CN104823843A - 一种一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法，以香型软米三系不育系Ⅰ作测验种，对香型软米品种Ⅱ进行测恢，筛选出香型软米水稻恢复品种Ⅲ；把香型软米水稻恢复品种Ⅲ和优良三系恢复系Ⅳ杂交，将香型软米水稻恢复品种Ⅲ导入优良三系恢复系Ⅳ中，得到香型软米优质三系不育系恢复系Ⅴ；以香型软米两系不育系Ⅵ为母本，筛选出一恢两用香型软米杂交水稻恢复系Ⅶ。本发明还公开了一种一恢两用香型软米杂交水稻恢复系选育方法在水稻育种中的应用。本发明所育成的香型软米杂交水稻恢复系Ⅶ不仅可以作为三系杂交水稻恢复系，同时还可以作为两系杂交水稻恢复系，具有产量高，每粒稻米均有香味，为软米，米饭冷后不回生。

Description

一种一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法

技术领域

本发明属于杂交水稻育种技术领域，具体涉及一种一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法。

背景技术

我国籼型杂交水稻育种方法的成功发明与推广应用，获得了巨大的经济效益和社会效益。但是，杂交水稻米是已经分离了的F₂代种子，品质性状介于双亲之间，双亲品质均优质配制的组合，特别是优质性状基因如香味、软米基因实现等位性，可以阻止F₂代米粒的遗传分离，使米粒内在品质不发生分离或把分离控制在最小范围内。但是目前我国杂交水稻亲本米质达到国优3级以上的很少，难以配制出更多优质杂交水稻组合，不能满足人民生活水平提高对优质米特别是具有保健功效如香型软米的需求。因此，挖掘特殊遗传的优质种质，创建品质优异的杂交稻亲本，拓宽亲本材料的遗传多样性，对选育出品质优异的杂交水稻具有重要意义。

香稻米含有大量的蛋白质、各种氨基酸、生物碱、维生素、淀粉酶、脂肪酶、麦芽糖酶和钙、磷、铁以及丰富的锌、硒等微量元素，能增强人体的抵抗力，改善新陈代谢，是治疗坏血病、过敏性疾病、急慢性疾病的辅助药物，还能健全毛细血管，对高血压及心血管疾病患者有一定疗效。李时珍在《本草纲目》中记载，“香米能润心肺，和白药，久服轻身延年”。同时，香米饭香味浓馥，米粒晶莹，米饭芬芳而深得消费者的青睐，以香米酿成的香米酒，醇香满口，酒品质也佳。具有香味的稻米，不仅品质好，还拥有丰富的营养保健功效，经济价值甚高。因此，香味已成为稻米重要品质特征之一，香型杂交水稻育种已成为当前水稻育种的一个热点和发展方向。国内外一些水稻育种专家利用当地或者引进香稻资源，利用各种技术措施把香味基因导入杂交水稻亲本，成功育成了香型杂交水稻亲本，即香稻不育系或者恢复系，然后以香型不育系和香型恢复系杂交配组获得全香型杂交水稻品种，以及用香型不育系和非香型恢复系或者用非香型不育系和香型恢复系杂交配组获得自然参合型的香型杂交水稻品种(部分米粒有香味)。然而这些香型杂交水稻选育方法存在一些缺陷：一是配组双亲直链淀粉含量高，不是软米类型，虽然配组选育获得全香型杂交水稻品种或者自然参合型的香型杂交水稻品种，但因直链淀粉含量高，米饭冷后会回生，变硬，口感不好；二是配组双亲，即不育系和恢复系内在品质往往不一致，如直链淀粉含量不一致，导致杂交稻米(F₂代种子)品质形状发生遗传分离，形成软硬不一的杂米，品质差，不好蒸煮，口感差；三是配组双亲虽然均有香味，但因控制香味的基因往往不等位，杂交配组获得的杂交水稻品种可能多数不是全香型品种。

云南是中国稻种最大的遗传和生态多样性中心及天然宝库，是中国稻种优异种质的富集中心，优质稻种质资源相当丰富，拥有罕见的集香味和软米两个品质性状为一体的香型软米水稻资源。云南香型软米水稻资源是云南特有的一种籼稻类型，直链淀粉含量低，软胶稠度，低糊化温度，香味浓馥，米饭芬芳，柔润爽口，冷后不回生，不变硬，冷热均可食用，不易变馊，饭粒晶莹，富有光色等优质特性，古往今来就素有“贡米”之美誉。

