CN104303989B - 一种杂交水稻制种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种杂交水稻制种方法，包括：选用配置杂交水稻组合的不育系、恢复系以及来源于所述恢复系的N个不同类型的突变体作为制种材料；其中，不同类型的突变体至少具有一个不同的优良农艺性状；将所述的恢复系及N个突变体分别与所述的不育系进行杂交，配置得到(N+1)个不同类型的杂交水稻组合的种子；将不同类型的杂交水稻组合的种子混合，制得杂交水稻种子。本发明杂交水稻制种方法，能兼顾抗病、高产等多种优良特性，育种周期更短，简单高效。

Description

一种杂交水稻制种方法

技术领域

本发明属于杂交制种技术领域，尤其涉及一种杂交水稻制种方法。

背景技术

传统的农作物单品种生产种植方式以及育种家一直采取优中选优的育种策略，使品种的遗传基础越来越窄，抵御病虫害和逆境的能力越来越弱，生物多样性迅速递减。目前，水稻育种面临遗传基础越来越狭窄，品种(组合)在抗性、品质、产量上难以更大超越的局限性。

为避免品种单一化的问题和风险，一种解决方法是开展遗传多样性的水稻育种。具体的育种方法，一是把具有不同优良性状(如不同抗病生理小种)与一个综合性状良好的品种分别杂交和回交培育近等基因系，然后混合构成多系品种；二是采取几十个以上的众多品种或品系的多次叠加式杂交，开展不同类型的种群选择改良，形成多基因型的集团稻品种。该育种过程需要很长的时间和难以控制的复杂育种选择，而且不同类型性状聚合的品种(系)在农艺特性与品质营养存在巨大的差异，制约或影响品种的实际应用。

另一种解决的方式是通过水稻生物多样性混栽，通常是利用水稻不同品种间高、矮差，充分协调光、温、肥资源。通过混合间栽，达到丰富水稻农田品种多样性，增强农田生态稳定性，使水稻生理素质增强，提高抗病虫的能力，减轻病虫的危害。但是因选用的水稻品种并非针对性选育而成，其来源不一致，品质不均一，生育期、农艺特性与用途也完全不同，实际操作方式上通常需要按品种进行单独的移栽种和收获，田间管理措施上也需按品种分多次水肥和喷药，效率低用工量大，包括劳动力成本在内的生产成本逐年增加的背景下显得尤为复杂。

公开号为CN101697701B的中国专利文献公开了一种基于改善米质提高产量的水稻混播种植方法，步骤如下：选用鄂中5号、鄂香1号和鉴真2号三种稻品种为混播种植品种；在北纬27-33°区域内于4月10日至5月5日间播种；将所选品种的种子播种前按质量比为5∶2∶3混合均匀；按宽窄行种植。该专利通过选择生育期接近的三个水稻品种进行混播，虽然在一定程度上降低了种植及田间管理的复杂性，但是水稻产量仍较低，不到600kg/亩，且不同品种的水稻遗传背景差异大，导致稻米的品质、营养存在较大差异，获得的水稻稻米存在品质、营养不均一的问题。

以水稻骨干亲本为对象，诱变选育一系列不同类型的突变体，对解析重要农艺性状形成机制与育种利用奠定了良好基础。然而具有不同优良性状突变体的综合与更好利用尚未有效进行，尤其是在杂交水稻育种、制种方面。

发明内容

本发明提供了一种杂交水稻制种方法，周期更短，简单高效，种子能兼顾多种优良特性且稻米品质、营养均一。

一种杂交水稻制种方法，包括：

(1)选用配置杂交水稻组合的不育系、恢复系以及来源于所述恢复系的N个不同类型的突变体作为制种材料；其中，不同类型的突变体至少具有一个不同的优良农艺性状；

(2)将所述的恢复系及N个突变体分别与所述的不育系进行杂交，配置得到(N+1)个不同类型的杂交水稻组合的种子；

(3)将不同类型的杂交水稻组合的种子混合，制得杂交水稻种子。

本发明制种材料中，不育系和恢复系可采用农业生产中常用的综合性状(如抗虫、抗病、高产、稻米品质优等)优良的水稻品种，而突变体均来源于同一所述的恢复系，这样，突变体可容易的直接与不育系配置杂交组合，不需要传统的经历复杂的育种过程，一般情况下，来源于恢复系的突变体都能够恢复该恢复系对应的不育系的不育特性，当然，也可以在选择突变体育种材料前，对突变体的恢复性进行验证，选择具有良好的恢复性能的突变体作为育种材料。本发明中，由于不同类型的突变体具有不同的优良农艺性状，则配置的杂交组合可具有不同的优良农艺性状，那么本发明由不同类型的杂交水稻组合的种子混合制得的杂交水稻种子种植后，可使水稻群体兼具各种优良特性，丰富农田水稻品种多样性，增强农田生态稳定性，提高水稻的综合素质，减轻病虫害，提高水稻产量。

