CN104871956A

CN104871956A - 一种杂交水稻生产方法

Info

Publication number: CN104871956A
Application number: CN201510291745.2A
Authority: CN
Inventors: 谭炎宁; 段美娟; 袁定阳; 杨震; 袁隆平; 邓华凤; 孙志忠; 余东; 孙学武; 何强; 郭国强; 彭锐; 刘瑞芬; 盛夏冰
Original assignee: Hunan Hybrid Rice Research Center
Current assignee: Hunan Hybrid Rice Research Center
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2015-09-02

Abstract

本发明提供一种杂交水稻生产方法，选用温敏不育系T98S作为制作母本，选择T优组合的父本R作为制种父本；在T98S处于不育状态下对R进行高温制种；所述T98S是从三系保持系T98B辐射后代中获得的一个稳定遗传的温敏不育系，T98S的高温不育与低温可育特性受细胞核基因tms5控制，在育性敏感期日均气温高于23.5℃时不育，用来生产杂交种。本发明方法在保障原T优组合的基本性状与基本遗传背景不发生改变的条件下，有效地简化了组合制种程序，提高了制种效率。

Description

一种杂交水稻生产方法

技术领域

本发明属于杂交水稻制种领域，具体涉及一种新的杂交种子的生产。

背景技术

三系杂交水稻的制作程序相对繁琐，制种效率相对较低，简化杂交水稻制作流程，提高组合制种效率和效益是杂交水稻生产的必然要求。T98A型号水稻种子是目前应用面积较大的中熟早籼型三系不育系，具有米质好、配合力强，柱头外露率与异交率高等突出特点；利用T98A作为不育系，共选配了50余个涵括早、中、晚不同熟制类型的“T优”系列杂交组合，几乎所有组合的品质都达到了二级或三级优质米标准，大部分组合的制种产量高达250kg/亩以上，“T优”系列杂交组合的种植区域覆盖了整个长江流域。然而，T98A属于细胞质与细胞核互作型雄性不育，这种质核互作遗传体系使得T98A不能实现自我繁殖，转而需要借助保持系T98B作为中间亲本进行繁殖，这无疑影响了组合的制种效率。

按照生产流程，“T优”系列杂交种子的生产可简单分为“繁保”、“制不”和“制F1”三个环节。其中：“繁保”即繁殖T98A的保持系T98B；“制不”即以T98A为母本、以保持系T98B为父本进行制种，获得不育系T98A的种子；“制F1”即利用T98A为母本，以携带野败恢复基因的恢复系(如先恢207)作为父本，生产杂交组合(如T优207)的种子。这三个环节环环相扣，共同决定着杂交组合的制种效率和制种产量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种杂交水稻的生产方法，其能够克服现有技术中杂交水稻生产流程繁琐，制种效率低的缺陷。

为了达到上述发明目的及其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种杂交水稻生产方法，包括以下步骤：选用温敏不育系T98S作为制作母本，选择T优组合的父本R作为制种父本；在T98S处于不育状态下对R进行高温制种；所述T98S是从保持系T98B辐射后代中获得的一个稳定遗传的温敏不育系，T98S的高温不育与低温可育特性受细胞核基因tms5控制，在育性敏感期日均气温高于23.5℃时不育，用来生产杂交种。

本发明中T98S是从保持系T98B的辐射后代中获得的稳定遗传的温敏不育新品系。除不育特性和败育形式不同以外，T98S与T98A的基本生物学特性与农艺特性一致；二者的基本遗传背景完全相同。

本发明中所述T98S通过⁶⁰Co-γ射线辐射处理T98B成熟种子并经过选育筛选后获得。

优选地，所述T98S为温敏型不育，在气温高于28℃条件下，T98S以无花粉败育形式为主，彻底败育；在低于23.5℃时，花粉育性恢复，正常结实。

优选地，所述T98S的温敏不育特性受细胞核基因tms5控制，具有低温可育与高温不育特点，可利用特定的温度生态条件分别实现自身繁殖和杂交组合制种；tms5的基因座号为Os02g0214300。

优选地，所述T98B为一种早籼中熟类型三系不育系T98A的保持系，T98A含有野败不育细胞质，T98A的品种权授权公告号为CNA20030224.8。

优选地，所述T98S与T98B具有一致的遗传背景，即参照农业行业标准NY/T1433 2007水稻品种鉴定DNA指纹方法，使用48对SSR引物检测T98S和T98B基因组，每对引物在T98S和T98B中的带型完全相同。