虽然云南香型软米水稻种质资源品质优异，但地方香型软米老品种植株高大，株型松散，叶片长软，极易倒伏，产量低。20世纪80年代以来，以文山州农业科学院等云南水稻育种单位，把IR的矮杆、株叶型、抗病等优良性状基因导入香型软米地方老品种进行改良，育成了许多具有香、软、矮杆、株型紧凑、丰产性好等特点的香型软米常规水稻新品种，如文稻2号等。但和杂交稻品种相比，由于缺乏杂交稻种具有的更丰富的遗传基础，重组更多的优良基因，以及扩大了遗传差异，产量始终比杂交稻减产20％以上，导致水稻生产上出现籼型杂交稻产量高，但品质差，而优质香型软米常规水稻品质好，但产量低的局面，不能满足市场对稻米质量日益提高的要求，更不能适应国家粮食安全战略和国际市场的竞争需求。因此，充分利用杂交水稻等育种方法，选育出既有云南香型软米品质特点，又和杂交水稻产量一样高或更高的香型软米杂交水稻对推进我国水稻育种事业发展具有重要意义。

发明内容

针对两系法杂交水稻不育系和三系法杂交水稻不育系对恢复系具有不同本质要求，且优质高配合力杂交水稻恢复系育种难度大，具有保健功能的香味基因资源匮乏的技术问题，为了能选育出同时作为香型软米优质两系、三系法杂交水稻使用恢复系，提高资源利用率，本发明提供了一种一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法。

本发明的另一目的是提供一种上述一恢两用香型软米杂交水稻恢复系在水稻育种中的应用。

本发明所采用的第一技术方案是，一种一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法，具体按照以下步骤实施：

1)具有恢复的香型软米恢复品种Ⅲ的选育，具体的选育过程为：

以基因型为aabb的香型软米三系不育系I作为母本，以香型软米水稻品种II作为父本进行测交、种植，获得杂交F₁种子，种植F₁植株，以具有香味、软米、优质、恢复力强、配合力高为选择标准，测定、筛选出基因型为aabb的香型软米恢复品种Ⅲ，其中，香型软米恢复品种Ⅲ具有同等位香味a、软米b基因；

2)香型软米三系不育系恢复系Ⅴ的选育，具体的的过程为：

以步骤1)中获得的基因型为aabb的香型软米恢复品种Ⅲ为父本，以优良三系恢复系Ⅳ作为母本进行杂交，不断自交加代，以具有香味、软米、优质、恢复力强、配合力高为选择标准，测定、筛选出基因型为aabb的香型软米三系不育系恢复系Ⅴ；

3)一恢两用香型软米恢复系Ⅶ的选育，具体的的过程为：

将步骤2得到的基因型为aabb的香型软米三系不育系恢复系Ⅴ和基因型为aabb的香型软米两系不育系Ⅵ进行测交、种植，以具有香味、软米、优质、恢复力强、配合力高为选择标准，测定、筛选出与两系不育系Ⅵ具有同等位基因aabb，配合力高、品质优异的一恢两用香型软米水稻恢复系Ⅶ，即为一恢两用香型软米杂交水稻恢复系。

本发明的特点还在于，

具有香味、软米、优质、恢复力强、配合力高为选择标准具体为：香型是指水稻的地上部，包括籽粒、叶片、茎杆等均有香味；软米是指水稻籽粒的直链淀粉含量为15.0-18.0％；优质标准为水稻稻米的加工品质、外观品质、蒸煮品质和食味品质达到国家优质米三级以上；恢复力强是指被测定品种资源或材料作为父本，和三系、两系不育系杂交组合F₁的结实率表现，结实率为70％以上为恢复，结实率达85％以上为强恢复力；高配合力是指测定品种或材料与多个测验种杂交F1的产量平均表现，产量高的表明测定品种或材料配合力高，反之配合力低。

本发明所采用的第二技术方案是，上述一恢两用香型软米杂交水稻恢复系选育方法在水稻育种中的应用。

本发明的有益效果是：1、充分利用有限的优异种质资源，提高育种效益。随着人民生活水平提高，日益要求提供品质更好、具有保健功能的大米。为了满足消费者的需求，杂交水稻育种既要高产、优质、多抗，又要不育系和恢复系的配套，还要引入具有保健功效的香味基因、色素基因等，杂交水稻恢复系育种不仅技术难度很大，可用的水稻种质资源也越来越窄，特别是具有保健功能的香味基因资源非常有限。选育出既能对两系不育系具有恢复力，又能对三系不育系有恢复力的高配合恢复系，达到两系法杂交水稻和三系法杂交水到均可以通用，即“一恢两用”的优质香型软米恢复系，可充分利用有限的稻种资源，提高水稻品质，推动杂交水稻育种的发展。

2、控制稻米香味基因大多数为隐形基因，当组配杂交组合的三系不育系Ⅰ、两系不育系Ⅵ和恢复系Ⅶ的香味基因型为等位的隐性纯合基因型aa时，其杂交水稻所结稻米的香味基因也一定为隐性纯合基因型aa，从而保证每一粒稻米的表型均为有香味，为全香型杂交水稻。