另外，本发明的所有突变体均来源于同一恢复系，即来源相同，由于在水稻育种中，水稻突变体的选育是针对特定的农艺性状目标进行的，而其他的农艺性状与基础品种近似，那么所有的突变体以及恢复系除了特定的农艺性状外，其余的农艺性状较一致，也即是说所有的突变体之间的遗传背景差异不大，那么配置的不同杂交组合在遗传背景上也具有高度的一致性，从而保证稻米品质、营养的均一性，同时在田间管理上也更加统一和简单。

水稻的收获时间影响着稻米的产量和品质，为保证收获的一致性，最大限度的保证各水稻品种均在适宜的时间进行收获，保证稻米的产量和品质，所述突变体中，任意两个突变体的生育期相差0～10天，最好相差0～5天。

种子混合时，不同类型的杂交水稻组合的种子等比例(数量)混合。上述种子配比混合能够更好的保证水稻的产量和稻米品质。

作为一种可选择的实施方式，所述的不育系为“广占63-4S”，所述的恢复系为“扬稻6号”。来源于“扬稻6号”的不同类型的突变体为“浙密稻1号”、“浙稻1号”、“浙抗稻1号”和“浙多穗稻”。

作为另一种可选择的实施方式，所述的不育系为“II-32A”，所述的恢复系为“浙恢7954”。来源于“浙恢7954”的不同类型的突变体为“浙恢7954-LG2”、“浙恢7954-BG3”、“浙辐111”和“LR7954”。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)与常见的杂交水稻育种、制种方法相比，尽管选育的杂交水稻新组合与目标品种遗传背景相似，但因不同的突变体具有不同优良农艺性状的特征性显著差异，实际上相当于多个优良性状的杂交水稻聚合育种，因此与目标杂交水稻组合相比，体现生物多样性混栽品种的优势，更能兼顾抗病、高产等多种优良特性，与多性状聚合育种相比，育种周期更短，育种过程更为简单高效。

2)与现有水稻多样性的混栽品种相比，相同来源的突变体配制的杂交水稻新组合，品质营养均一，同时在育秧移栽、田间管理和稻谷收获等操作上更简易、方便和高效，便于省工节本实现增收。

附图说明

图1为本发明杂交水稻制种方法的示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明，而不能限制本发明的保护范围。

实施例1以目标杂交水稻组合杨两优6号(广占63-4S/扬稻6号)为基础的杂交水稻制种技术

本实施例1选择目标杂交水稻组合为杨两优6号(广占63-4S/扬稻6号)。

制种材料为：

两系不育系S“广占63-4S”，由北方杂交粳稻研究中心与合肥丰乐种业股份有限公司合作选育，品种申请号：20030472.0，可购买于合肥丰乐种业科技有限公司。

目标恢复系R“扬稻6号”，由江苏里下河地区农业科学研究所选育，先后于1997年、2000年、2001年通过江苏省、安徽省和湖北省农作物品种审定委员会审定，是优良突出的中籼迟熟常规水稻品种，可购于江苏里下河地区农业科学研究所。

抗病突变体MR1“浙密稻1号”，系浙江大学诱变“扬稻6号”选育的株型极端紧凑、抗纹枯病能力强的突变体，可以耐受高密度栽培条件表现增产抗病，2012年1月已向农业部植物新品种权保护办公室申请保护，公告号：CNA008767E，可购于浙江大学。

高大壮杆突变体MR2“浙稻1号”，系浙江大学诱变“扬稻6号”选育的高大杆粗抗倒的水稻，株高180厘米以上，茎杆粗壮，抗倒伏能力强，2012年1月已向农业部植物新品种权保护办公室申请保护，公告号：CNA008768E，可购于申请单位。

抗虫突变体MR3“浙抗稻1号”，系浙江大学诱变“扬稻6号”选育的抗虫水稻，具有优良的抗稻飞虱特性，2013年1月已向农业部植物新品种权保护办公室申请保护，公告号：CNA010401E，可购于浙江大学。

多分蘖突变体MR4“浙多穗稻”，系浙江大学诱变“扬稻6号”选育的多分蘖水稻，分蘖能力特强，一般分蘖可达40个以上，2014年1月已向农业部植物新品种权保护办公室申请保护，申请号：20140297.2，可购于浙江大学。

