CN104054571A - 一种叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系的选育方法，包括：以浙白脉稻为父本，以三系保持系水稻品种为母本，杂交后自交，得F2；在F2中选白色中脉、性状优良的植株自交，自交后代中选白色中脉、性状优良且能保持三系不育系不育特性的植株连续自交，得叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系；以杂交水稻三系保持系为父本，与三系不育系水稻品种测交；测交后代中选不育株，与杂交水稻三系保持系回交；以杂交水稻三系保持系为轮回父本，回交后代中选中脉为白色的不育株与轮回父本连续回交，得叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系。本发明的不育系中，标记性状仅在叶片中脉表达，不影响农艺性状，且可简易剔除杂种、鉴定纯度。

Description

一种叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系的选育方法

技术领域

本发明涉及作物遗传育种技术领域，尤其涉及一种叶片携带白色中脉的杂交水稻三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。高纯度优质的杂交水稻种子是广大稻农丰收的基本保障。培育农艺性状优良且在杂交种生产中简易可控保纯是育种家们的育种目标之一。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，达到简易鉴定杂种纯度的目标。

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三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三系不育系的选育方法，包括：

(1)以浙白脉稻为父本，以三系保持系水稻品种为母本，杂交得F1代种子；F1代自交，得F2代种子；

(2)在F2代植株中选择叶片携带白色中脉、农艺性状优良的水稻植株进行自交；

(3)在自交后代中选取携带白色中脉、农艺性状优良且能够保持三系不育系水稻品种不育特性的植株连续自交，获得叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系；

(4)以所述的叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系为父本，与三系不育系水稻品种进行成对测交；在测交后代中选取不育株，与叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系回交；

(5)以叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系为轮回父本，在回交后代中选取叶片中脉为白色的不育株与轮回父本进行连续回交，获得叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系。

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。

培育杂交水稻三系不育系过程中，所采用的三系保持系水稻品种可以为秀水110B，三系不育系水稻品种可以为秀水110A。两者由嘉兴市农业科学院选育，农艺性状优良。

选用秀水110A、秀水110B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三系保持系和不育系。

在选育叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系前，需先获得性状稳定的杂交水稻三系保持系，在选育叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系时，采用自交和测交相结合的方法，通过连续多代的自交进行定向选择，自交结束后，在最后一次自交后代中筛选携带白色中脉、农艺性状优良且能够保持三系水稻不育系不育特性的可育株系，作为保持系。所述能够保持三系水稻不育系不育特性是指植株与三系不育系水稻品种的杂种F1为彻底败育。

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。

在选育叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系时，一般自交的总代数为7～8代，较优的为8代。

在选育叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系时，采用回交育种方法，通过6～7代(较优的为7代)的回交，即可获得农艺性状优良的叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系。

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三系不育系农艺性状优良，株叶形态好，叶片直立，株型紧凑，叶色淡绿色，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29.3％。开花后4天内，异交结实率在60％以上开花后5-6天，异交结实率在23％～39％之间，开花后12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。

实施例1 携带叶片中脉为白色标记的水稻的选育

(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。

实施例2携带叶片中脉为白色标记的杂交水稻不育系和保持系的选育

育种材料：

秀水110A：农艺性状优良的水稻不育系，由嘉兴市农业科学院选育。

秀水110B：农艺性状优良的水稻保持系，由嘉兴市农业科学院选育。

浙白脉稻：实施例1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，申请号为20140427.5。

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绿色叶品种“宁粳3号”杂交，正反交结果表明F1代全部表现为绿色，F2代叶脉为白色与绿色表现为1∶3分离。分析认为，该叶片中脉为白色性状受一对隐性基因控制。

1、叶片中脉为白色的三系保持系的选育：

(1)2006年春季，在海南陵水以来源于浙江大学诱变粳稻“宁粳稻”选育的“浙白脉稻”为父本，与保持系秀水110B杂交得F1代种子7粒；

(2)2006年夏季，浙江杭州种植F1植株7株，F1植株全部为绿色，成熟混收F2种子3000粒；

(3)2007年春季，在海南陵水种植F2，苗期选叶片中脉为白色的植株743株，按单株种植并收获96优良单株的F3种子。

(4)2007年夏季，浙江杭州种植F3，选农艺性状优良(株型紧凑、叶片直立、穗形大和穗粒长)的叶片中脉为白色的株系63个，从中挑选优良单株与秀水110A成对测交。