3、直链淀粉含量与蒸煮食味品质有密切关系，是决定稻米蒸煮食味品质优劣的最重要的内在因素之一。籼稻中高、中直链淀含量对低直链淀粉含量，即软米基因是显性，软米性状由隐性基因控制。本发明选用纯合软米基因型bb的软米三系不育系Ⅰ、两系不育系Ⅵ与纯合软米基因型bb的软米恢复系Ⅶ杂交配组，获得杂交水稻品种所结稻米的软米基因也一定是纯合基因型bb，从而保证每一粒稻米的表型均为软米性状，为全软米型杂交水稻，就能克服以往因配组双亲直链淀粉含量高低不一致导致杂交品种蒸煮食味品质变差的技术难题。

4、杂交稻米已是分离了的F₂代种子，本发明采用配组双亲均为优质不育系和恢复系，尤其是将配组双亲中控制香味和软米品质性状的基因实现了等位性，可以从根本上阻止F₂代米粒在香味和软米品质上的遗传分离，使杂交稻米内在香味和软米品质上的理化品质不发生分离或把分离控制在最小范围内，从而使恢复系Ⅶ与三系不育系Ⅰ和两系不育系Ⅵ配组获得的杂交水稻为全香型软米优质杂交水稻品种，从而保证品质优异。

5、以本发明的方法育成的全香型软米优质杂交水稻不仅产量高，特别是除地下根部外，包括籽粒、叶片、茎杆等整个植株的地上部分均有香味，其稻米在蒸煮过程中，向外散发出令人愉快的香味，打开蒸煮工具，米饭中散发出一股扑鼻的浓郁香味，而且米饭冷后不回生、不变硬，冷热都表现滋润爽口、质地柔软、富有弹性、清香味甜、油亮光滑，尤其冷后香味更浓。

附图说明

图1是本发明以常规育种进行一恢两用香型软米优质杂交水稻恢复系选育的流程图；

图2是一恢两用香型软米优质杂交水稻恢复系文恢912的选育系谱图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的杂交技术为本领域技术人员所熟知的常规杂交技术。

以下实施例中所涉及香型软米两系不育系、三系不育系均属本发明申请者自主选育的不育系，也包含着其它控制香味、软米性状的基因与本发明恢复系Ⅶ的香味基因、软米基因相等位的其它不育系。涉及优良三系恢复系Ⅳ，如宜恢1577、明恢63等，均为公知的常用水稻恢复系，可引自种子库或各品种的选育单位。

实施例中所涉云南香型软米水稻资源品种豪皮、豪木西、文稻2号、文稻8号、滇瑞408、滇屯502、红优1号，也均为公用水稻品种，可引自种子库或各品种的选育单位。

香型是指水稻的地上部，包括籽粒、叶片、茎杆等均有香味；所述软米是指水稻籽粒的直链淀粉含量为15.0-18.0％；所述优质标准为水稻稻米的加工品质、外观品质、蒸煮品质和食味品质达到国家优质米三级以上。

高配合力是指测定品种或材料与多个测验种杂交F₁的产量平均表现，产量高的表明测定品种或材料配合力高，反之配合力低。所述恢复力强是指被测定品种资源或材料作为父本，和三系、两系不育系杂交组合F₁的结实率表现，结实率为70％以上为恢复，结实率达85％以上为强恢复力。

导入是指通过常规育种或者生物技术育种来实现的，其中，生物技术育种可为转基因育种技术、体细胞杂交育种技术、分子标记辅助育种技术、单倍体育种技术等。

香型软米两系不育系Ⅵ、三系不育系Ⅰ是申请者自主选育的核雄性不育系和细胞质雄性不育系。所述优良三系恢复系Ⅳ是指我国生产上广泛利用的，对三系不育系具有恢复力强、配合力高的恢复系，如明恢63、绵恢725等任何一种恢复系。

实施1 具有恢复的香型软米水稻品种红优1号的筛选

本发明以常规育种进行一恢两用香型软米杂交水稻恢复系选育的流程图如图1和图2所示。

云南香型软米水稻品种资源，不仅香味类型多样化，而且软米类型不一致，特别是这些资源中，有些资源对细胞质雄性不育系或三系不育系表现恢复、强恢复，而有些却表现保持，甚至半恢半保，都不可以用。要从云南香型软米资源众多的品种中，筛选出既能对三系不育系Ⅰ表现恢复甚至强恢复，又在控制香味、软米性状的基因方面和三系不育系Ⅰ本身等位，就必须以香型软米不育系Ⅰ作为测验种，对这些资源进行测配、鉴定，筛选出既对香型软米不育系Ⅰ本身恢复力最强，又和香型软米三系不育系Ⅰ在香味基因(aa)、软米基因(bb)上等位的香型软米恢复品种资源Ⅲ。因此，就如图1所示，“香型软米三系不育系I×香型软米水稻品种II”，即以香型软米三系不育系I作为母本，以香型软米水稻品种II作为父本进行杂交，获得杂交F₁种子，种植F₁植株，根据F₁植株结实率、香味、软米性状表现，确定当选品种，如图1中的香型软米恢复品种Ⅲ。