制种方法包括：

(1)目标恢复系“扬稻6号”及其突变体“浙密稻1号”、“浙稻1号”、“浙抗稻1号”、“浙多穗稻”，分别与两系不育系“广占63-4S”单独杂交配制杂交水稻新组合，观察各个杂交新组合的结实率与杂种优势，验证性确认目标恢复系“扬稻6号”及其突变体对广占63-4S具有优异的恢复性能。对应配置的杂交水稻新组合分别为：广占63-4S/扬稻6号、广占63-4S/浙密稻1号、广占63-4S/浙稻1号、广占63-4S/浙抗稻1号、广占63-4S/浙多穗稻。

(2)取上述五种单独配制的杂交水稻新组合的种子，以1:1:1:1:1的种子量均匀混合，形成具有生物多样性混栽的抗病、高产两系杂交水稻组合广占63-4S/扬稻6号(浙密稻1号、浙稻1号、浙抗稻1号、浙多穗稻)，用于水稻生产。

取上述制得的种子，播种前摊薄匀晒种子1天，然后采用咪鲜胺(浓度为：2毫升咪鲜胺原药配水75公斤)浸种、催芽，按每亩用种量35公斤的要求采用稀播、匀播的方式培育壮秧，30天秧龄后进行手工移栽，行距为23.5厘米，株距为16.5厘米。

在水稻生育期，对水稻的生长情况如株高、分蘖、抗虫、抗病特性进行调查，收获后对查看水稻的外观品质进行鉴定。

1、水稻对纹枯病的抗性分级标准：

根据病情综合指数(SDI)，凡是接种(水稻苗期)后未发现发病的，即SDI＝0的为免疫类型，SDI＝0～1.50的为高抗；SDI＝1.51～3.00的为抗病；SDI＝3.01～4.50的为中抗；SDI＝4.51～6.00的感病；SDI＝6.01～7.50的中感；SDI＝7.51～9.00的高感。参见：王玲,黄雯雯,刘连盟,傅强,黄世文.对中国南方部分籼型杂交水稻纹枯病抗性的评价.《作物学报》2011.

2、水稻对稻飞虱的抗性分级标准：

于水稻的成熟期观察，根据虫的受害程度，未受害0级为免疫类型；受害轻、1级为高抗；第1-2叶端为橙黄色，植株抗虫，3级为抗；出现矮，一半以上叶呈橙黄色，5级为中抗；植株矮化，1/2至1/3以上植株枯死为感；植株全部枯死，9级为高感。参见：野生稻对褐稻虱和白背飞虱的抗性鉴定.昆虫知识，1992第1期。

3、水稻的外观品质：稻米外观品质包括垩白米率与垩白大小，米粒形状(长/宽比例)与透明度等指标。查看收获的水稻的外观品质，发现混栽品种稻米的外观透明均一，基本无垩白，粒形为长粒形，长宽及其比例基本一致，无明显的不同稻米混合特征。

表1 广占63-4S与目标恢复系扬稻6号及其突变体配制杂交水稻组合的产量、品质和抗病性比较

如表1，经大田产量联合品比试验，表明具有生物多样性的混栽杂交水稻新组合广占63-4S/扬稻6号(浙密稻1号、浙稻1号、浙抗稻1号、浙多穗稻)，在大田种植时植株高矮和成熟时间略有分离，但变异范围不会明显影响产量和收获时间，其群体产量水平与目标杂交水稻组合及其单独突变体配制组合的产量要高，抗病(纹枯病)虫(稻飞虱)性更优，在高产栽培条件下每亩产量可达720公斤左右。

实施例2以目标杂交水稻组合杨II优7954(II-32A/浙恢7954)为基础的杂交水稻制种技术

本实施例选择目标杂交水稻组合杨II优7954(II-32A/浙恢7954)。

制种材料为：

三系不育系A“II-32A”，由中国水稻研究所选育，系公益性知识产权的杂交水稻不育系。

恢复系R“浙恢7954”，由浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所选育，可购于浙江农科种业科技有限公司。

品质突变体MR01“浙辐111”，由浙江大学诱变“浙恢7954”选育，可购置申请单位浙江大学。

长粒突变体MR02“浙恢7954-LG2”，浙江大学采用Co-60γ射线"浙恢7954"干种子诱变选育，详见文章：徐林峰,张伟,毛光峰,童杰鹏,沈圣泉.水稻长粒突变体“浙恢7954-LG2”的特性及其应用价值.作物研究，2013年01期，可购置申请单位浙江大学。

