CN104488699B - 直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法 - Google Patents

直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法 Download PDF

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Guangxi Zhaohe Seed Industry Co., Ltd.
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Abstract

本发明公开了直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法，属于水稻不育系育种技术领域。本方法以直立穗水稻品种、长柱头水稻品种、长穗颈水稻品种为目标性状提供亲本，以生产上推广面积较大的优异两系不育系为轮回亲本，通过杂交复交及目标性状的筛选等技术方法，将这3种水稻有益的特殊性状基因回交导入到两系不育系轮回亲本中，育成农艺性状、不育期转化温度、不育性与两系不育系轮回亲本高度一致、同时又具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的特种两系不育系，用它配制两系杂交稻可提高杂交稻种子生产产量、降低成本和减少污染。

Description

直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法
技术领域
本发明具体涉及直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法，属于水稻部与系育种技术领域。
背景技术
20世纪60年代的矮秆育种，使我国水稻产量提高了30%，20世纪70年代培育成功的三系杂交水稻又比矮秆水稻产量提高20%。这是我国水稻科技革命的两次重大飞跃。20世纪90年代培育成功的两系法杂交水稻，使我国的水稻产量得到了进一步的提高。但目前生产上推广应用的两系杂交稻的不育系，包穗严重，在种子生产中需要喷施赤霉素来解决包穗问题，这不仅增加了种子生产的成本，还造成了环境污染，选育长穗颈两系不育系可达到遗传解除或缓解包穗，不用或少用赤霉素，从而使杂交稻的种子生产成本下降，种子质量提高并减少环境污染。直立穗类型的水稻穗型群体结构合理，冠层光照强度、温度、湿度等生态条件优越，有利于提高耐肥抗倒性，还有利于花粉传播，提高异交结实率。杂交水稻制种是利用父本的花粉散落到不育系颖花的柱头（雌蕊）上使之授精结实，不育系颖花柱头的长短大小直接影响到其接受花粉的难易程度，长柱头的不育系因柱头外露率高而有利于父本授粉，制种产量也比普通小柱头不育系高。将直立穗、长柱头和长穗颈这3种有利于异交受粉的性状同时聚合导入到两系不育系中，育成的两系不育系具有不包穗、异交结实率高、制种产量高等优点，还可降低劳动成本、减少环境污染，提高农民收入。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法，从而大大提高两系不育系的异交结实率和制种产量。本方法以优良两系不育系广占63S、Y58S和培矮64S为轮回亲本，以直立穗水稻品种259（张书标等.籼稻直立穗突变体的培育、鉴定及其突变性状的遗传分析.核农学报,2007,21(3):209-211）、长柱头水稻品种海B（陈玉新.杂交水稻长柱头不育系-海A的选育研究.海南大学学报自然科学版,1991,9(2):54-58）、长穗颈水稻品种龙特浦eB1为目标性状供体亲本，通过杂交回合方法将这3种目标性状基因聚合到轮回亲本中，经多代回交和筛选，育成农艺性状、不育期转化温度、不育性与两系不育系轮回亲本高度一致、具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的两系不育系，用它配制两系杂交稻可提高杂交稻制种产量、降低成本和减少环境污染。
为达到以上目的，本发明采用以下技术方案：
1）选直立穗水稻品种259（A）、长柱头水稻品种海B（B）、长穗颈水稻品种龙特浦eB1（C）为目标性状提供亲本，生产上推广面积较大的优异两系不育系为轮回亲本（R），作杂交A/B，得杂交F1代，以F1-AB表示；
2）种植杂交F1代，在开花期作杂交F1-AB/C，得复交F1，以F1-ABC表示；
3）种植F1-ABC，自交收种得F2-ABC，种植F2-ABC，群体大小为2000-2500株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种（F3-ABC）；
4）株系种植3）所得的同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的F3-ABC，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系2-3个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作杂交R/F3-ABC，得杂交F1代，以F1-ABCR表示；
5）种植4）所得F1-ABCR，成熟期混合收种得F2-ABCR，种植F2-ABCR，群体大小为1800-2000株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种（F3-ABCR）；