本发明根据香型软米三系不育系I中的每一个不育系，以及香型软米水稻品种II品种群体中的每一个品种生物学特性，尤其是从播种到开始抽穗的时间，采用栽培技术措施使要杂交配组的双亲在同一时间开花，用人工措施，把父本的花粉授在母本的柱头上，达到授粉结实，获得多个测交F₁种子。按照一定的试验措施，连同杂交F₁组合及其亲本同时种植，使每一个鉴定对象在同一肥力水平、同一管理的条件下的各种性状充分表达，综合考虑、结实率、产量、香味、软米等主要性状要求，选择结实率、产量最高、香味浓郁、软米、口感最好、抗性最强的测交组合，其父本就是所筛选的香型软米恢复品种Ⅲ。

本实施例于2006年7月以自主选育的优质香型软米三系不育系豪香24A、文香28A作为母本，也是测验种，以云南香型软米种质地方品种及其衍生品种滇屯502、文稻2号、文稻8号、滇瑞408、豪皮、豪木西滇陇201、滇瑞409、德优8号等102个品种作为父本，进行杂交，获得204个杂交F₁组合。次年4月种植204个测交组合及其104个亲本，每小区36丛，随机机组排列，三次重复。同年8月，对F₁及其亲本进行考种，数据以小区平均数为单位，按照NC Ⅱ交配设计模型I(固定模型)进行分析，结果文香28A×红优1号的F₁组合产量性状的特殊配合力方差达极显著水平，且抗性强，超亲优势明显，香味浓郁，米饭柔软润口，株型良好，抗性较强。同时按照GB/T 15683-2008测定文香28A、红优1号和文香28A×红优1号直链淀粉含量，结果文香28A、红优1号和文香28A×红优1号直链淀粉含量相近；且杂种F₁植株及其种子全部有香味，说明红优1号对文香28A、豪香24A恢复力强，其本身配合力高，两者香味基因和软米基因等位。把红优1号作为香味、软米基因供体材料，红优1号就是本发明方法中的香型软米恢复品种Ⅲ。

其中，优质香型软米三系不育系豪香24A、文香28A已经被云南省农作物品种审定委员会办公室等鉴定；其中，豪香24A是云南省文山州农业科学研究所于1998年以品质优异的香型软米优质常规稻良种滇屯502作为母本，以配合力强的保持系Ⅱ-32B作为父本杂交，把云南特有的香、软米基因导入高配合力、广适性的强优势保持系中。按照米粒香、软、长粒、透明的育种目标，进行人工制保，以珍汕97A作胞质母本，于2005年6月，经8年8代连续择优定向回交转育而成，具有云南特色的香型软米野败型水稻新不育系。

豪香24A主要特点：一是农艺性状遗传稳定一致。经专家现场检测，不育度达100％，不育株率达100％，纯度100％，典败率为82.9％，圆败率16.5％，染败率为0.6％，套袋自交结实率为0.23％。二是香味浓郁，品质优异，抗性较强。经检测，豪香24A出糙率78.8％、精米率69.1％、整精米率61.6％、粒长6.7mm、长宽比3.0、垩白粒率9.6％、胶稠度64mm、直链淀粉含量16.6％。经稻瘟病接种和诱发鉴定，叶瘟6级，穗瘟6级。三是属于中籼中熟类型，播始历期94-98d，与Ⅱ-32A相近。株高89.4cm，穗长24.6cm，穗颖花数150粒左右，包颈粒率很低，对“九二○”较敏感。柱头白色，花时早，异交习性好。一般08:30-09:00始花，12:00-13:00进入盛花期。柱头外露率为46.5％，其中双边外露率8.1％。四是配合力强。与文恢324、明恢63、绵恢725、文恢206、文恢324等多个恢复系配制的组合杂种优势明显，米质优，生育期适中，大穗大粒。

文香28A是云南省文山州农业科学研究所于1998年以外观品质较好保持系金23B作为母本，以大穗，配合力强的保持系Ⅱ-32B作为父本杂交，再和品质优异的香型软米常规稻良种滇屯502杂交，把云南特有的香、软米基因导入高配合力、广适性的强优势保持系中。按照米粒香、软、长粒、透明的育种目标，进行人工制保。以Ⅱ-32A作胞质母本，于2005年6月，经8年8代连续择优定向回交转育而成，具有云南特色的香型软米野败型水稻新不育系。