优选地，所述父本R属于野败类型恢复系。

本发明中父本为综合性状优良的野败恢复系；父本的选择程序是：对T98S、T98A分别与同一恢复系所配的杂交组合(简称为“同恢组合”，其中T98S所配的组合标记为“SF”，T98A所配的组合标记为“AF”)的综合农艺特性进行全面比较，重点考察组合的生育期、株型、产量要素和耐高低温、抗病虫等性状；以SF的丰产性与适应性不亚于AF作为依据，确定制种父本。

优选地，所述父本R选自T优组合的父本，所述T优组合选自T优663、T优296、瑞丰788、T优023、T优H505、T优1655、T优682、T98优1号、T优817、T优5128、黔优568、遵优3号、T优618、T优353、T优100、T优115、T优1128、T优277、T优118、T优585、T优832、T优109、明优6号、T优535、T优272、T优15、T优898、隆平006、隆平305、T优608、农华优809、T优615、T优974、T优463、T优433、皖稻203、T优167、T优855、T优1202、T优180、T优597、T优300、T优640、T优227、T优82、T优705、隆平048、T优968、T优259、T优207、T优706、T优111和T优6135中的一种。

表1为本发明中已经通过审定的T优系列杂交组合。其中表1中T98A为母本。

表1

优选地，T98S处于不育状态是指在T98S的育性敏感期的环境温度条件为日均气温高于23.5℃或日最低温度高于21℃。

本发明中所述育性敏感期是指抽穗前10～20天的幼穗分化IV～VI期。

优选地，所述高温制种是指扬花授粉安全期内日平均气温为26～30℃，且最高温度不超过35℃，最低温度不低于25℃。

本发明中以T98S为母本，以上述所述父本R种子为父本进行制种；统筹安排育性转换安全期、扬花授粉安全期和收获安全期，确保组合在安全条件下高产制种，并保障种子纯度达到96％的国家标准。

T98S属于中熟早籼类型，在长沙春播12片叶、播始历期72天，秋播11片叶、播始历期58天；株型松散适中，分蘖力中等，株高72-80cm，穗偏长且着粒密度适中(主穗穗长23cm，颖花数130粒左右)，谷粒偏长(长宽比3.1)，千粒重24g；叶较长(剑叶长25-32cm)；柱头、稃尖、叶鞘均无色；花时早，一般晴天8：00始花，10：00进入开花高峰期，外露率70％。

本发明还公开了如上述所述方法在杂交水稻生产中的用途。

一种杂交水稻，由上述任一所述方法制备获得。

相比而言，两系杂交稻(以下简称“两系”)的种子生产程序更为简化，省去了三系的“制不”环节，仅需要“繁不”和“制F1”两个环节，“繁不”即繁殖两系不育系。两系制种程序得以简化的原因是利用了一种具有光温敏不育特性的特殊材料作为不育系，这种不育系的育种只受细胞核基因控制，且在不同的光温条件下能够发生育性转换，利用不育系在低温条件下的可育特性实现自身繁殖，利用不育系在高温条件下的不育特性进行组合制种。

本发明提供了一种利用具有与T98A相同遗传背景的温敏不育系T98S来替代T98A进行杂交种子生产的方法；该方法在保障原T优组合的基本性状与遗传结构不发生改变的条件下，有效地简化了组合制种程序，提高了制种效率。

本发明中公开的一种杂交水稻生产的方法克服了现有技术中的种种缺陷而具有创造性。

附图说明

图1为采用现有技术中三系杂交种及本发明中两系杂交种生产及其不育系繁殖简图。

图2为利用48个水稻品种指纹分析通用SSR标记检测T98S与野生型T98B之间多态性的测试结果。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

温敏不育系T98S源于三系保持系T98B的辐射突变，经遗传分析证实T98S具有T98B的遗传背景。温敏不育系T98S的选育流程：

(1)⁶⁰Co-γ射线处理T98B成熟种子2010年3月下旬，在湖南长沙利用辐射剂量为300Gy的⁶⁰Co-γ射线处理9000粒饱满的T98B成熟种子；将处理后的M1代种子在苗床上播种育秧，于三叶一心期移入大田，单本栽插；在成熟期，按每单株收取主茎穗尖10粒种子的标准进行混收，混收后的种子即成M2代。

