CN104839012B - 滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的方法，该方法选择具有广亲和基因、矮杆、抗病、优质粳稻保持系材料为母本，和已经籼粳杂交选择中间偏籼、矮杆、早熟保持系材料为父本进行杂交，其杂交F1代再用上述父本材料进行回交；在经过回交的中世代中选择偏籼的理想株型，用滇型的不育系材料进行转育；在滇型的细胞质的转育小区中，选择全不育或不育率高的小区，与相对应的符合育种目标要求的籼型保持系材料为重点进行转育；对稳定的不育系材料，进行恢复面测交，选配强优势杂交水稻组合，并进行小区繁种和制种。该方法转育速度快、稳定快，获得的不育系恢复面广、繁种和制种产量高，抗逆性好。

Description

滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的方法

技术领域

本发明涉及水稻育种领域，尤其涉及一种利用滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的方法。

背景技术

三系杂交水稻是水稻育种和推广的一个巨大成就，所谓三系是：(1)雄性不育系：雌蕊发育正常，而雄蕊的发育退化或败育，不能自花授粉结实；(2)保持系：雌雄蕊发育正常，将其花粉授予雄性不育系的雌蕊，不仅可结成种子，而且播种后仍可获得雄性不育植株；(3)恢复系：其花粉授予不育系的雌蕊，所产生的种子播种后，长成的植株又恢复了可育性。

水稻和其他作物一样，杂种优势的强弱，受制于亲本基因的遗传分子水平。目前我国推广的杂交水稻，由于籼粳亚种间的生理障碍，都只能利用同一种内的杂种优势，制约了进一步提高产量的潜力。籼粳亚种间的强大的杂种优势早为科学家的重视，但籼粳亚种间杂交存在的生育周期长、结实率差、籽粒不饱满等生理、生殖障碍影响了杂种优势的利用。水稻育种工作者在这方面做了大量的研究，取得了显著成果，利用部分籼粳杂种优势，培育出一批超级杂交水稻，但由于受籼稻不育系的细胞质来源的制约，籼稻不育系质源多来源野败，其花药败育均为典败，存在恢复面窄和繁种、制种时的花时差等问题，制约了杂种优势的发挥以及繁种、制种产量的进一步提高。

籼稻和粳稻在产量、品质和抗逆性等方面各具特色，其杂种F1具有很强的杂种优势，但籼粳亚种间杂种F1结实率偏低，其不育性成为亚种间杂种优势利用的主要障碍。Ikehashi等系统研究了74种不同生态型水稻品种种间杂种F1的育性情况，结果发现，一些品种无论与籼型品种或是与粳型品种杂交，其F1均能产生很高的育性，于是就提出了广亲和(wide-compatibility)品种的概念。

在三系法杂交稻育种技术体系中，水稻细胞质雄性不育系育种和雄性不育恢复系育种是最基础、最重要的核心技术。已育成和生产应用的水稻籼型雄性不育系的细胞质，根据恢保关系分类，主要可以分成两种类型。第一种类型是以水稻野败(WA)型为代表的细胞质，包括矮败(DA)型、冈(G)型、D型、印矮(ID)型、K型、马协(MX)型等，这些细胞质不育系的保持系相同或相似，恢复系也相同或相似，它们的保持系和恢复系可以相互通用，因此可以归类为相同或相似的细胞质类型，这类细胞质不育系的花粉不育时期较早，发育阶段上属于孢子体雄性不育，花粉以典型败育为主，不育性比较稳定，是杂交稻生产上应用的主流细胞质类型。第二种类型是水稻红莲型细胞质，这种细胞质不育系的保持系与野败型不同，恢复系也与野败型不同，红莲型细胞质不育系的花粉败育时期较晚，发育阶段上属于配子体不育，花粉以圆型败育为主，遇到高温气候会形成少量可育花粉，不育系的育性稳定性相对较差。

水稻“三系法”杂种优势利用，为细胞质不育性，主要是由于细胞质和细胞核不协调而引起的，因细胞质来源不同，就产生花药败育程度差异。籼稻不育的细胞质多来源于野败，花药败育均为园败、染败。要育成滇型细胞质的广亲和籼型不育系，就要从改良籼稻保持系出发，选择具有广亲和特性、抗性好、优质、矮杆保持系和具有矮杆、优质、早熟籼型保持系材料，将广亲和基因和粳稻不育基因转育到优良籼型不育系上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术而提供一种滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的方法，该方法解决了籼粳亚种间杂交存在的生育周期长、结实率差、籽粒不饱满等生理、生殖障碍，从而选育出产量高、抗性好、品质优的籼型不育系，为培育出超高产杂交水稻组合奠定基础。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选择具有广亲和基因、矮杆、抗病、优质粳稻保持系材料为母本，和已经籼粳杂交选择中间偏籼、矮杆、早熟保持系材料为父本进行杂交，其杂交F1代再用上述父本材料进行回交；