6）株系种植5）所得F3-ABCR，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系2-3个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作回交R/F3-ABCR，得回交F1代，以BC1F1表示；
7）种植回交BC1F1，自交得BC1F2，种植BC1F2，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株，并从中选择农艺性状与两系不育系轮回亲本R最相似的单株2株与轮回亲本R（作母本）继续回交，得BC2F1代；
8）重复以上7）步骤至回交BC3F1代，种植BC3F1，自交得BC3F2，抽穗开花期筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的株系并从中选择农艺性状与轮回亲本R最相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的的单株20株挂牌标记，成熟期分别收种（BC3F3）；
9）株系种植8）所选BC3F3，对其直立穗、长柱头、长穗颈、农艺性状、花粉育性、不育转化温度进行考察筛选，选择具有直立穗、长柱头和长穗颈性状，农艺性状与轮回亲本R相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的单株繁殖种子即育成直立穗长柱头长穗颈两系不育系。
以上所述的轮回亲本为优良两系不育系广占63S、Y58S和培矮64S。
步骤7）至步骤9）中，凡是需要杂交或收种的步骤，其材料种植的开花期均安排在两系不育系可育期温度条件下抽穗开花，凡是需要对材料的不育期花粉不育性进行鉴定的步骤均安排在两系不育系不育期温度条件下抽穗开花，对材料的不育转化温度进行鉴定的步骤安排在人工气候箱中进行。
本发明的有益效果：
本发明的效果在于把控制直立穗、长柱头和长穗颈性状的基因通过杂交及回交育种方法导入到两系不育系中，育成具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的两系不育系，该不育系不包颈、柱头外露率高、异交结实率高，用它配制两系杂交稻可提高杂交稻的制种产量、降低生产成本和减少环境污染。制种田每亩可增加产量10-15%，降低喷施赤霉素成本80-100元，增加经济效益200-300元。
具体实施方式：
实施例1：
1）选直立穗水稻品种259（A）、长柱头水稻品种海B（B）、长穗颈水稻品种龙特浦eB1（C）为目标性状提供亲本，生产上推广面积较大的优异两系不育系广占63S为轮回亲本（R），作杂交A/B，得杂交F1代，以F1-AB表示；
2）种植杂交F1代，在开花期作杂交F1-AB/C，得复交F1，以F1-ABC表示；
3）种植F1-ABC，自交收种得F2-ABC，种植F2-ABC，群体大小为2000株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种（F3-ABC）；
4）株系种植3）所得的同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的F3-ABC，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系3个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作杂交R/F3-ABC，得杂交F1代，以F1-ABCR表示；
5）种植4）所得F1-ABCR，成熟期混合收种得F2-ABCR，种植F2-ABCR，群体大小为1800株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种（F3-ABCR）；
6）株系种植5）所得F3-ABCR，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系3个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作回交R/F3-ABCR，得回交F1代，以BC1F1表示；
7）种植回交BC1F1，自交得BC1F2，种植BC1F2，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株，并从中选择农艺性状与两系不育系轮回亲本R最相似的单株2株与轮回亲本R（作母本）继续回交，得BC2F1代；
8）重复以上7）步骤至回交BC3F1代，种植BC3F1，自交得BC3F2，抽穗开花期筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的株系并从中选择农艺性状与轮回亲本R最相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的的单株20株挂牌标记，成熟期分别收种（BC3F3）；
9）株系种植8）所选BC3F3，对其直立穗、长柱头、长穗颈、农艺性状、花粉育性、不育转化温度进行考察筛选，选择具有直立穗、长柱头和长穗颈性状，农艺性状与轮回亲本R相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的单株繁殖种子即育成直立穗长柱头长穗颈两系不育系“ZC广占63eS”。
