CN104737898A - 一种水稻长粒粳型亲籼两系不育系种质的快速创制方法 - Google Patents
一种水稻长粒粳型亲籼两系不育系种质的快速创制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种水稻长粒粳型亲籼两系不育系种质的快速创制方法，属于作物遗传育种技术领域。该方法涉及到长粒粳型亲籼的水稻种质创制，并以两系不育系为不育基因供体，通过花药培养与自然条件和人工气候箱育性鉴定等技术相结合，育成植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、育性稳定，综合性状优良的水稻两系不育系。利用上述不育系进行大量组配杂交稻新组合，可望筛选出强优势籼粳交杂种一代，为有效利用水稻籼粳交杂种优势奠定基础。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种水稻长粒粳型亲籼两系不育系种质的快速创制方法，属于作物遗传育种技术领域。
背景技术
水稻籼粳亚种间杂种一代蕴藏着巨大的杂种优势。长期以来，水稻育种工作者致力于籼粳亚种间杂种优势提高水稻产量的研究。但育种实践中，选育强优势籼粳交杂交稻并在生产大面积应用难度大，主要表现为杂种结实率低、植株过高、生育期过长和籽粒充实度差等四大难题。为此，水稻育种家先后提出了部分利用籼粳交杂种优势、应用广亲和基因及光敏核不育基因、籼粳搭桥及粳型亲籼系的选育等设想，通过三系、两系法等育种途径利用籼粳交杂种优势，并已取得了明显进展，先后选育系列强优势籼粳杂交组合在生产推广应用。但是目前生产上的粳型不育系往往因花时迟，柱头外露率低、制种成本高等因素，限制了籼粳杂交稻在生产的应用潜力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水稻长粒粳型亲籼两系不育系种质的快速创制方法，利用上述不育系进行大量组配强优势杂交稻新组合，可望筛选出强优势籼粳交杂种一代，为有效利用籼粳交杂种优势奠定基础。
本发明的方法包括以下步骤：
（1）采用长粒型籼稻品种与含有广亲和基因的粳稻品种杂交，获得杂种一代，种植杂种一代；当水稻生长发育至孕穗期时，将幼穗取回后，采用M8诱导培养基和Ms分化培养基进行花药培养，获得花药培养植株H0；
（2）种植H0植株，从中选择籽粒为长粒籼型，花时早，植株形态为粳型的自然加倍的二倍体正常植株H1；
（3）采用上述正常植株H1植株为父本，用籼型三系不育系进行测交，种植测交F1和相应的H2世代，考察测交F1的结实率在85%以上的品系，选择父本熟期转色好，结实正常的长粒粳型亲籼株系H2单株；
（4）以低温敏两系不育系为母本，以步骤（3）入选的长粒粳型亲籼株系为父本杂交，获得杂种F1代；种植杂种F1代，F1代抽穗时，再次与相应的父本回交，获得BC1代；
（5）种植相应的BC1代，混收BC1F1代种子；种植BC1F1群体2000株以上，从中选择育性为雄性不育，株型粳型，籽粒长型，柱头外露率高，花时早、综合性状优良的两系不育单株，割蔸再生，秋季短日照低温时，混合收获不育株系的自交种子BC1F2；
（6）播种并种植自交种子BC1F2，当生长至孕穗期时，选择植株形态粳型、且籽粒为长粒籼型的单株，混合取样，将幼穗取回后，采用如步骤（1）所述进行花药培养，如步骤（2）所述种植、选择，获得自然加倍的二倍体正常植株SH0代；
（7）种植SH0代植株，从中筛选出不育系稳定、植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、综合性状优良的水稻两系不育株系，割蔸再生，秋季收获SH1代种子；
(8)对步骤（7）入选的水稻两系不育株系的不育性及可繁性进行鉴定，并以低温敏两系不育系为对照，选育育性明显优于对照，临界温度低的低温敏粳型亲籼不育株系；
（9）种植步骤（8）选育的低温敏粳型亲籼不育株系，并以此为母本，以籼型恢复系为父本，配制系列杂种一代；种植杂种一代，考察其结实率及杂种优势，选择并鉴定出结实率在85%以上，且杂种优势强的两系籼粳杂交组合；其相应的不育系即为最终获得植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、育性稳定，综合性状优良的水稻长粒粳型亲籼两系不育系。
所述含有广亲和基因的粳稻品种为秀水13，长粒型籼稻品种为籼型保持系金23B；低温敏两系不育系为金山s－2。
