CN104396647A - 水稻光温敏不育系核心种子生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水稻光温敏不育系核心种子生产方法，包括以下步骤：1)自动控温冷水池筛选3个核心单株，其中1个分蔸扩繁，2个备用；2)分蔸扩繁的核心单株连续分蔸扩繁，3)核心单株分蔸群体自然低温或冷水串灌生产核心种子，4)交替保存一定数量的核心单株分蔸群体，用于下一轮核心种子生产。该生产方法生产的核心种子均来源于一个单株，且每次生产的核心种子均为同一世代，因而其群体的遗传稳定性和育性稳定性也是一致的，不容易发生遗传漂变。

Description

水稻光温敏不育系核心种子生产方法

技术领域

本发明涉及一种水稻光温敏不育系核心种子生产方法。

背景技术

袁隆平院士曾于1994年提出“导致雄性不育的起点温度必须相对地低是选育实用的水稻光、温敏不育系的最重要技术指标”。这一论点被后来的育种和生产实践证明是正确的。水稻光温敏核不育系在繁殖过程中,不育系群体中存在不同育性转换起点温度的个体,育性转换起点温度高的个体育性恢复所需温光条件更容易满足,致使这一部分个体的繁殖系数较高,连续多年自交繁殖后,高繁殖系数的个体在群体中的比重逐代增加而导致整个不育系育性转换起点温度升高,发生育性转换起点温度漂变，这样达标的不育系就会降级为不合格的不育系。

水稻光温敏核不育系育性转换起点温度漂变起因于对光温生态因子敏感的微效基因不纯,如果经过连续多代单株选择进行遗传纯化,则起点温度不再发生漂变是完全可行的。事实上，生产中所用光温敏核不育系尽管世代很高,但起点温度始终未能纯合,如湖北光敏核雄性不育水稻经长期单株选择繁殖20代以上,其群体的不育性仍在分离；2001年通过技术鉴定的推广面积较大的广占63S，经过近10年的繁殖,在生产上应用和育种家之间交流的典型农艺性状相同而育性转换起点温度不同的株系就达7个,而且这些株系育性转换起点温度仍在分离。这些实例说明控制光温敏核不育系不发生漂变的难度很大。

水稻光温敏不育系核心种子生产，一般筛选100个以上单株，然后割蔸冷水串灌繁殖，混收核心种子。核心种子繁殖2代生产制种用种，因而，两系杂交水稻制种用的不育系实际是原种1代的混系种子，其个体间的遗传稳定性和育性稳定性并不一致。

发明内容

为解决了上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种新的水稻光温敏不育系核心种子生产方法，即筛选并连续分蔸扩繁1个具有该不育系典型特征、且育性达到目标要求的核心单株，从而规模生产核心种子。核心种子繁殖1代即可用于制种。由于该方法生产的核心种子及制种用种均来源于一个单株，因而其群体的遗传稳定性和育性稳定性也是一致的，不容易发生遗传漂变。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种水稻光温敏不育系核心种子生产方法，包括以下步骤：

1)单株选择

在高纯度、生长整齐一致的不育系繁殖田中，根据不育系的株型、穗型、粒型、生育期、稃尖色、芒的有无等，选取具有本不育系典型性状单株20个。每个收结实率中等偏上的单穗1个，每穗结实60粒以上，供筛选核心单株。

2)株(穗)系种植

20个单穗每个种植40株，双行，株(穗系)间留走道。

3)核心单株筛选

不育系主穗剑叶全展时，选生长势强、生长整齐一致的株系5-10个，每个株系选3-4株进入自动控温冷水池进行低温处理。冷水池水温设置比不育系不育起点温度低0.3℃，处理时间6-7天；处理结束后第二天，标记剑叶叶枕抽出0-4cm单穗2-3个；标记穗抽穗后隔天镜检，连续镜检3次，按照花粉育性从无花粉型到少典败型再到典败型顺序选择单株，同时结合该株系抽穗后的田间整齐度、分蘖力等，选择田间表现整齐、分蘖力强以及镜检均完全不育的株系2-3个，再在当选株系中选择育性最好的单株2-3个作为核心单株。其中，1个分蔸扩繁，其余备用。