步骤7）至步骤9）中，凡是需要杂交或收种的步骤，其材料种植的开花期均安排在两系不育系可育期温度条件下抽穗开花，凡是需要对材料的不育期花粉不育性进行鉴定的步骤均安排在两系不育系不育期温度条件下抽穗开花，对材料的不育转化温度进行鉴定的步骤安排在人工气候箱中进行。
“ZC广占63eS”不包颈、柱头外露率高、异交结实率高，制种田每亩可增加产量10%，降低喷施赤霉素成本80元，增加经济效益200元。
实施例2：
1）选直立穗水稻品种259（A）、长柱头水稻品种海B（B）、长穗颈水稻品种龙特浦eB1（C）为目标性状提供亲本，生产上推广面积较大的优异两系不育系Y58S为轮回亲本（R），作杂交A/B，得杂交F1代，以F1-AB表示；
2）种植杂交F1代，在开花期作杂交F1-AB/C，得复交F1，以F1-ABC表示；
3）种植F1-ABC，自交收种得F2-ABC，种植F2-ABC，群体大小为2300株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种（F3-ABC）；
4）株系种植3）所得的同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的F3-ABC，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系2个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作杂交R/F3-ABC，得杂交F1代，以F1-ABCR表示；
5）种植4）所得F1-ABCR，成熟期混合收种得F2-ABCR，种植F2-ABCR，群体大小为1900株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种（F3-ABCR）；
6）株系种植5）所得F3-ABCR，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系2个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作回交R/F3-ABCR，得回交F1代，以BC1F1表示；
7）种植回交BC1F1，自交得BC1F2，种植BC1F2，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株，并从中选择农艺性状与两系不育系轮回亲本R最相似的单株2株与轮回亲本R（作母本）继续回交，得BC2F1代；
8）重复以上7）步骤至回交BC3F1代，种植BC3F1，自交得BC3F2，抽穗开花期筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的株系并从中选择农艺性状与轮回亲本R最相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的的单株20株挂牌标记，成熟期分别收种（BC3F3）；
9）株系种植8）所选BC3F3，对其直立穗、长柱头、长穗颈、农艺性状、花粉育性、不育转化温度进行考察筛选，选择具有直立穗、长柱头和长穗颈性状，农艺性状与轮回亲本R相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的单株繁殖种子即育成直立穗长柱头长穗颈两系不育系“ZCY58eS”。
步骤7）至步骤9）中，凡是需要杂交或收种的步骤，其材料种植的开花期均安排在两系不育系可育期温度条件下抽穗开花，凡是需要对材料的不育期花粉不育性进行鉴定的步骤均安排在两系不育系不育期温度条件下抽穗开花，对材料的不育转化温度进行鉴定的步骤安排在人工气候箱中进行。
“ZCY58eS”不包颈、柱头外露率高、异交结实率高，制种田每亩可增加产量13%，降低喷施赤霉素成本90元，增加经济效益260元。
实施例3：
1）选直立穗水稻品种259（A）、长柱头水稻品种海B（B）、长穗颈水稻品种龙特浦eB1（C）为目标性状提供亲本，生产上推广面积较大的优异两系不育系培矮64S为轮回亲本（R），作杂交A/B，得杂交F1代，以F1-AB表示；
2）种植杂交F1代，在开花期作杂交F1-AB/C，得复交F1，以F1-ABC表示；
3）种植F1-ABC，自交收种得F2-ABC，种植F2-ABC，群体大小为2500株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种（F3-ABC）；
4）株系种植3）所得的同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的F3-ABC，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系3个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作杂交R/F3-ABC，得杂交F1代，以F1-ABCR表示；
5）种植4）所得F1-ABCR，成熟期混合收种得F2-ABCR，种植F2-ABCR，群体大小为2000株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种（F3-ABCR）；
6）株系种植5）所得F3-ABCR，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系3个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作回交R/F3-ABCR，得回交F1代，以BC1F1表示；