以低温敏两系不育系金山s-2（闽科鉴字[2004]第116号）为两系不育基因供体；含有广亲和基因S-5n粳型品种秀水13和生产大面积推广应用的籼稻保持系金23B为粳型亲籼型材料的创制亲本（水稻籼粳交亲籼型不育系的杂种优势利用、吴建梅，林荔辉、林培清等，福建农林大学学报2012，01）。通过籼粳杂交、回交；花药培养快速稳定、自然和人工相结合的育性鉴定方法，获得植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早的优质抗病、育性稳定，综合性状优良，配合力强的水稻两系不育系。
本发明的突出优点
本发明专利育成的长粒粳型亲籼两系不育系具有下列优点：(1)不育系育性稳定：采用花药培养方法以及高海拔和早季低温进行筛选，快速获得育性稳定的低温敏粳型亲籼两系不育系，解决制种安全性问题。（2）提高籼粳交杂种一代结实率。采用粳型亲籼材料，通过杂交与回交等途径，以期获得具有特色的粳型亲籼株系，即形态学为粳型，粒型与开花习性为籼型的不育系，上述不育系与籼型恢复系配组，杂种一代结实率达85%以上。（3）提高粳型亲籼不育系的制种产量。粳型不育系往往开花迟，异交特性差，制种产量低，效益差。本专利通过选育籽粒及开花习性偏籼、柱头外露率高的不育株系，确保与籼稻恢复系花时相遇，提高制种产量，克服应用障碍。（4）通过籼粳架桥亲和、粳中掺籼等方法，并通过籼粳交花药培养出愈率和绿苗率高，易快速稳定，缩短育种周期，育成性状与育性稳定的粳型低温敏两系不育系，充分利用籼粳交杂种优势。
具体实施方式
实施例1：
（1）采用长粒籼稻保持系金23B与含有广亲和基因的粳稻常规品种秀水13杂交，获得杂种一代。种植杂种一代；当水稻生长发育至孕穗期时，将幼穗取回后，采用M8诱导培养基和Ms分化培养基进行花药培养，获得花药培养植株H01023株左右；
（2）种植H0植株，从中选择籽粒长粒籼型，花时早（盛花为每天早上9点30分至10点30分左右），植株形态为粳型的自然加倍的二倍体正常植株H1210株；
（3）采用上述正常植株H1植株为父本，分别以II－32A和谷丰A为母本进行测交，获得相应的杂种一代；
(4) 成对种植H2代植株与相应的杂种一代，从中选择杂种一代结实率达85%以上，且父本转色好，结实正常的长粒粳型亲籼株系H2单株4个品系10CQ44、10CQ 65、10CQ 98、10CQ 101；
（5）以两系不育系金山s－2为母本，以上述入选的长粒粳型亲籼株系为父本10CQ44杂交，获得杂种一代；种植杂种一代，并在抽穗时，与上述相应的父本10CQ44回交，获得BC1代；
（6）种植BC1代，并混收BC1F1代种子；种植BC1F1群代2160株，从中选择雄性不育，株型粳型，籽粒长型，柱头外露率高，花时早，综合性状优良的两系不育单株，割兜再生，秋季短日照低温时，混合收获不育株系的自交种子BC1F2；
（7）将上述自交种子播种并种植，当生长至孕穗时，选择植株形态粳型、且籽粒为长粒籼型的单株，混合取样，将幼穗取回后，采用如（1）步骤进行花药培养，获得自然加倍的二倍体正常植株SH0代156株；
（8）种植SH0代植株，从中筛选出不育系稳定、植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、综合性状优良的水稻两系不育株系。割蔸再生，秋季收获SH1代种子；
(9)采用早季低温、高海拔以及人工气候箱等技术对入选不育株系的不育性及可繁性进行鉴定，并以低温敏两系不育系金山s－2为对照，选育育性明显优于对照，临界温度低（≤23.5℃）的低温敏粳型亲籼不育株系，入选株系18个。
（10）种植系列长粒粳型亲籼两系不育株系，并以此为母本，以籼型恢复系明恢63和闽恢3301为父本，配制系列杂种一代；种植杂种一代，考察其结实率及杂种优势，选择并鉴定出结实率在85%以上，且杂种优势强的两系籼粳杂交组合；其相应的不育系即为最终获得植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、育性稳定，综合性状优良的水稻长粒粳型亲籼两系不育系金粳42s。
优点：育成的长粒粳型亲籼两系不育系金粳42s育性稳定（临界温度≤23.5℃）,植株粳型、籽粒籼型，稃尖紫色，粒重达28.1g，长宽比2.8；该不育系柱头外露为65.2%，其中双边外露为40.2%,盛花时为早上9点30左右，制种繁殖产量高；采用该不育系与籼稻恢复系华占和闽恢3301配制的杂种一代结实率分别达86.2%和85.8%，杂种一代优势强，茎杆弹性好，耐肥耐倒伏，籼粳交杂种优势明显。
