CN104982327A - 一种互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于作物遗传育种技术领域，具体来说是涉及一种互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法。一种互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，包括以下步骤：选择保持系亲本组配杂交创建分离世代、创制或者筛选感光特性测验种；保持系单株生育期及其他农艺性状选择、保持系单株互作感光特性测验和选择、系谱法及成对杂交选育新保持系和新不育系和鉴定、定名。本发明的选育方法可实现对杂交稻亲本互作感光特性进行考察，定向选择到互作感光杂交稻不育系；测验互作感光特性的过程，通过创制光温敏不育测验亲本，不需要人工去雄，以较小的精力实现对互作感光特性的测验；同时可与两系不育系选育结合，形成高效的育种统筹体系。

Description

一种互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法

技术领域

本发明属于作物遗传育种技术领域，具体来说是涉及一种互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法。

背景技术

水稻是高温短日照作物，短日照长度，可以加速其发育转变，提早幼穗分化，使生育期缩短；延长日照，则可推迟其发育，幼穗分化延迟，甚至不分化幼穗，称为水稻的感光性。大部分水稻均具备一定的感光性，通常被视为早、中稻的不利农艺性状，但在一些地区是晚稻的重要有利性状。

感光品种是指感光性强的品种，感光品种表现早稻种植不抽穗或者不能正常抽穗，只有晚稻种植(秋季)才能正常抽穗；强感光性为野生型，大多数野生稻表现较强的强感光特性，秋季才能抽穗，感光品种通常受一对基因控制，为显性性状。

互作感光杂交组合是我国华南稻区特殊杂交稻组合，父母本基因互作导致品种感光，在我国华南稻区常年种植面积100万hm²以上。最典型的特性是其母本(不育系)和父本(恢复系)均为感温品种，早晚稻均可制种，但其杂交F₁为感光品种，早稻种植不抽穗(或不能正常抽穗)，晚稻种植抽穗时间相对固定，这种特性特别适宜华南稻区的晚稻气候，极大程度的规避后期低温灾害。在政府组织的品种审定中设有专门的感光组，在广西等地为主要组别。

以博A或博B为代表的互作型感光杂交稻不育系在南方稻区影响极大，从80年代一致使用到现在，虽米质、产量均已较差、较落后，但尚未被替代，仍然主导华南晚稻生产；它与绝大多数的恢复系杂交后代表现感光，但他本身为感温品种，且生育期较短，如早稻在广西南宁种植，播始历期65天左右。相关研究表明，博A及其组配的生育期感光特性可能受多对基因的共同作用，笔者的研究和分析认为，博A存在一对对感光基因有隐性上位作用的感温早熟基因，这是其杂交组合具备特殊感光特征的关键，同时它还受几个影响生育期的其他基因的作用，故其生育期遗传规律表现非常复杂。

选育难度大、进展较缓慢。该类母本不育系选育难度极大，主要难度是在保持系选育过程中，其隐藏的感光特性不能识别，只有在其对应的不育系与恢复系配组时，才能在其F₁世代表现出来。

因此，该类不育系的选育单纯靠几率(如选100个不育系，可能会有1-2个属该类型)，不能早识别、早选择，大量的前期工作是否有效不可预知，严重制约了该类不育系的进步,亟待有效的方法来解决，加快该类不育系育种的进步。

鉴于此，发明人提供了一种互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，很好的解决了该问题，经田间验证，本发明的选育方法可行有效。

发明内容

本发明的目的是针对互作感光三系杂交稻不育系现有选育方法的局限，提供了一种可以定向选育具备互作感光特性的保持系及不育系。

一种互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，包括如下步骤：

(1)选择保持系亲本杂交组配产生分离世代：选择保持系亲本P₁和保持系亲本P₂；组配人工杂交P₁/P₂，并连续种植产生F₂、F₃等分离世代；

(2)创建或者筛选测验种：①创建测验亲本：选择一个恢复P₃和任意一个两用核不育系P₄杂交，用于创建测验品种；组配杂交P₄/P₃，可用P₃作为轮回亲本，回交1-2世代，回交的F₂世代，选择5-10个光温敏不育单株P₅繁殖种子；并人工杂交P₅/P₁，选择P₅/P₁杂交F₁代表现感光的P₅株系，将该P₅株系用作测验亲本；②筛选测验种：两用核不育系P₄可直接作为测验种；直接组配杂交P₄/P₁，选择P₄/P₁的杂交F₁世代表现感光的两用核不育系P₄，将其作为测验种P₅；

(3)保持系单株生育期及其他农艺性状选择：P₁/P₂的F₂-F₈等分离世代，生育期以P₁亲本为对照，选择抽穗期与P₁同或者相近的，然后选择其中综合农艺性状优良、柱头外露率高、植株较矮、符合育种目标的单株，采用系谱法种植和选育；

(4)保持系单株互作感光特性测验和选择：对(P₁/P₂)F₂和(P₁/P₂)F₃世代的入选单株L_i(i＝1,2,3,..n)，与P₅测验种杂交，考察其杂交(P₅/L_i)F₁世代的生育特性，淘汰杂交F₁世代表现不感光的株系L_i，保留杂交F₁世代表现感光的株系L_i；

(5)成对杂交选育新不育系：(P₁/P₂)F₃世代入选单株，以入选单株为父本，以保持系P₁对应的不育系为母本，以入选单株为父本，成对杂交；成对杂交的F₁世代，考察其花粉育性，败育不彻底、部分自交有结实的，连同其父本株系或家系一并淘汰；保留F₁世代花粉败育较彻底、自交不结实的株系或家系为母本，以其父本株系或家系的入选单株作为父本，成对杂交，重复此成对杂交工作4-6世代，直到保持系达到F₈-F₁₀世代，保持系株系和不育系均基本稳定，群体一致性好；