文香28A主要特点：一是农艺性状遗传稳定一致。经专家现场检测，不育度达100％，不育株率达100％，纯度100％，典败率为80.2％，圆败率19.3％，染败率为0.5％，套袋自交结实率为0.27％。二是香味浓郁，品质优异，抗性较强。经检测，豪香24A出糙率81.9％、精米率69.1％、整精米率61.2％、粒长6.6mm、长宽比2.9、垩白粒率8％、胶稠度78mm、直链淀粉含量15.7％。经接种和诱发鉴定，叶瘟5级，穗瘟6级。三是属于中籼中熟类型，播始历期90-96d，与Ⅱ-32A相近。株高89.4cm，穗长24.6cm，穗颖花数150粒左右，包颈粒率很低，对“九二○”较敏感。柱头白色，花时早，异交习性好。在晴朗的天气下，一般始花时间为08:30-09:00，12:00-13:00进入盛花期。柱头外露率为71.4％，其中双边外露率26.7。四是配合力强。与文恢324、明恢63、绵恢725、文恢206、文恢324等多个恢复系配制的组合杂种优势明显，米质优，生育期适中，大穗大粒。

不育系豪香24A、文香28A综合性状优良，遗传性状稳定，配合力好，尤其香味浓郁，品质优异，具有云南香型软米品质特点，受到鉴定组专家高度肯定，认为豪香24A、文香28A是云南首个通过省级育性技术鉴定的香型软米不育系，对开发利用品质优异的云南香型软米资源具有重要意义。

实施例2 香型软米三系不育系恢复系Ⅴ文恢912的创建

选择到恢复力强，香味、软米基因与香型软米三系不育系Ⅰ具有等位性的供体材料，即香型软米品种红优1号仅仅是本发明的基础。因为这些品种资源和广泛应用的优良恢复系相比，一般配合力、适应性、恢复力和异交习性相对较差，要确保选育出来的香型软米优质三系恢复系Ⅴ具有更好的配合力、适应性、恢复力和异交习性，和香型软米优质三系不育系Ⅰ配组出来的香型软米杂交水稻品种，不仅品质好，产量更高，而且具有更广的适应性，制种产量高，成本降低，必须集聚更多的配合力、适应性、恢复力以及其它如异交习性等优异基因，才能选择出好的恢复系。

本实施例以红优1号作为本发明的香味、软米基因供体—香型软米恢复品种Ⅲ，以优良三系恢复系Ⅳ宜恢1577、绵恢725、明恢63等作为父本杂交，也可以互为父母本进行杂交，按照图1选育出香型软米三系不育系恢复系Ⅴ。具体为：

2008年7月，在文山州农科院文山基地，以红优1号为母本，以宜恢1577、绵恢725、明恢63等为父本进行杂交，把香味、软米基因导入含有恢复力强、配合力高、适应性广和异交习性好的优良三系恢复系中，把香味、软米基因和其它优异基因聚合在一体，之后通过在文山州农科院文山和三亚实验基地往返不断自交加代，按照米粒具有香味、软米、长粒、透明以及配合力高、恢复力强等为选择标准，采用系谱法和增加选择压的方法，用咀嚼法鉴定糙米的香味有无等选择方案进行分离、加代选择，纯化香味、软米和恢复力强、配合力高和异交习性好等优异性状基因，筛选优良单株。

自交加代到F₅后，于2011年7月在文山州农科院文山基地，从F₅代中选择综合农艺性状较好的，尤其是花时早，花期长、花粉量大，株叶型好，米粒细长透明，香味浓的WR06-867、WR06-871、WR06-884、WR06-912、WR06-913、WR06-918、WR06-936、WR06-946、WR06-947、WR06-951、WR06-964、WR06-974、WR06-987、WR06-998等105个单株，以文香28A、豪香24A作为测验种，对其进行杂交测配，获得210个测交F₁组合。同年在文山州农科院三亚基地种植210个测交组合及对照种岗优725和Ⅱ优838。每小区36丛，随机机组排列，三次重复。对测交组合F₁和对照进行考种，结果豪香24A/WR06-867、豪香24A/WR06-871、豪香24A/WR06-884、豪香24A/WR06-912、豪香24A/WR06-913、豪香24A/WR06-918、豪香24A/WR06-936、豪香24A/WR06-946、豪香24A/WR06-947、豪香24A/WR06-951、豪香24A/WR06-964、豪香24A/WR06-974、豪香24A/WR06-987、豪香24A/WR06-998以及文香24A/WR06-867、文香24A/WR06-871、文香24A/WR06-884、文香24A/WR06-912、文香24A/WR06-913、文香24A/WR06-918、文香24A/WR06-936、文香24A/WR06-946、文香24A/WR06-947、文香24A/WR06-951、文香24A/WR06-964、文香24A/WR06-974、文香24A/WR06-987、文香24A/WR06-99等28个组合的产量经过F测验均显著高于岗优725和Ⅱ优838高，结实率最高，抗性强，超亲优势明显，植株香味浓，香味浓郁，米饭柔软润口，株型良好，抗性较强。同时按照GB/T 15683-2008测定14个组合及相应亲本的直链淀粉含量，结果表明上述14个组合及相应亲本的直链淀粉含量相近，尤其直链淀粉含量一致且杂种F₁植株及其种子全部有香味。说明了这28个组合的父本，即WR06-867、WR06-871、WR06-884、WR06-912、WR06-913、WR06-918、WR06-936、WR06-946、WR06-947、WR06-951、WR06-964、WR06-974、WR06-987、WR06-998等14个恢复系的香味、软米基因和香型软米不育系等位，恢复力强，配合力高。至此，这14个恢复系作为本发明的香型软米三系不育系恢复系Ⅴ。