4)将扩繁的核心单株移栽至大田，然后施肥促低位分蘖，将前期抽出的高位分蘖尽早除掉，保留田间低位分蘖，当上述扩繁核心单株有20个以上低位分蘖时，进行分蔸。分蔸后，剪除地上节，单行起垄栽培，保持沟内有水，水不上垄面，施肥促蘖。该步骤可以重复进行直至达到所需核心种子繁殖的禾蔸群体；

5)将步骤4)的禾蔸群体进行冷水串灌繁殖或自然低温繁殖，成熟时分期分批收获核心种子。

进一步，所述步骤1)中平均水温设置23℃，将控温仪旋扭旋转至23℃处，当水池水温上升到23.5℃时，抽水机工作供应冷水，当水温下降到22.5℃时，抽水机停止供水，如此循环往复完成不育系核心株筛选。

进一步，步骤4)分蔸方法为手握禾蔸地上部20-30㎝处，将禾蔸一分为二，二分为四，直至不能再分。

进一步，所述冷水串灌繁殖方法包括以下步骤：当每个禾蔸有10个以上分蘖时，串灌冷水，水温平均20-21℃，水深10-20cm，前期浅灌，后期深灌，并设置好溢水口，连续串灌15-20天。

本发明有益效果：

本发明通过自动控温冷水池筛选出1个核心单株，通过连续分蔸得到所需群体，再进行冷水串灌繁殖或自然低温繁殖得到核心种子，核心种子繁殖1代用于制种。由于核心单株禾蔸每年本地-海南交替保存、分蔸扩繁生产核心种子，该核心种子年度间的世代是一致的，因而其群体的遗传稳定性和育性稳定性也是一致的，不容易发生遗传漂变。

具体实施方式

实施例1

1)以本发明人选育的33S为例，在高纯度的繁殖田选取20个典型单株，每个株(穗)系种植40株。当不育系主穗剑叶全展时，选生长势强、生长整齐的株系5-10个，每个株系选4株进入自动控温冷水池进行低温处理，处理温度22.7℃，处理时间7天，以确保核心种子繁殖1代用于制种的不育系，在连续4天23℃的低温条件下仍完全不育。

其中，自动控温冷水池由深度10m左右水井、抽水机、喷水管、自动控温仪、水温探头、水池等组成。其中10m左右地下水水温19℃左右，水池2m×6m左右，深40㎝左右。水池20㎝左右四壁固定“目”字型喷水管，喷水管间隔30cm打孔，四壁水管单向向池中水平喷水，中间水管双向水平喷水，以保证水池均匀供水。自动控温仪连接水温探头置于水下20㎝左右处，控温幅度正负0.5℃，平均水温设置22.7℃。当水池水温上升到23.2℃时，抽水机工作，供应冷水，当水温下降到22.2℃时，抽水机停止供水。如此循环往复完成水稻光温敏不育系核心单株筛选。

2)处理结束后第二天，每蔸标记剑叶叶枕抽出0-4cm单穗2-3个；

3)标记的敏感穗抽穗后隔天镜检，连续镜检3次，按照花粉育性从无花粉型到少典败型再到典败型顺序选择单株。结合株系抽穗后的田间整齐度、分蘖力等，选田间表现整齐、分蘖力强以及镜检均完全不育的株系2-3个，2-3个株系中选育性最好的单株3个作为核心单株，其中1个分蔸扩繁，2个备用；

4)将分蔸扩繁的核心单株移栽至大田，然后施肥促位分蘖，将前期抽出的高位分蘖尽早除掉，保留田间低位分蘖，当上述核心单株有20个以上低位分蘖时，进行分蔸。方法是手握禾蔸地上部20-30㎝处，将禾蔸一分为二，二分为四，直至不能再分。分蔸后，剪除地上节，单行起垄栽培，保持沟内有水，水不上垄面，施肥促蘖。该步骤可以重复进行，直至达到所需核心种子繁殖的禾蔸群体；