7）种植回交BC1F1，自交得BC1F2，种植BC1F2，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株，并从中选择农艺性状与两系不育系轮回亲本R最相似的单株2株与轮回亲本R（作母本）继续回交，得BC2F1代；
8）重复以上7）步骤至回交BC3F1代，种植BC3F1，自交得BC3F2，抽穗开花期筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的株系并从中选择农艺性状与轮回亲本R最相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的的单株20株挂牌标记，成熟期分别收种（BC3F3）；
9）株系种植8）所选BC3F3，对其直立穗、长柱头、长穗颈、农艺性状、花粉育性、不育转化温度进行考察筛选，选择具有直立穗、长柱头和长穗颈性状，农艺性状与轮回亲本R相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的单株繁殖种子即育成直立穗长柱头长穗颈两系不育系“ZC培矮64eS”。
步骤7）至步骤9）中，凡是需要杂交或收种的步骤，其材料种植的开花期均安排在两系不育系可育期温度条件下抽穗开花，凡是需要对材料的不育期花粉不育性进行鉴定的步骤均安排在两系不育系不育期温度条件下抽穗开花，对材料的不育转化温度进行鉴定的步骤安排在人工气候箱中进行。
“ZC培矮64eS”不包颈、柱头外露率高、异交结实率高，制种田每亩可增加产量15%，降低喷施赤霉素成本100元，增加经济效益300元。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法，其特征在于：所述选育方法包括以下步骤：
1）选直立穗水稻品种259（A）、长柱头水稻品种海B（B）、长穗颈水稻品种龙特浦eB1（C）为目标性状提供亲本，生产上推广面积较大的优异两系不育系为轮回亲本（R），作杂交A/B，得杂交F1代，以F1-AB表示；
2）种植杂交F1代，在开花期作杂交F1-AB/C，得复交F1，以F1-ABC表示；
3）种植F1-ABC，自交收种得F2-ABC，种植F2-ABC，群体大小为2000-2500株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种得F3-ABC；
4）株系种植3）所得的同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的F3-ABC，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系2-3个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作杂交R/F3-ABC，得杂交F1代，以F1-ABCR表示；
5）种植4）所得F1-ABCR，成熟期混合收种得F2-ABCR，种植F2-ABCR，群体大小为1800-2000株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株挂牌标记，成熟期分别单株收种得F3-ABCR；
6）株系种植5）所得F3-ABCR，每个株系种植30株，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状且性状无分离的株系2-3个，从中选择农艺性状优异的单株3株，作回交R/F3-ABCR，得回交F1代，以BC1F1表示；
7）种植回交BC1F1，自交得BC1F2，种植BC1F2，抽穗开花期进行直立穗、长柱头和长穗颈性状鉴定，筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的植株，并从中选择农艺性状与两系不育系轮回亲本R最相似的单株2株与轮回亲本R作母本继续回交，得BC2F1代；
8）重复以上7）步骤至回交BC3F1代，种植BC3F1，自交得BC3F2，抽穗开花期筛选同时具有直立穗、长柱头和长穗颈性状的株系并从中选择农艺性状与轮回亲本R最相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的单株20株挂牌标记，成熟期分别收种得BC3F3；
9）株系种植8）所选BC3F3，对其直立穗、长柱头、长穗颈、农艺性状、花粉育性、不育转化温度进行考察筛选，选择具有直立穗、长柱头和长穗颈性状，农艺性状与轮回亲本R相似、不育期花粉不育彻底且不育转化温度与轮回亲本R相近的单株繁殖种子即育成直立穗长柱头长穗颈两系不育系。
2.根据权利要求1所述的直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法，其特征在于：以优良两系不育系广占63S、Y58S或培矮64S为轮回亲本。
3.根据权利要求1所述的直立穗长柱头长穗颈两系不育系的选育方法，其特征在于：步骤7）至步骤9）中，凡是需要杂交或收种的步骤，其材料种植的开花期均安排在两系不育系可育期温度条件下抽穗开花，凡是需要对材料的不育期花粉不育性进行鉴定的步骤均安排在两系不育系不育期温度条件下抽穗开花，对材料的不育转化温度进行鉴定的步骤安排在人工气候箱中进行。
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