不育系Y58S回交得BC1F1代种子；
2007年夏季，浙江杭州种植BC1F1代，BC1F1代植株群体中选择优良农艺性状的可育植株，与叶片中脉为绿色的两系不育系Y58S回交，得BC2F1代种子；
2008年春季，海南陵水种植BC2F1，自交获得BC2F2代种子；
2008年夏季，浙江杭州种植BC2F2代，在BC2F2代群体中选择叶片中脉为白色的3株可育株，与叶片中脉为绿色的两系不育系Y58S回交，获得BC3F1代种子；
2009年春季，海南陵水种植BC3F1，BC3F1代群体中选择优良农艺性状的可育株，与叶片中脉为绿色的两系不育系Y58S回交，获得BC4F1代种子；
2009年夏季，浙江杭州种植BC4F1，自交获得BC4F2代种子；
2010年春季，海南陵水种植BC4F2代，在BC4F2代群体中选择叶片中脉为白色的3株可育株，与叶片中脉为绿色的两系不育系Y58S回交，获得BC5F1代种子；
2010年夏季，浙江杭州种植BC5F1代，在BC5F1代群体中选择叶片中脉为绿色、农艺性状优良的3株可育株，与叶片中脉为绿色的两系不育系Y58S回交，获得BC6F1代种子；
2011年春季，海南陵水种植BC6F1，自交获得BC6F2代种子；
(3)2011年夏季，在经6代回交的自交后代BC6F2中，选择叶片中脉为白色、农艺性状优良且彻底败育的不育单株5株，经2012-2013系统选育3次，最终选出携带叶片中脉为白色标记的杂交水稻两系不育系，2014年定名为浙白脉01S。
上述步骤选育的浙白脉01S主要的特征表现为：植株全生育期的叶片中脉为白色，谷粒、杆和稃尖黄色。在浙江杭州6月初播种，主茎叶片数12叶，播种至始穗期历时80天左右；株叶形态好，叶片直立，株型紧凑，叶色深绿色，熟相好。一般包茎度19.6％，包茎粒率6.1％，开花粒率95％以上，柱头外露率63.3％，其中双边柱头外露率占39.3％。柱头活力测定结果，开花后4天内，异交结实率在50％以上(约为60％)，开花后6-7天，异交结实率在21％～30％之间，开花后10天，异交结实率为0。海南繁种产量高的可达310公斤，制种亩产高的可达280公斤。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种叶片携带白色中脉的杂交水稻两系不育系的选育方法，其特征在于，包括：
(1)以浙白脉稻为父本，以两系不育系水稻品种为母本，杂交得到F1代种子；
(2)F1代自交，获得F2代种子；
(3)在F2代植株中选择性状优良、叶片携带白色中脉的可育水稻植株，与所述的两系不育系水稻品种回交，得到BC1F1代种子；在BC1F1代植株中选择农艺性状优良的可育植株，与所述的两系不育系水稻品种回交，获得BC2F1代种子；
(4)重复自交和回交，连续回交两次后进行一次自交，最后一次为回交；
(5)最后一次回交的后代自交，在自交后代中选择叶片携带白色中脉、农艺性状优良的不育单株；
(6)对所述的不育单株开展系统选育，获得叶片携带白色中脉标记的杂交水稻两系不育系。
2.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述的两系不育系水稻品种为Y58S。
3.如权利要求2所述的选育方法，其特征在于，所述的农艺性状优良包括株型紧凑、叶片直立、穗形大和穗粒长。
4.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，回交的总代数为5～6代。
5.如权利要求4所述的选育方法，其特征在于，回交的总代数为6代。
6.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤(6)中，系统选育2～3代。
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| CN101218889A (zh) * | 2008-01-30 | 2008-07-16 | 湖南省水稻研究所 | 一种提高制种繁殖系数的杂交稻种子生产方法 |
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2014
- 2014-06-26 CN CN201410294843.7A patent/CN104054570B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1283384A (zh) * | 2000-08-18 | 2001-02-14 | 朱永峰 | 叶片带有白化标记性状的杂交水稻不育系及其新组合 |
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| Title |
|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111543312A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-08-18 | 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 | 一种转绿型新叶黄化杂交水稻两系不育系的选育方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104054570A (zh) | 2014-09-24 |
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