5)将步骤4)的禾蔸群体在湖南繁殖，育性敏感期安排在8月中、下旬冷水串灌繁殖，其方法如下：

基地选择：选地下水丰富，隔离条件好，土壤肥力中上，用电方便的水稻田，面积1000-2000平方米；

供水系统：繁殖田10m内打20-30m深的机井，水温17℃左右，冷水用塑料水管引入繁殖田，水管出水口扎实，中间每50cm打1个喷水孔；

栽培管理：7月下旬至8月初进行繁殖分蔸。繁殖田亩用氮氨、磷肥各50公斤作基肥均施翻耕，耙平，做到田间薄水不见泥。移栽密度20×26㎝，移栽后第2天亩用尿素20公斤作追肥，及时除去有苞穗，促进禾蔸营养生长，多发分蘖。水分以湿润管理为主。

冷水串灌：8月20日左右，当每个禾蔸有10个以上分蘖时，串灌冷水，水深10-20cm，前期浅灌，后期深灌，并设置好溢水口。冷水灌溉平均水温以20-21℃为宜，连续串灌15-20天。

收种：由于禾蔸分蘖发生的不整齐性，核心种子分批成熟，一般每7天左右收种1次。

实施例2

与实施例1不同之处在于步骤5)，实施例2采用自然低温处理，具体方法如下：

海南三亚一般1月上旬至2月中旬低温频繁，水稻光温敏不育系繁殖一般把育性敏感期安排在此期间。带到三亚的不育系禾蔸11月上旬第1次分蔸，12月20日左右第2次分蔸繁殖，成熟时分期分批收种。

实施例3

1)在不育系高纯度繁殖田中，选取33S典型单株20个，每个株(穗)系种植40株。当不育系单株主穗剑叶全展时，选生长势强、生长整齐的株系5-10个，每个株系选4株进入自动控温冷水池进行低温筛选处理，冷水池水温比不育系不育起点温度低0.3℃，处理时间6-7天；

其中，自动控温冷水池由深度10m左右水井、抽水机、喷水管、自动控温仪、水温探头、水池等组成。其中10m左右地下水水温19℃左右，水池2m×6m左右，深40㎝左右，水池20㎝左右四壁固定“目”字型喷水管，喷水管间隔30㎝打孔，四壁水管单向向池中水平喷水，中间水管双向水平喷水，以保证水池均匀供水。自动控温仪水温探头置于水下20㎝左右处，控温幅度正负0.5℃，平均水温设置23℃，当水池水温上升到23.5℃时，抽水机工作，供应19℃左右冷水，当水温下降到22.5℃时，抽水机停止供水。如此循环往复完成水稻光温敏不育系核心单株筛选。

2)处理结束后第二天，每蔸标记剑叶叶枕抽出0-4cm单穗2-3个；

3)标记的敏感穗抽穗后隔天镜检，连续镜检3次，按照花粉育性从无花粉型到少典败型再到典败型顺序选择单株。结合株系抽穗后的田间整齐度、分蘖力等，选田间表现整齐、分蘖力强以及镜检均完全不育的株系1-2个作为供选株系，再在供选株系中选育性最好的单株3个，1个分蔸扩繁，2个备用；

4)将分蔸扩繁的核心单株移栽至大田，然后施肥促低位分蘖，将前期抽出的高位分蘖尽早除掉，保留田间低位分蘖。当上述核心单株有20个以上低位分蘖时，进行分蔸，方法是手握禾蔸地上部20-30㎝处，将禾蔸一分为二，二分为四，直至不能再分，分蔸后，剪除地上节，单行起垄栽培，保持沟内有水，水不上垄面，施肥促蘖。该步骤可以重复进行直至达到所需核心种子繁殖的禾蔸群体；