(2)在经过回交的中世代中选择偏籼的理想株型，即适中熟期、抗病性好、中矮杆、结实正常的籼型水稻植株，用滇型的不育系材料进行转育；

(3)在滇型的细胞质的转育小区中，选择全不育或不育率高的小区，与相对应的符合育种目标要求的籼型保持系材料为重点进行转育；

(4)对稳定的不育系材料，进行恢复面测交，选配强优势杂交水稻组合，并进行小区繁种和制种。

作为优选，采用不育系“安粳1A”的保持系“安粳B”为母本。

作为优选，采用不育系“惠农ⅠA”的保持系“惠农B”为父本。

作为优选，采用不育系“安粳1A”作为滇型的不育系材料。

作为优选，所述步骤(3)中与相对应的符合育种目标要求的籼型保持系材料为重点进行转育的转育次数为9次。

作为优选，滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的具体选育过程为：2006年晚季在绍兴选用具有广亲和基因、矮杆、抗病、优质的粳稻保持系安粳B为母本，与矮杆、优质、早熟籼粳交中间偏籼保持系惠农B为父本进行杂交。2006年冬～2007年春在海南杂交F1代再用惠农B回交得B1F1代，2008年晚季在海南对B1F1进行加代。2008年冬～2009年春在海南，在经过回交的中世代中选择偏籼的理想株型，即适中熟期、抗病性好、中矮杆、结实正常的籼型水稻植株，并与安粳1A进行转育，在转育小区中，选择全不育小区或高不育小区与其相对应的籼型保持系材料进行连接转育，直至转育出籼型保持系材料稳定和不育性稳定，即2014年晚季在金华获得的B1F11为所需的广亲和籼型不育系，定名为中-3A、中-2A等，对应的保持系为B9F1。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)转育速度快、稳定快

本发明采用籼粳杂交的中间材料，即选择中间偏籼、矮杆、早熟保持系材料作为父本，与采用籼稻保持系材料为父本相比，转育速度快，稳定快。

(2)恢复面广

本发明育成的广亲和籼型不育系，经初步鉴定，对粳质的粳型恢复系和粳质的籼型恢复系都具有恢复能力，并具有较强的杂种优势，有利于选配强优势组合。

(3)繁种和制种产量高

育成的滇型广亲和籼型不育系，如：中-3A、中-2A等，开花习性好，制种时父本与母本的花时差异小(在半小时内)，柱头外露率高并达80％以上，其中双外露率达50％，有利于进一步提高繁种和制种的产量。

(4)抗逆性好，尤其抗稻瘟病和白叶枯病，米质优。

附图说明

图1为本发明实施例中滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的选育系谱。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

1、资源材料的选定

母本：选用由浙江可得丰种业有限公司培育的保持系安粳B为母本，该保持系的不育系为安粳1A。安粳1A的亲本来源为：甬粳2号A/甬粳2号B/3810//3168，具体选育过程为：2003年春在海南选用抗病、米质优、开花习性好并具有广亲和基因的中熟晚粳甬粳2号保持系为母本，与米质优的3810(中粳)为父本进行杂交，2003年晚季杂交F1代再用矮杆、抗病、米质优的3168(晚粳)杂交，2003年冬至2004年春将复交F1在海南加代，2004年晚季将复交F2株系种植一定群体，对表现较好株系选择矮杆、大穗、早熟、抗性好、米质优的单株用甬粳2号不育系进行转育，2005年春在海南将转育小区中选择全不育株与其相对应的粳型保持系材料进行再连续转育，即2009年晚季131A已为B9F1，相对应的保持系已为复交F11(安粳B)，并将此不育系进行测恢和小面积繁种。

父本：选用由绍兴市农业科学研究院培育的保持系惠农B为父本，该保持系的不育系为惠农ⅠA。惠农ⅠA的亲本来源为：滇型A/早粳春江05//早籼312²连续转育，具体选育过程为：2003年早季选用早熟春江05粳稻为母本，与中矮杆、中熟、优质、抗病的312早籼稻为父本进行杂交，2003年晚季杂交F1代再用312早籼稻回交，2004年早季从回交B1F2后代分离材料中选择偏籼型的理想株型，即矮杆、早熟、结实率正常的株系与滇型不育系材料进行转育，在转育小区中，选择全不育株与其相对应籼型保持系材料进行连续转育，直至转育改良的籼型保持系材料稳定和不育性稳定，即2007年早季惠农ⅠA为B8F1，相对应的保持系为B1F10(惠农B)，进行小面积繁种和测恢。