(2)温敏不育株的鉴定2010年12月下旬，将混收后的M2种子匀出30000粒在海南三亚种植成一个包含约25000个单株的M2群体，按常规方法进行田间管理；于整个生长季节观察M2群体中植株的形态特征，筛选花粉败育的雄性不育单株；2011年4月，将雄性不育单株禾蔸带回长沙，发现有一个编号为BM2-10的单株在5月下旬至6月上旬能正常散粉和结实，而在7月上旬至9月中旬的自然高温下表现为完全不育，当进入10月上旬后，不育植株的再生小穗开始散粉并结籽，表明该单株具有温敏不育特征，并将其命名为“T98S”。人工控温试验发现，当幼穗分化经历34℃的高温处理后，T98S的花药呈白色，干瘪，细针形，花药内无花粉产生，为无花粉型不育；当幼穗分化经28℃的相对高温处理后，花药呈浅黄色、长圆柱型，花药内积累了少量的圆败型花粉，但仍不能结实；当幼穗分化经历22℃的相对低温处理后，花药呈黄色，相对饱满的长圆柱型，花药内积累了较多的可染花粉粒，能散粉结实。此后，2012-2014年连续3年6个自然生长季分别在三亚与长沙复测花粉育性，其结果皆证实T98S为一个高温不育、低温可育的温敏不育材料。如表2所示。

(3)T98S携带温敏不育基因tms5经等位性测验发现，T98S与温敏不育系Y58S(携带温敏不育基因tms5)的杂交F1植株全为温敏不育，表明T98S与Y58S携带的不育基因等位；对TMS5位点(Os02g0214300)测序发现，在T98S中该基因起始密码子“ATG”下游的第71位碱基处发生了一个由“C”至“A”的单核苷酸突变，该位点突变的分子机制恰好与温敏不育系Y58S一致，都是由tms5的该位点突变导致转录提前终止，不能形成功能蛋白，引发温敏不育。

(4)温敏不育系T98S的背景检测为检测T98S是否为T98B的真实突变，而非串粉引起，参照农业行业标准NY/T1433 2007水稻品种鉴定DNA指纹方法，使用了48对SSR引物检测T98S和T98B基因组，发现每对引物在T98S和T98B中的带型完全相同，由此证实T98S为T98B突变。

T98S属于感温性强的早籼类型不育系；不论是春播还是夏播，T98S与T98A的播始历期一致，都较T98B长4d左右，这是由于雄性不育导致包颈，延迟抽穗(表2)。

在植株形态上，T98S株型与T98B一致，松散适中，叶较长(剑叶长25-32cm)，分蘖力为11-13个，株高75-80cm，穗偏长且着粒密度适中(主穗穗长23cm，颖花数130粒左右)，千粒重约为24g，长粒，柱头、稃尖、叶鞘均无色。

实施例2

T98S、T98A与相同恢复系所配组合的基本特征特性一致，T98S所配组合的适应性稍优于T98A所配组合。

T98S、T98A与同一野败恢复系所配组合互为同恢组合；在形态上，同恢组合的株型、穗型、粒型十分接近；在生育期上，由先恢207(R207)、湘恢299(R299)配制的组合为晚籼中迟熟类型，由明恢63(MH63)、蜀恢527(R527)配制的组合为中籼迟熟和中熟类型，但不论是哪组同恢组合，T98S与T98A所配组合之间的生育期没有明显差异；在产量结构上，同恢组合的有效穗、每穗粒数和千粒重亦没有显著差异，在结实率方面，以母本T98S配制的4个组合都要高于T98A所配组合，平均提高了4.1％，这与T98S摆脱了T98S的细胞质负效应而对高温的适应性增强有关；在单株产量上，由于结实率增加使T98S与R299、R527配制的杂交组合要高于T98A，而其他两组组合间的差异不大，如表3所示。

表2 温敏核不育系T98S的基本农艺特性观察

i千粒重：为三亚数据。

表3 T98S、T98A与同一恢复系所配组合的产量性状比较

实施例3

在高温下，T98S与T98A同恢组合的制种产量相当。

2012年和2013年，利用夏季高温条件在湖南长沙对组合T98S/R207和T98A/R207进行了同步制种，两年结果都证实，T98S/R207的制种产量与T98A/R207相当，平均亩制种产量分别为254.2kg和248.8kg。