5)将步骤4)的禾蔸群体在长沙繁殖，育性敏感期安排在8月中、下旬冷水串灌繁殖，其方法如下：

基地选择：选地下水丰富，隔离条件好，土壤肥力中上，用电方便的水稻田，面积1000-2000平方米；

供水系统：繁殖田10m内打20-30m深的机井，水温17℃左右，冷水用塑料水管引入繁殖田，水管出水口扎实，中间每50cm打1个喷水孔；

栽培管理：7月下旬至8月初进行繁殖分蔸。繁殖田亩用氮氨、磷肥各50公斤作基肥均施翻耕，耙平，做到田间薄水不见泥。移栽密度20×26㎝，移栽后第2天亩用尿素20公斤作追肥，及时除去有苞穗，促进禾蔸营养生长，多发分蘖。水分以湿润管理为主。

冷水串灌：8月20日左右，当每个禾蔸有10个以上分蘖时，串灌冷水，水深10-20cm，前期浅灌，后期深灌，并设置好溢水口。冷水灌溉平均水温以20-21℃为宜，连续串灌15-20天。

收种：由于禾蔸分蘖发生的不整齐性，核心种子分批成熟，一般每7天左右收种1次。

实施例4

1)在不育系高纯度繁殖田中，选20个33S典型单株，每个株(穗)系种植40株。当供筛选的不育系主穗剑叶全展时，选生长势强、生长整齐的5-10个株系，每个株系选4蔸进入自动控温冷水池进行低温筛选处理，冷水池水温比不育系不育起点温度低0.3℃，处理时间6-7天；

其中，自动控温冷水池由深度10m左右水井、抽水机、喷水管、自动控温仪、水温探头、水池等组成。其中10m左右地下水水温19℃左右，水池2m×6m左右，深40㎝左右，水池20㎝左右四壁固定“目”字型喷水管，喷水管间隔30㎝打孔，四壁水管单向向池中水平喷水，中间水管双向水平喷水，以保证水池均匀供水。自动控温仪连接水温探头置于水下20㎝左右处，控温幅度正负0.5℃，平均水温设置23℃，当水池水温上升到23.5℃时，抽水机工作，供应19℃左右冷水，当水温下降到22.5℃时，抽水机停止供水。如此循环往复完成水稻光温敏不育系核心单株筛选。

2)处理结束后第二天，每蔸标记剑叶叶枕抽出0-4cm单穗2-3个；；

3)标记的敏感穗抽穗后隔天镜检，连续镜检3次，按照花粉育性从无花粉型到少典败型再到典败型顺序选择单株系系。结合该株系抽穗后的田间整齐度、分蘖力等，选田间表现整齐、分蘖力强以及镜检均完全不育的株系2-3个，2-3个株系中选育性最好的单株3个作为核心单株，其中1个分蔸扩繁，2个备用；

4)将分蔸扩繁的核心单株移栽至大田，然后施肥促低位分蘖，将前期抽出的高位分蘖尽早除掉，保留田间低位分蘖。当上述核心单株有20个以上低位分蘖时，进行分蔸，方法是手握禾蔸地上部20-30㎝处，将禾蔸一分为二，二分为四，直至不能再分。分蔸后，剪除地上节，单行起垄栽培，保持沟内有水，水不上垄面，施肥促蘖。该步骤可以重复进行直至达到所需核心种子繁殖的禾蔸群体；

5)将步骤4)的禾蔸群体在长沙繁殖，育性敏感期安排在8月中、下旬冷水串灌繁殖，其方法如下：

基地选择：选地下水丰富，隔离条件好，土壤肥力中上，用电方便的水稻田，面积1000-2000平方米；

供水系统：繁殖田10m内打20-30m深的机井，水温17℃左右，冷水用塑料水管引入繁殖田，水管出水口扎实，中间每50cm打1个喷水孔；

栽培管理：7月下旬至8月初进行繁殖分蔸。繁殖田亩用氮氨、磷肥各50公斤作基肥均施翻耕，耙平，做到田间薄水不见泥。移栽密度20×26㎝，移栽后第2天亩用尿素20公斤作追肥，及时除去有苞穗，促进禾蔸营养生长，多发分蘖。水分以湿润管理为主。