实施例3 一恢两用香型软米恢复系文恢912的创建

选择到这14个恢复系作为香型软米三系恢复系Ⅴ仅是本发明第二关键环节，因为这14个恢复系来源背景不同，每个恢复系之间的配合力差异较大，其香味、软米基因和香型软米两系不育系Ⅵ的可能不等位。因此，要选择到既能对香型软米三系不育系Ⅰ具有强恢复力，高配合力和同等位的香味(a)、软米(b)基因，又要和香型软米两系不育系Ⅵ配组后的杂交稻组合产量高、香味浓郁、柔润，达到配合力高，香味、软米基因的等位性，必须以香型软米两系不育系Ⅵ作为测验种，对当选恢复系Ⅴ进行测配，种植、鉴定后确认配合力最强的一恢两用香型软米恢复系Ⅶ。

本实例以文香12S(文山州农业科学院2006年以广粘63S为母本和文恢23杂交，经过连续7代加代选育成功的香型软米两系不育系)、文香84S(文山州农业科学院2006年以广粘63S为母本和文恢206杂交，经过连续7代加代选育成功的香型软米两系不育系)作为香型软米两系不育系Ⅵ，以WR06-867、WR06-871、WR06-884、WR06-912、WR06-913、WR06-918、WR06-936、WR06-946、WR06-947、WR06-951、WR06-964、WR06-974、WR06-987、WR06-998等14个恢复系作为香型软米优质三系恢复系Ⅴ，按照图1所示选育一恢两用香型软米杂交水稻恢复系Ⅶ。具体是：

2011年11月至2012年4月在文山州农科院三亚基地，以文香12S、文香84S作为母本，以WR06-867、WR06-871、WR06-884、WR06-912、WR06-913、WR06-918、WR06-936、WR06-946、WR06-947、WR06-951、WR06-964、WR06-974、WR06-987、WR06-998等14个恢复系作为父本，进行双列杂交，获得28个测交组合种子。2012年4月在文山州农科院文山试验基地，以Ⅱ优838和明两优725作为对照，结果文香12S×文恢912、文香84S×文恢912两个组合的产量显著高于Ⅱ优838和明两优725，丰产性状好，结实率最高，抗性强，优势明显，产量居地一位和第三位。同时按照GB/T 15683-2008测定上述30个组合及相应亲本的直链淀粉含量，结果文香12S×文恢912、文香84S×文恢912两个组合及相应亲本的直链淀粉含量相近，且植株有香味，米粒香味浓郁，米饭柔软润口，株型好，抗性较强，说明文恢912配合力高，其香味基因和软米基因与文香12S和文香84S的等位。把文恢912作为当选材料。文恢912即为本发明方法中的一恢两用香型软米优质恢复系Ⅶ。

本发明的一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育过程如表1所示：

表1本发明一恢两用香型软米杂交水稻恢复系Ⅶ的选育过程

本发明成功的关键是恢复系Ⅶ对三系不育系Ⅰ和两系不育系Ⅵ同时具备强恢复力。两系不育系的雄性不育性受核基因控制，容易筛选到恢复材料，而三系不育系的雄性不育性受复杂的细胞质和细胞核互作影响，恢保关系复杂，而并非所有稻种资源都能选择到对三系不育系有恢复力的恢复源，选择恢复力强的恢复材料难度大，因此，能否从香型软米水稻种质资源Ⅱ中筛选到对三系不育系具有强恢复力的品种Ⅲ是本发明第一个关键环节。但是，要确保三系不育系Ⅰ和香型软米恢复系Ⅶ杂交配组获得F₁杂交种子属香型软米杂交水稻品种，其亲本，即香型软米三系不育系Ⅰ和恢复系Ⅶ中的分别控制香味性状和软米性状的香味基因a和软米基因b必须等位，这是本发明成功的第二个环节。根据以上两个关键技术环节要求，以自主选育的香型软米三系不育系Ⅰ作为测验种，和香型软米水稻品种Ⅱ群体杂交、种植测定，检测F₁植株结实率高低、香味有无和米粒间直链淀粉表现。当F₁植株结实率为70％以上时，表示香型软米水稻种质资源Ⅱ中被测定品种有恢复力，如结实率达85％以上时本发明称之为恢复力强；当F₁植株地上部和种子全部具有香味时，可判定香型软米水稻品种Ⅱ和香型软米不育系Ⅱ具有相同的香味基因，本发明称该基因为a；当F₁种子米粒直链淀粉含量低并且一致时，可判定香型软米水稻品种Ⅱ和香型软米不育系Ⅱ具有相同的软米基因，本发明称该基因为b。从多个杂交组合种植鉴定中，选择结实率、产量最高，香味浓郁，F₁植株籽粒均属软米，并且一致的杂交组合父本，即为本发明的基因型均为aabb的香型软米品种Ⅲ。也就是说从云南香型软米资源中找到了对三系不育系或质核互作不育系具有恢复力强，配合力最高，并且和香型软米不育系Ⅰ具有相同香味基因a和软米基因b的香型软米品种Ⅲ。

