CN104082128A - 一种水稻智能不育系的繁殖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水稻智能不育系的繁殖技术，利用这一技术无需对水稻智能不育系繁殖种子进行荧光分选。本方法中，将水稻智能不育系作为保持系，与对应的水稻不育系杂交。水稻智能不育系携带转基因的花粉粒败育而不能参与受精；而没有携带转基因的花粉粒能与不育系的雌配子正常受精而结实。因此不育系上结实的种子全部为非转基因的不育系种子，可以用于杂交水稻种子制种。这一技术使水稻智能不育系繁殖过程中无需荧光分选的程序，只有保持系的繁殖需要荧光分选，简化了不育系的繁殖过程，提高了不育系繁殖效率，进而提高了种业效益。
Description
技术领域
本发明属于农业生物技术领域，公开了一种水稻智能不育系的繁殖方法。
背景技术
目前, 中国杂交水稻种植面积约占水稻总种植面积的 50%～60%. 其中 80%的籼稻为杂交稻品种,主要在中国南方种植，为保障我国粮食安全作出了巨大贡献. 但是杂交水稻也存在一些久未解决的问题，如不育系的育性稳定性问题，包括三系不育系因高温诱导花粉可育、两系核不育系因低温诱导可育，给杂交制种造成的安全风险，另外还包括三系不育系的恢复谱不广，只有约5%品系可作为恢复系。隐性核雄性不育材料能克服上述问题，但不能繁殖。
多人提出了解决隐性核雄性不育材料的繁殖问题的技术途径, 1996年, PLANT GENETIC SYSTEM公司提出，在纯合的雄性不育植株中转入连锁的育性恢复基因、花粉失活(败育)基因以及用于筛选的标记基因, 可以获得该雄性不育植株的保持系, 保持系通过自交就可以实现不育系和保持系的繁殖（Method to obtain male-sterile plants，专利：AU4940596A、CA2213394A、AU4940596D）. 2002 年, Perez-Prat等人提出,在纯合的雄性不育植株中转入连锁的育性恢复基因和用于筛选的标记基因两套元件,也可以获得该雄性不育植株的保持系, 并进一步繁殖不育系（Perez-Prat E,van Lookeren Campagne M M. Hybrid seed production and the challenge of propagating male-sterile plants. Trends Plant Sci, 2002, 7: 199–203）. 2006 年, 美国杜邦先锋公司率先在玉米中实现了基于核不育突变材料的种子生产技术, 并命名为 Seed production techno-logy(SPT)技术（Nucleotide sequences mediating plant male fertility and method of using same. Patent No.WO2007002267）.其基本原理是将花粉育性恢复基因、花粉失活(败育)基因和标记筛选基因3个基因表达盒导入隐性核雄性不育突变体中, 获得核雄性不育突变体的保持系材料.其转基因后代育性可以恢复.保持系自交可以产生两种花粉, 一种不含转基因元件, 另一种含有转基因元件, 其比例为 1︰1. 因为转基因元件上带有花粉失活(败育)基因, 花粉将不能正常发育和受精,只有不含转基因元件的花粉可以正常发育和受精.由此, 保持系会结出保持花粉不育特性的非转基因种子和恢复花粉育性的转基因种子, 通过标记筛选(如荧光分选)等技术, 可以将这两种类型的种子区分开. 其中, 不育的不带转基因元件的种子即为不育系,用于杂交制种; 可育的带有转基因元件的种子即为保持系, 用于不育系的繁殖.2010 年,邓兴旺将上述技术思想在水稻中率先得到了证实和应用, 并被称之为“智能不育杂交育种技术”或“第三代杂交水稻技术”（杂交水稻育种将迎来新时代.中国科学生命科学, 2013 , 43(10):864～868）。
上述隐性核雄性不育材料的繁殖技术都存在一个荧光分选的问题。如能避免不育系繁殖过程的荧光分选程序，将进一步简化上述技术，提高商业利用价值。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种水稻智能不育系的繁殖方法。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
所述水稻智能不育系的繁殖方法是将水稻智能不育系作为保持系，与水稻智能不育系对应的水稻不育系杂交；水稻智能不育系与其对应的水稻不育系杂交时，水稻智能不育系中携带转基因的花粉粒败育而不能参与受精，水稻智能不育系中不携带转基因的花粉粒与水稻不育系的雌配子受精结实，受精结实的种子作为不育系用于杂交水稻制种。
优选地，所述水稻智能不育系是导入了育性恢复基因、花粉失活基因和荧光分选基因的隐性雄性核不育水稻。育性恢复基因、花粉失活基因和荧光分选基因是专利文献：No.WO2007002267和学术期刊文献：杂交水稻育种将迎来新时代.中国科学生命科学, 2013 , 43(10):864～868中公开的现有技术。
优选地，所述水稻智能不育系繁殖是由其自交种子经荧光分选后获得。
本发明原理如下：
将水稻智能不育系作为保持系，与对应的水稻不育系（可由水稻智能不育系自交种子荧光分选后获得）杂交。水稻智能不育系携带转基因的花粉粒败育而不能参与受精；而没有携带转基因的花粉粒能与水稻不育系的雌配子正常受精而结实。水稻智能不育系上结实的种子全部为非转基因的雄性不育种子，可用于杂交稻制种。水稻智能不育系可通过自交荧光分选获得。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明方法解决了雌性不育水稻繁殖需荧光分选的技术难题，使水稻智能不育系繁殖过程中无需荧光分选的程序，只有保持系的繁殖需要荧光分选，而保持系的繁殖数量很少，而且对保持系的荧光分选的质量也要求不高，因此，这一技术简化了不育系的繁殖过程，提高了不育系繁殖效率，进而提高了种业效益。
附图说明
图1是实施例1中水稻智能不育系作为保持系的保持系繁殖时的荧光分选效果（上图为水稻智能不育系自交结实稻穗在荧光下的表现；下图为转基因植株施加诱导剂后的结实表现）；
图2是实施例2中水稻智能不育系作为保持系的不育系繁殖小规模的不育系繁殖现场。
具体实施方式
实施例1：水稻智能不育系作为保持系的保持系繁殖
水稻智能不育系作为保持系B可自交繁殖，收获后，种子有两种类型，一种为无荧光的不育系A，另一种为携带荧光的智能不育系，对收获的种子进行荧光分选，选择携带荧光的智能不育系继续作为保持系。水稻智能不育系作为保持系B都可这样继代自交繁殖。图1为水稻智能不育系作为保持系B的荧光分选效果。
实施例2：水稻智能不育系作为保持系的不育系繁殖
首次不育系繁殖时，以水稻智能不育系作为保持系B，以实施例1分离的不育系A作为不育系；不育系继代繁殖时，不育系就用首次不育系繁殖获得的不育系，保持系仍用水稻智能不育系。繁殖时采用箱式栽插，收获不育系上的种子即为繁殖的不育系。附图2 展示了小规模的不育系繁殖现场。
Claims (3)
1.一种水稻智能不育系的繁殖方法，其特征在于，所述方法是将水稻智能不育系作为保持系，与水稻智能不育系对应的水稻不育系杂交；水稻智能不育系与其对应的水稻不育系杂交时，水稻智能不育系中携带转基因的花粉粒败育而不能参与受精，水稻智能不育系中不携带转基因的花粉粒与水稻不育系的雌配子受精结实，受精结实的种子作为不育系用于杂交水稻制种。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水稻智能不育系是导入了育性恢复基因、花粉失活基因和荧光分选基因的隐性雄性核不育水稻。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水稻智能不育系繁殖是由其自交种子经荧光分选后获得。
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