组合制种要点为：1)确保安全扬花。T98S的扬花期适宜安排在7月上旬至8月下旬，最好安排在8月中旬至下旬。2)合理安排播插期。T98S于6月25日播种，8月24日前后始穗(育性敏感期在8月10日至14日，日均气温为32℃，日最低温为27℃)；父本于母本播前的第30天(5月25日)和第36天(5月19日)分两期播种，确保父母本花期相遇。3)构建丰产群体。父母本行比为2∶(10-12)，父本大田用种量12～16kg/hm²，母本大田用种量36～45kg/hm²；母本栽插密度为16.7cm×16.7cm，每穴3～4颗苗，父本栽插密度为20.0cm×20.0cm，每穴4～5颗苗。4)防止稻瘟病、纹枯病、黑粉病、卷叶螟等病虫害。5)加强人工辅助赶粉，提高结实率。当母本抽穗30-40％、父本抽穗5-10％时，按180g/hm²的施用量喷施“九二○”；当父本抽穗达20％后，于开花盛期每天辅助赶粉3-4次，连续赶粉4-5d；抢晴好天气收割。见表4.

表4.T98S和T98A分别制种R207的制种产量

T优207是应用面积较大的T优组合，通过了贵州、广西、湖南、湖北、江西等省份的审定。T98S能替代T98A进行杂种生产是基于以下原理：(1)T98S源于T98B的真实变异，T98S与T98B/T98A的细胞核除存在一个温敏不育位点(tms5)的差异外，其他遗传组分一致，T98S与T98B/T98A的基本特征特性也一致(见表1和图2)；(2)基于T98S与T98A具有相同的核背景，因此，T98S与T98A的同恢组合的基本遗传组分也具有一致性，二者的同恢组合在基本特征特性上具有一致性；(3)由于T98S保持了T98A的优良异交习性，确保了T98S组合的制种产量不低于T98A所配同恢组合的制种产量，这在表4中得到了验证。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种杂交水稻生产方法，包括以下步骤：选用温敏不育系T98S作为制作母本，选择T优组合的父本R作为制种父本；在T98S处于不育状态下与R进行高温制种；所述T98S是从三系保持系T98B辐射后代中获得的一个稳定遗传的温敏不育系，T98S的高温不育与低温可育特性受细胞核基因tms5控制，在育性敏感期日均气温高于23.5℃时不育，用来生产杂交种。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述T98S为温敏型不育，在气温高于28℃条件下，T98S以无花粉败育形式为主，彻底败育；在低于23.5℃时，花粉育性恢复，正常结实。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述T98B为一种早籼中熟类型三系不育系T98A的保持系，T98A含有野败不育细胞质，T98A的品种权授权公告号为CNA20030224.8。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述T98S与T98B具有一致的遗传背景，即参照农业行业标准NY/T1433 2007水稻品种鉴定DNA指纹方法，使用48对SSR引物检测T98S和T98B基因组，每对引物在T98S和T98B中的带型完全相同。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述父本R属于野败类型恢复系，所述父本R是T优组合的父本，所述T优组合选自T优663、T优296、瑞丰788、T优023、T优H505、T优1655、T优682、T98优1号、T优817、T优5128、黔优568、遵优3号、T优618、T优353、T优100、T优115、T优1128、T优277、T优118、T优585、T优832、T优109、明优6号、T优535、T优272、T优15、T优898、隆平006、隆平305、T优608、农华优809、T优615、T优974、T优463、T优433、皖稻203、T优167、T优855、T优1202、T优180、T优597、T优300、T优640、T优227、T优82、T优705、隆平048、T优968、T优259、T优207、T优706、T优111以及T优6135中的一种。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，T98S处于不育状态是指在T98S的育性敏感期的环境温度条件为日均气温高于23.5℃或日最低温度高于21℃。

7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述高温制种是指扬花授粉安全期内日平均气温为26～30℃，且最高温度不超过35℃，最低温度不低于25℃。

8.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述育性敏感期是指抽穗前10～20天的幼穗分化IV～VI期。

9.如权利要求1～8任一所述方法在杂交水稻生产中的用途。

10.一种杂交水稻，由权利要求1～8任一所述方法制备获得。