筛选到香型软米品种Ⅲ，仅仅是本发明的基础。因为我国杂交水稻育种经过近30多年的发展，优良三系恢复系Ⅳ尽管品质不那么好，存在这样或那样不足，但毕竟已聚集了多个强恢复、高配合力、抗病、优质、适应性广等优异基因，在全国各地生产上广泛推广使用多年。本发明选育的香型软米恢复系Ⅴ是否在具有香型软米品质特点的基础上，在恢复力、配合力、抗病性和适应性等方面和优良恢复力Ⅳ一致或者超过，在生产上更具有开发应用的潜力，关键是必须聚集更多的优异基因。因此，本发明用香型软米品种Ⅲ和优良三系恢复系Ⅳ杂交，把香型软米品种Ⅲ中的香味(a)、软米(b)等优质基因导入优良恢复系中，得到聚集香味、软米、强恢复力、高配合力、抗病、广适应性等优异基因的杂交种。对杂交种进行种植、自交加代，促使优异基因重组纯化，性状分离稳定，按照具有香味、软米、抗病、高配合力、优质，特别是对三系不育系表现恢复力强的选择标准，以香型软米(aabb)三系不育系Ⅰ作为测验种进行测配鉴定，实行定向加代选择，得到多个具有香味、软米、抗病、高配合力、优质，对三系不育系表现恢复力强的香型软米(aabb)恢复系Ⅴ。

本发明最关键的第三个环节是选育出来的香型软米恢复系Ⅴ和香型软米两系不育系Ⅵ杂交配组出来的杂交稻品种，产量要和生产上推广的三系杂交水稻和两系杂交水稻一致或超过，否则推广前景有限。虽然恢复系Ⅴ和不育系Ⅰ杂交配组成的杂交水稻品种，产量高，配合力强，但和两系不育系Ⅵ杂交配组出来的杂交稻品种，产量不一定高，即配合力不一定强，香味基因、软米基因可能因不等位，没有香味性状表现。况且，恢复系Ⅴ中的每一个恢复系和两系不育系Ⅵ的配合力不一致，需要从恢复系Ⅴ中选择和两系不育系Ⅵ的配合力最强，产量最高的恢复系。因此，本发明以自主选育的香型软米两系不育系Ⅵ作为测验种，对恢复系Ⅴ进行测交配组获得杂种F₁，在大田进行多点种植、鉴定，选择产量最高、抗性强，尤其香味浓郁、外观品质好、软米、食味性好的测交组合，其杂交父本，即恢复系就是本发明的恢复系Ⅶ。

一恢两用是指选育出来的恢复系既可以作三系不育系(细胞质雄性不育系)的恢复系，又可以作两系不育系(核雄性不育系)的恢复系，和三系、两系不育系杂交配组出来的三系杂交水稻和两系杂交水稻均具有增产优势，可以在生产和商业上推广。

不同遗传背景是指用不同地方香型软米老品种作为香味、软米基因供体的基础材料或亲本材料，所选育出各种类型香型软米品种及其衍生品种。

两系法杂交水稻比三系法杂交水稻具有三大优势：一是两系杂交水稻的父本不受恢复基因限制，因此，既可以利用高配合力的优良三系恢复系作为父本，又可以利用不含恢复基因的优良常规品种作为父本，从而提高了测交配组的自由度，加大了筛选优势组合机率，更容易选育出理想的杂交稻品种。二是不育系可以一系两用，不需要保持系。即两系不育系在一定的高温长日照下，表现不育特性，可以用作不育系进行杂交稻种子制种，而在一定的低温短日照下，不育系又可以转换成可育，可以用于不育系自身品种繁殖，不需要保持系作为父本进行繁殖，因而简化了制种程式和繁殖，提高制种产量，降低成本。三是由于光温敏不育性核基因遗传与细胞质无关，避免了不育细胞质的负效应和细胞质单一化的限制。因此，两系法杂交稻被认为是充分有效利用水稻杂种优势的一条新的捷径，是水稻育种方法上的一次重大突破。目前我国两系杂交水稻发展迅猛，面积逐年扩大，已占全国杂交水稻的30％。

和两系法杂交水稻相比，三系法杂交水稻也具有自己的优势：一是不育系亲本容易控制。二是不育系育性受细胞质控制，不受环境光温的影响，育性稳定，杂交种纯度容易控制，商业生产风险相对小。因此，两系法杂交水稻和三系法杂交水稻各有优势，不可能互相取代。