大粒型突变体MR03“浙恢7954-BG3”，浙江大学采用Co-60γ射线"浙恢7954"干种子诱变选育，详见文章：孙出,童川,李梅,施聪,徐林峰,沈圣泉.大粒突变体浙恢7954-BG3的表型、遗传及配组特性.核农学报,2013年5期，可购置申请单位浙江大学。

迟熟突变体MR04“LR7954”，浙江大学采用Co-60γ射线"浙恢7954"干种子诱变选育，详见文章：夏岳章,沈圣泉.水稻迟熟突变体LR7954配组特性研究.现代农业科技，2013年03期，可购置申请单位浙江大学。

制种方法包括：

(1)目标恢复系“浙恢7954”及其突变体“浙恢7954-LG2”、“浙恢7954-BG3”、“浙辐111”、“LR7954”，分别与三系不育系“II-32A”单独杂交配制三系杂交水稻新组合，观察各个杂交新组合的结实率与杂种优势，验证确认目标恢复系“浙恢7954”及其突变体对“II-32A”具有优异的恢复性能。对应的三系杂交水稻新组合分别为：II-32A/浙恢7954、II-32A/浙恢7954-LG2、II-32A/“浙辐111”、II-32A/浙恢7954-BG3、II-32A/LR7954。

(2)取上述五种单独配制的杂交水稻新组合的种子，以1:1:1:1:1的种子量均匀混合，形成具有生物多样性混栽的抗病、高产三系杂交水稻新组合II-32A/浙恢7954(浙恢7954-LG2、浙恢7954-BG3、浙辐111、LR7954)，用于水稻生产。

在水稻生育期，对水稻的生长情况如生育期、株高、外观品质、抗稻瘟病特性进行调查。

1、水稻对稻瘟病的抗性分级标准：

根据穗瘟(以穗颈和主轴发病率为准)，凡是接种后未无病的，即0的为高抗类型；发病率低于5％，1级的为抗；发病率为5.1％～1.0％，3级为中抗；发病率为10.1％～25％，5级为中感；发病率为25.1％～50％，7级为感；发病率超过50％～100％，9级为高感。参见：中华人民共和国农业行业标准水稻抗稻瘟病鉴定技术规范NY/T。

2、水稻的外观品质：

稻米外观品质包括垩白米率与垩白大小，米粒形状(长/宽比例)与透明度等指标。查看收获的水稻的外观品质，发现混栽品种稻米的外观透明均一，基本无垩白，粒形为长粒形，长宽及其比例基本一致，无明显的不同稻米混合特征。

表2 II-32A与目标恢复系浙恢7954及其突变体配制的杂交水稻组合的生育期、株高、产量、品质和抗病性比较

经大田产量联合品比试验，表明具有生物多样性的混栽杂交水稻新组合在大田种植时植株高矮和成熟时间略有分离，但变异范围不会明显影响产量和收获时间，本发明制备的种子群体产量水平与目标杂交水稻组合及其单独突变体配制组合的产量要高，抗稻瘟病性更优，每亩产量可达710公斤左右。目标恢复系及其突变体配制的杂交水稻组合的株高、生育期、产量、外观品质和抗稻瘟病性比较具体比较见表2。

Claims (4)

1.一种杂交水稻制种方法，其特征在于，包括：

(1)选用配制杂交水稻组合的不育系、恢复系以及来源于所述恢复系的N个不同类型的突变体作为制种材料；其中，不同类型的突变体至少具有一个不同的优良农艺性状；

(2)将所述的恢复系及N个突变体分别与所述的不育系进行杂交，配置得到(N+1)个不同类型的杂交水稻组合的种子；

(3)将不同类型的杂交水稻组合的种子混合，制得杂交水稻种子；

其中，所述的不育系为“广占63-4S”，所述的恢复系为“扬稻6号”，所述不同类型的突变体为“浙密稻1号”、“浙稻1号”、“浙抗稻1号”和“浙多穗稻”；或者，所述的不育系为“II-32A”，所述的恢复系为“浙恢7954”，所述不同类型的突变体为“浙恢7954-LG2”、“浙恢7954-BG3”、“浙辐111”和“LR7954”。

2.如权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，所述的优良农艺性状包括抗病、抗虫、高壮杆、多分蘖、耐密植、长粒、大粒、高淀粉含量或迟熟。

3.如权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，所述突变体中，任意两个突变体的生育期相差0～10天。

4.如权利要求1所述的杂交水稻制种方法，其特征在于，步骤(3)中，不同类型的杂交水稻组合的种子等比例混合。