滇型不育系材料：上述安粳1A，其遗传来源和选育过程如上所述。

2、选育过程

如图1所示，2006年晚季(绍兴)选用具有广亲和基因、矮杆、抗病、优质的粳稻保持系安粳B为母本，与矮杆、优质、早熟籼粳交中间偏籼保持系惠农B为父本进行杂交。2006年冬～2007年春(海南)杂交F1代再用惠农B回交得B1F1代，2008年晚季在海南对B1F1进行加代。2008年冬～2009年春在海南，在经过回交的中世代中选择偏籼的理想株型，即适中熟期、抗病性好、中矮杆、结实正常的籼型水稻植株，并与安粳1A进行转育，在转育小区中，选择全不育小区或高不育小区与其相对应的籼型保持系材料进行连接转育，直至转育出籼型保持系材料稳定和不育性稳定，即2014年晚季(金华)B1F11为所需的广亲和籼型不育系，定名为中-3A，中-2A等，对应的保持系为B9F1。

3、育成的广亲和籼型不育系的特征特性

3.1育性表现

据镜检，花粉败育为园败、染败，不育株率100％，套袋自交结实率为0％，花粉败育率为99.99％，育性稳定。

3.2生育特性

作为本地中稻种植，播始期为80～85天。

3.3形态特征和农艺特性

中矮杆，株高在80～90cm之间，植株整齐，分蘖力中等，每穗平均在150粒左右，繁种和制种产量高，亩产可达500～600斤。

3.4异交特性

异交特性好，开花习性好，制种时父本与母本的花时差异小(在半小时内)，柱头外露率可达80％以上，其中双外露率可达50％左右，制种、繁种产量较高。

3.5稻米米质

该不育系的米质，经检测，其碱消值、蛋白质含量二项指标达部颁1级米标准，胶稠度指标达部颁2级米标准，糙米度、精米度两项指标达部颁3级米标准，透明度指标达部颁4级米标准，整精米度、垩白度指标达部颁5级米标准。

3.6恢复面

本发明育成的广亲和籼型不育系，经鉴定，对粳质的粳型恢复系和粳质的籼型恢复系都具有恢复能力，并具有较强的杂种优势，有利于选配强优势组合。如表1为2014年春(海南)该广亲和籼型不育系(中-3A)与粳质的籼型恢复系材料(m135、m175等)的组合和表现，由表1可见中-3A与粳质的籼型恢复系材料的恢复率基本可达80％以上，其中最高的可达91.7％，而该不育系材料与一般的粳型恢复系材料的恢复率平均在50～70％左右，最高可达80％。

如表1为中-3A与粳质的籼型恢复系材料的组合和表现

注：表1中组合1为中-3A/m135，组合2为中-3A/m175，组合3为中-3A/m181，组合4为中-3A/m183，组合5为中-3A/m135，组合6为中-3A/m212。

3.7抗逆性

稻瘟病鉴定方法：苗期采用人工接种，供试材料浸种、催芽后，每个材料播10～15粒，于水稻3～4叶期，选用稻瘟病优势及致病性较强的菌株10个进行混合喷雾接种，每毫升孢子量为20～30万个，接种量以所有叶片布满孢子液为限。接种后，置于室内恒温(25～28℃)，覆盖湿布保湿24小时，尔后移至室外定时喷雾保湿。

白叶枯病鉴定方法：选用优势菌株Ⅳ型，在水稻分蘖盛期，于傍晚进行剪叶接种鉴定，20天后按全国统一标准调查10张叶片的病情。

本发明中的广亲和籼型不育系(中-3A、中-2A)的抗逆性鉴定结果如表2所示，可见该不育系对稻瘟病和百叶枯病的抗性较好。

表2广亲和籼型不育系(中-3A、中-2A)的抗逆性鉴定结果

Claims (1)

1.一种滇型细胞质育成广亲和籼型不育系的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)选择具有广亲和基因、矮杆、抗病、优质粳稻保持系材料为母本，和已经籼粳杂交选择中间偏籼、矮杆、早熟保持系材料为父本进行杂交，其杂交F1代再用上述父本材料进行回交，上述父本为不育系“惠农ⅠA”的保持系“惠农B”，母本为不育系“安粳1A”的保持系“安粳B”；

(2)在经过回交的中世代中选择偏籼的理想株型，即适中熟期、抗病性好、中矮杆、结实正常的籼型水稻植株，用滇型的不育系材料进行转育，且该滇型的不育系材料为不育系“安粳1A”；

(3)在滇型的细胞质的转育小区中，选择全不育或不育率高的小区，与相对应的符合育种目标要求的籼型保持系材料为重点进行转育且转育次数为9次；

(4)对稳定的不育系材料，进行恢复面测交，选配强优势杂交水稻组合，并进行小区繁种和制种。