两系法杂交水稻不育系的不育性受核基因控制，而三系法杂交水稻不育系受质核互作的影响，从遗传学上来看，两者对恢复系的要求具有本质的差异。对两系不育系具有恢复的恢复系，不一定对三系不育系有恢复力。特别是随着人民生活水平提高，日益要求提供品质更好、具有保健功能的大米。为了满足市场的需求，当前，杂交水稻育种既要高产、优质、多抗，又要不育系和恢复系的配套，还要引入具有保健功效的香味基因、色素基因等，杂交水稻恢复系育种不仅技术难度很大，可用的水稻种质资源也越来越窄，特别是具有保健功能的香味基因资源非常有限。因此，选育出既能对两系不育系具有恢复力，又能对三系不育系有恢复力的高配合力恢复系，达到两系法杂交水稻和三系法杂交水稻均可以通用，即“一恢两用”的优质香型软米恢复系，对充分利用有限的稻种资源，提高水稻品质，推动杂交水稻育种的发展具有重要意义。

本发明的一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法，具体是以香型软米三系不育系Ⅰ(基因型为aabb)作测验种，对若干香型软米品种Ⅱ资源进行测恢，筛选出对不育系Ⅰ具有恢复力强，且与不育系Ⅰ拥有不同遗传背景，同等位香味、籽粒直链淀粉含量低(下称软米)基因的香型软米水稻恢复品种Ⅲ(基因型为aabb)；把恢复品种Ⅲ(香型软米水稻恢复品种Ⅲ)和优良三系恢复系Ⅳ杂交，将恢复品种Ⅲ(香型软米水稻恢复品种Ⅲ)中控制香味性状基因a和控制软米性状基因b导入优良三系恢复系Ⅳ中，得到基因型为aabb的香型软米优质三系不育系恢复系Ⅴ；以香型软米两系不育系Ⅵ(基因型为aabb)为母本，测定、筛选出基因型为aabb的一恢两用香型软米杂交水稻恢复系Ⅶ。本发明所育成的一恢两用香型软米杂交水稻恢复系Ⅶ不仅可以作为三系杂交水稻恢复系，同时还可以作为两系杂交水稻恢复系，即一恢两用，而且和香型软米两系、三系不育系杂交配组成全香型软米两系、三系杂交水稻品种，产量高，每粒稻米均有香味，为软米，米饭冷后不回生。

Claims (3)

1.一种一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

1)具有恢复的香型软米恢复品种Ⅲ的选育，具体的选育过程为：

以基因型为aabb的香型软米三系不育系I作为母本，以香型软米水稻品种II作为父本进行测交、种植，获得杂交F₁种子，种植F₁植株，以具有香味、软米、优质、恢复力强、配合力高为选择标准，测定、筛选出基因型为aabb的香型软米恢复品种Ⅲ，其中，香型软米恢复品种Ⅲ具有同等位香味a、软米b基因；

2)香型软米三系不育系恢复系Ⅴ的选育，具体的的过程为：

以步骤1)中获得的基因型为aabb的香型软米恢复品种Ⅲ为父本，以优良三系恢复系Ⅳ作为母本进行杂交，不断自交加代，以具有香味、软米、优质、恢复力强、配合力高为选择标准，测定、筛选出基因型为aabb的香型软米三系不育系恢复系Ⅴ；

3)一恢两用香型软米恢复系Ⅶ的选育，具体的的过程为：

将步骤2得到的基因型为aabb的香型软米三系不育系恢复系Ⅴ和基因型为aabb的香型软米两系不育系Ⅵ进行测交、种植，以具有香味、软米、优质、恢复力强、配合力高为选择标准，测定、筛选出与两系不育系Ⅵ具有同等位基因aabb，配合力高、品质优异的一恢两用香型软米水稻恢复系Ⅶ，即为一恢两用香型软米杂交水稻恢复系。

2.根据权利要求1所述的一恢两用香型软米杂交水稻恢复系的选育方法，其特征在于，所述具有香味、软米、优质、恢复力强、配合力高为选择标准具体为：香型是指水稻的地上部，包括籽粒、叶片、茎杆均有香味；软米是指水稻籽粒的直链淀粉含量为15.0-18.0％；优质标准为水稻稻米的加工品质、外观品质、蒸煮品质和食味品质达到国家优质米三级以上；恢复力强是指被测定品种资源或材料作为父本，和三系、两系不育系杂交组合F₁的结实率表现，结实率为70％以上为恢复，结实率达85％以上为强恢复力；高配合力是指测定品种或材料与多个测验种杂交F1的产量平均表现，产量高的表明测定品种或材料配合力高，反之配合力低。

3.权利要求1-2任一项所述的一恢两用香型软米杂交水稻恢复系选育方法在水稻育种中的应用。