冷水串灌：8月20日左右，当每个禾蔸有10个以上分蘖时，串灌冷水，水深10-20cm，前期浅灌，后期深灌，并设置好溢水口。冷水灌溉平均水温以20-21℃为宜，连续串灌15-20天。

收种：由于禾蔸分蘖发生的不整齐性，核心种子分批成熟，一般每7天左右收种1次。

实施例5

1)核心单株筛选：2013年3月三亚收套袋繁殖的33S典型单株20个。2013年长沙3月底播种，种植成20个株系，每个株系40株，双行，20×20㎝，株系间留走道40㎝。33S主穗剑叶全展时，选8个生长整齐的株系，每株系选4个单株进入22.7℃的冷水池处理7天。处理结束第2天，每蔸标记剑叶叶枕抽出0-4㎝的单穗2-3个。标记穗抽穗时隔天镜检，连检3次。选田间表现整齐一致且4株镜检完全不育的株系2个，从当选株系中选3个仅有典败花粉的单株作为核心单株，其中1个单株扩繁，2个备用。

2)分蔸扩繁：分蔸扩繁的核心单株经8月1日、9月10日2次分蔸扩繁达400蔸左右群体。10月20日400蔸核心单株整理后带三亚分蔸种植，12月初最后1次分蔸定植，虽然受11月10台风影响，仍有10000株左右群体。

3)核心种子生产：由于敏感期低温时间短，核心种子产量56公斤，在云南保山繁殖生产用种45亩，总产2万公斤左右。

4)核心单株保存与扩繁：三亚收种后的核心单株，可根据需要带回长沙分蔸，冷水串灌生产核心种子。

Claims (4)

1.一种水稻光温敏不育系核心种子生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在高纯度不育系繁殖田中，选取典型单株20个，种植成双行共40株的株系。当供筛选的不育系单株主穗剑叶全展时，选生长势强、生长整齐的株系5-10个，每个选4蔸进入自动控温冷水池进行低温筛选处理。冷水池水温设置比不育系不育起点温度低0.3℃，处理时间6-7天；处理结束后第二天，每蔸标记剑叶叶枕抽出0-4cm单穗2-3个；标记的敏感穗抽穗后隔天镜检，连续镜检3次，按照花粉育性从无花粉型到少典败型再到典败型顺序选择单株，同时结合该株系抽穗后的田间整齐度、分蘖力等，选田间表现整齐、分蘖力强以及镜检均完全不育的株系2-3个作为供选株系，再在供选株系中选择育性最好的单株3个，其中1个分蔸扩繁，2个备用；

2)将分蔸扩繁的核心单株移栽至大田，然后施肥促低位分蘖，将前期抽出的高位分蘖尽早除掉，保留田间低位分蘖。当上述扩繁的核心单株有20个以上低位分蘖时，进行分蔸。分蔸后，剪除地上节，单行起垄栽培，保持沟内有水，水不上垄面，施肥促蘖。该步骤可以重复进行，直至达到所需核心种子繁殖的禾蔸群体；

3)将步骤2)的禾蔸群体进行冷水串灌繁殖或自然低温繁殖，成熟时分期分批收获核心种子。

2.根据权利要求1所述的水稻光温敏不育系核心种子生产方法，其特征在于，所述步骤1)中平均水温设置23℃，当水池水温上升到23.5℃时，抽水机工作供应冷水，当水温下降到22.5℃时，抽水机停止供水。如此循环往复完成不育系核心单株筛选。

3.根据权利要求1所述的水稻光温敏不育系核心种子生产方法，其特征在于，步骤2)分蔸方法为：手握禾蔸地上部20-30㎝处，将禾蔸一分为二，二分为四，直至不能再分。

4.根据权利要求1所述的水稻光温敏不育系核心种子生产方法，其特征在于，所述冷水串灌繁殖方法包括以下步骤：

当每个禾蔸有10个以上分蘖时，串灌冷水，平均水温20-21℃，水深10-20cm，前期浅灌，后期深灌，并设置好溢水口，连续串灌15-20天。