实施例2：
（1）采用长粒籼稻保持系金23B与含有广亲和基因的粳稻常规品种秀水13杂交，获得杂种一代。种植杂种一代；当水稻生长发育至孕穗期时，将幼穗取回后，采用M8诱导培养基和Ms分化培养基进行花药培养，获得花药培养植株H01023株左右；
（2）种植H0植株，从中选择籽粒长粒籼型，花时早（盛花为每天早上9点30分至10点30分左右），植株形态为粳型的自然加倍的二倍体正常植株H1210株；
（3）采用上述正常植株H1植株为父本，分别以II－32A和谷丰A为母本进行测交，获得相应的杂种一代；
(4) 成对种植H2代植株与相应的杂种一代，从中选择杂种一代结实率达85%以上，且父本转色好，结实正常的长粒粳型亲籼株系H2单株4个品系10CQ44、10CQ 65、10CQ 98、10CQ 101；
（5）以两系不育系金山s－2为母本，以上述入选长粒粳型亲籼株系10CQ65为父本杂交，获得杂种一代；种植杂种一代，并在抽穗时，与10CQ65回交，获得BC1代；
（6）种植BC1代，混收BC1F1代种子；种植BC1F1群代1890株，从中选择育性为雄性不育，株型粳型，籽粒长型，柱头外露率高，开花习性早，综合性状优良的两系不育单株，割兜再生，秋季短日照低温时，混合收获不育株系的自交种子BC1F2；
（7）将上述自交种子播种并种植，当生长至孕穗时，选择植株形态粳型、且籽粒为长粒籼型的单株，不同组合分别混合取样，将幼穗取回后，采用如（1）步骤进行花药培养，获得自然加倍的二倍体正常植株SH0代182株；
（8）种植SH0代植株，从中筛选出不育系稳定、植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、综合性状优良的水稻两系不育株系。割蔸再生，秋季收获SH1代种子；
(9)采用早季低温、高海拔以及人工气候箱等技术，对入选不育株系的不育性及可繁性进行鉴定，并以低温敏两系不育系金山s－2为对照，选育育性明显优于对照，临界温度低（≤23.5℃）的低温敏粳型亲籼不育株系，入选株系12个。
（10）种植系列长粒粳型亲籼两系不育株系，并以此为母本，以籼型恢复系明恢2155和明恢63为父本，配制系列杂种一代；种植杂种一代，考察其结实率及杂种优势，选择并鉴定出结实率在85%以上，且杂种优势强的两系籼粳杂交组合；其相应的不育系即为最终获得植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、育性稳定，综合性状优良的水稻长粒粳型亲籼两系不育系金粳110s。
优点：育成的长粒粳型亲籼两系不育系金粳110s育性稳定（临界温度≤23.5℃）,植株粳型，矮壮，分蘖强、籽粒籼型，稃尖白色，粒重达26.2g，长宽比2.7；该不育系柱头外露为62.8%，其中双边外露为43.1%,盛花时为早上9点30左右，制种繁殖产量高；采用该不育系与籼稻恢复系华占和闽恢3301配制的杂种一代结实率分别达82.1%和86.1%，杂种一代优势强，茎杆弹性好，耐肥耐倒伏，籼粳交杂种优势明显。
实施例3：
（1）采用长粒籼稻保持系金23B与含有广亲和基因的粳稻常规品种秀水13杂交，获得杂种一代。种植杂种一代；当水稻生长发育至孕穗期时，将幼穗取回后，采用M8诱导培养基和Ms分化培养基进行花药培养，获得花药培养植株H01023株左右；
（2）种植H0植株，从中选择籽粒长粒籼型，开花习性早（盛花为每天早上9点30分至10点30分左右），植株形态为粳型的自然加倍的二倍体正常植株H1210株；
（3）采用上述正常植株H1植株为父本，分别以II－32A和谷丰A为母本进行测交，获得相应的杂种一代；
(4) 成对种植H2代植株与相应的杂种一代，从中选择杂种一代结实率达85%以上，且父本转色好，结实正常的长粒粳型亲籼株系H2单株4个品系10CQ44、10CQ 65、10CQ 98、10CQ 101；
（5）以两系不育系金山s－2为母本，以上述入选的长粒粳型亲籼株系为父本10CQ98杂交，获得杂种一代；种植杂种一代，并在抽穗时，与上述相应的父本10CQ98回交，获得BC1代；
（6）种植BC1代，并混收BC1F1代种子；种植BC1F1群代2016株，从中选择育性为雄性不育，株型粳型，籽粒长型，柱头外露率高，开花习性早，综合性状优良的两系不育单株，割兜再生，秋季短日照低温时，混合收获不育株系的自交种子BC1F2；