(5)2008年春季，海南陵水种植F4，选农艺性状优良且与秀水110A杂种为彻底败育的叶片中脉为白色8株；

(6)2008年夏季-2009春季-2009夏季-2010春季，自交后代筛选得的植株连续自交4代后，期间结合秀水110A不断测交，选出的叶片中脉为白色、株叶型好、米质优且与秀水110A的杂种F1为彻底败育的F8材料1个作为三系保持系材料，暂定名为浙白脉B。

2、叶片中脉为白色的三系不育系的选育：

(1)2010年春季，海南陵水种植F8的叶片中脉为白色的保持系(即实施例2育成的三系保持系)，选取3株，与秀水110A进行成对测交；

(2)2010年夏季，浙江杭州种植，全部植株绿色，出现43株不育株，与F9的叶片中脉为白色保持系回交6对，得BC1种子；

(3)2011年春季，海南陵水种植BC1，叶色发生分离，选择叶片中脉为白色的不育株，与F10的叶片中脉为白色保持系回交6对，得BC2种子；

(3)2011年夏季，浙江杭州种植BC2，对不育株进行花粉镜检，严格选择不育株，与F11的叶片中脉为白色保持系回交6对，得BC3种子；

(3)2012年春季，海南陵水种植BC3，对不育株进行花粉镜检，严格选择不育株，与F11的叶片中脉为白色保持系回交6对，得BC4种子；

(4)2012年夏季，浙江杭州种植BC4，对不育株进行花粉镜检，严格选择不育株，与F12的叶片中脉为白色保持系回交6对，得BC5种子；(5)2013年春季，浙江杭州种植BC5，对不育株进行花粉镜检，严格选择不育株，与F13的叶片中脉为白色保持系回交6对，与恢复系秀恢69配制杂种测交；

(6)2013年夏季，浙江杭州种植BC6，对不育株进行花粉镜检，进行品质、抗病和配合力鉴定，与F14的叶片中脉为白色保持系回交，育成三系不育系，定名为浙白脉A。

值得注意的是，在该三系不育系选育过程中，三系保持系仍不断进行自交，事实上，该三系保持系已经不发生性状分离，即三系保持系不进行连续自交也可，直接以上述育成的三系保持系作为轮回父本即可。

上述步骤选育的浙白脉A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90天左右；株叶形态好，叶片直立，株型紧凑，叶色淡绿色，熟相好。花时较浙白脉B迟半小时，但较集中。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29.3％，其中双边柱头外露率占12.3％。柱头活力测定结果，开花后4天内，异交结实率在60％以上开花后5-6天，异交结实率在23％～39％之间，开花后12天，异交结实率为0。繁种产量高的可达410公斤，制种亩产高的可达210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三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，以三系保持系水稻品种为母本，杂交得F1代种子；F1代自交，得F2代种子；

(2)在F2代植株中选择叶片携带白色中脉、农艺性状优良的水稻植株进行自交；

(3)在自交后代中选取携带白色中脉、农艺性状优良且能够保持三系不育系水稻品种不育特性的植株连续自交，获得叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系；

(4)以所述的叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系为父本，与三系不育系水稻品种进行成对测交；在测交后代中选取不育株，与叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系回交；

(5)以叶片携带白色中脉的杂交水稻三系保持系为轮回父本，在回交后代中选取叶片中脉为白色的不育株与轮回父本进行连续回交，获得叶片携带白色中脉的杂交水稻三系不育系。

2.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述的三系保持系水稻品种为秀水110B，所述的三系不育系水稻品种为秀水110A。

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，选育叶片携带白色中脉的三系保持系时，自交的总代数为7～8代。

5.如权利要求1所述的选育方法，其特征在于，选育叶片携带白色中脉的三系保持系时，回交的总代数为6～7代。

6.如权利要求5所述的选育方法，其特征在于，选育叶片携带白色中脉的三系保持系时，回交的总代数为7代。