（7）将上述自交种子播种并种植，当生长至孕穗时，选择植株形态粳型、且籽粒为长粒籼型的单株，混合取样，将幼穗取回后，采用如（1）步骤进行花药培养，获得自然加倍的二倍体正常植株SH0代68株；
（8）种植SH0代植株，从中筛选出不育系稳定、植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、综合性状优良的水稻两系不育株系。割蔸再生，秋季收获SH1代种子；
(9)采用早季低温、高海拔以及人工气候箱等鉴定技术，对入选不育株系的不育性及可繁性进行鉴定，并以低温敏两系不育系金山s－2为对照，选育育性明显优于对照，临界温度低（≤23.5℃）的低温敏粳型亲籼不育株系，入选株系21个。
（10）种植系列长粒粳型亲籼两系不育株系，并以此为母本，以籼型恢复系明恢86和闽恢3301为父本，配制系列杂种一代；种植杂种一代，考察其结实率及杂种优势，选择并鉴定出结实率在85%以上，且杂种优势强的两系籼粳杂交组合；其相应的不育系即为最终获得植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、育性稳定，综合性状优良的水稻长粒粳型亲籼两系不育系金粳64s。
优点：育成的长粒粳型亲籼两系不育系金粳64s育性稳定（临界温度≤23.5℃）,植株粳型矮小、分蘖一般，籽粒籼型，稃尖紫色，粒重达26.5g，长宽比2.75；该不育系柱头外露为69.5%，其中双边外露为48.1%,盛花时为早上9点30左右，制种繁殖产量高；采用该不育系与籼稻恢复系华占和闽恢3301配制的杂种一代结实率分别达90.1%和83.2%，杂种一代优势强，茎杆弹性好，耐肥耐倒伏，籼粳交杂种优势明显。
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 (2)
1.一种水稻长粒粳型亲籼两系不育系种质的快速创制方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）采用长粒型籼稻品种与含有广亲和基因的粳稻品种杂交，获得杂种一代，种植杂种一代；当水稻生长发育至孕穗期时，将幼穗取回后，采用M8诱导培养基和Ms分化培养基进行花药培养，获得花药培养植株H0；
（2）种植H0植株，从中选择籽粒为长粒籼型，花时早，植株形态为粳型的自然加倍的二倍体正常植株H1；
（3）采用上述正常植株H1植株为父本，用籼型三系不育系进行测交，种植测交F1和相应的H2世代，考察测交F1的结实率在85%以上的品系，选择父本熟期转色好，结实正常的长粒粳型亲籼株系H2单株；
（4）以低温敏两系不育系为母本，以步骤（3）入选的长粒粳型亲籼株系为父本杂交，获得杂种F1代；种植杂种F1代，F1代抽穗时，再次与相应的父本回交，获得BC1代；
（5）种植相应的BC1代，混收BC1F1代种子；种植BC1F1群体2000株以上，从中选择育性为雄性不育，株型粳型，籽粒长型，柱头外露率高，花时早、综合性状优良的两系不育单株，割蔸再生，秋季短日照低温时，混合收获不育株系的自交种子BC1F2；
（6）播种并种植自交种子BC1F2，当生长至孕穗期时，选择植株形态粳型、且籽粒为长粒籼型的单株，混合取样，将幼穗取回后，采用如步骤（1）所述进行花药培养，如步骤（2）所述种植、选择，获得自然加倍的二倍体正常植株SH0代；
（7）种植SH0代植株，从中筛选出不育系稳定、植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、综合性状优良的两系不育株系，割蔸再生，秋季收获SH1代种子；
(8)对步骤（7）入选的两系不育株系的不育性及可繁性进行鉴定，并以低温敏两系不育系为对照，选育育性明显优于对照，临界温度低的低温敏粳型亲籼不育株系；
（9）种植步骤（8）选育的低温敏粳型亲籼不育株系，并以此为母本，以籼型恢复系为父本，配制系列杂种一代；种植杂种一代，考察其结实率及杂种优势，选择并鉴定出结实率在85%以上，且杂种优势强的两系籼粳杂交组合；其相应的不育系即为最终获得植株形态为粳型、籽粒为长粒籼型，花时早、育性稳定，综合性状优良的水稻长粒粳型亲籼两系不育系。
2.根据权利要求1所述水稻长粒粳型亲籼两系不育系种质的快速创制方法，其特征在于：所述含有广亲和基因的粳稻品种为秀水13，长粒型籼稻品种为籼型保持系金23B；低温敏两系不育系为金山s－2。
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