(6)鉴定、定名，产生新的互作感光杂交稻不育系。

本发明的技术方案中，步骤(1)中所述的保持系亲本P₁具备与非感光恢复系杂交F₁表现感光的特性；所述保持系亲本P₂具备优质、高产的优异农艺性状。

本发明的技术方案中，步骤(2)中所述的恢复P₃与P₁杂交F₁表现感光。

作为优选，步骤(4)中所述的感光的评判以感光性适中、最适宜华南稻区的感光组合为对照。

作为优选，所述感光性适中、最适宜华南稻区的感光组合为博优253。

作为优选，步骤(4)中的n＝5-200。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

(1)本发明实现了定向选择可产生互作感光特性的杂交稻不育系。

(2)本发明通过测验过程创制光温敏不育测验亲本，不需要人工去雄，以较小的精力实现对互作感光特性的测验。

(3)本发明选育方法可与两系不育系选育结合，形成高效的育种统筹体系，包括选育亲本和组配杂交组合等过程。

附图说明

图1是本发明的互作感光杂交稻不育系的定向选育方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：互作感光杂交稻不育系933A的选育

一、实施步骤

(1)选择保持系亲本杂交组配产生分离世代：2010年早稻选择具备互作感光特性的保持系亲本P₁(博B)，选择粒型好、香味浓郁的保持系亲本P₂(106B)，组配人工杂交P₁/P₂；2010年晚稻种植产生F₁世代种子；2011年早稻，在广西南宁种植产生F₂世代；

(2)创建互作感光性测验种：2010年早稻选择恢复P3(测253)，和两用核不育系(Y58S)P₄，用于创建测验品种。2010年早稻组配杂交P₄/P₃，2010年晚稻种植产生F₁世代，并用P₃作为轮回亲本，回交1世代；2010年冬季在海南三亚种植BC₁F₁世代；2011年早稻在广西南宁种植BC₁F₂，选择5个光温敏不育单株(P_5-1,P_5-2，P_5-3，P_5-4，P_5-5)，并将单株分成两半(株)，一半人工杂交P₅/P₁，一半放入人工气候箱繁殖种子；2011年晚稻，种植P₅/P₁杂交F₁代，(P₅-3/P₁)F₁表现感光，将该P_5-3株系用作测验亲本；

(3)P₁/P₂后代保持系单株生育期及其他农艺性状选择：2011年早稻，P₁/P₂的F₂分离世代，选择抽穗期与P₁同或者相近(实用性需要)的单株，同时选择其中综合农艺性状优良、柱头外露率高、植株较矮、符合育种目标的单株L₁-L₁₅，后代系谱法种植和选育；

(4)P₁/P₂后代保持系单株互作感光特性测验和选择：2011年晚稻，对(P₁/P₂)F₂世代的入选单株L₁-L₁₅，与P₅测验种杂交，组配杂交P₅/L_1-n；2012年早稻，种植[P₅/L_{x(x＝1,2,3……n)}]F₁，考察其杂交F₁世代的生育期特性，以博优253为对照，保留杂交F₁世代抽穗期表现与博优253同的L_{3、5、8、9、13、15}株系，淘汰杂交F₁世代表现不感光(抽穗明显早于博优253)的L株系；

(5)成对杂交选育新不育系：入选单株，以P₁对应的不育系(博A)为母本，以入选单株为父本，成对杂交；成对杂交的F₁世代，考察其花粉育性，败育不彻底、部分自交有结实的，连同其父本株系或者家系一并淘汰；保留F₁世代花粉败育较彻底、自交不结实的，以此为母本，以其父本株系L_3、8、15的入选单株作为父本，成对杂交，重复此成对杂交工作，直到保持系达到F₈-F₁₀世代，保持系株系和不育系均基本稳定，群体一致性好；

(6)鉴定、定名：产生新的互作感光杂交稻不育系。对基本稳定的保持系和对应的不育系种植约1000株，镜检不育系花粉败育率，套袋自交，观察自交结实率，考察农艺性状，选择农艺性状好的933号保持系材料(933B，L₈后代)及其对应的不育系(933A)，鉴定定名为933A，该不育系生育期特性和博A近似，同时，和大部分恢复系杂交F₁代表现感光，不育系自身农艺性状较优，可达到设置的育种目标。

二、实施效果

(1)实现了定向选育互作感光型杂交稻母本。新不育系和大部分恢复系杂交F₁代表现感光，南宁早稻种植不能正常抽穗，晚稻种植表现较好、正常抽穗，生育特性与博优253等同。

(2)定向选择简便可靠，经过定向测验后的选择，是有用和可靠的，即使只经历一次测验，也是非常可靠的。

(3)选育效率高，利用较小的工作量，实现了定向选择。

实施例2：互作感光杂交稻不育系53A的选育

一、实施步骤

(1)选择保持系亲本杂交组配产生分离世代：2010年早稻选择具备互作感光特性的保持系亲本P₁(博B)，选择粒型好、香味浓郁的保持系亲本P₂(宜香B)，组配人工杂交P₁/P₂；2010年晚稻种植产生F₁世代种子；2011年早稻，在广西南宁种植产生F₂世代。

(2)创建互作感光性测验种：2010年早稻选择恢复P₃(测253)，和两用核不育系(Y58S)P₄，用于创建测验品种。2010年早稻组配杂交P₄/P₃，2010年晚稻种植产生F₁世代，并用P₃作为轮回亲本，回交1世代；2010年冬季在海南三亚种植BC₁F₁世代；2011年早稻在广西南宁种植BC₁F₂，选择5个光温敏不育单株(P_5-1,P_5-2，P_5-3，P_5-4，P_5-5)，并将单株分成两半(株)，一半人工杂交P5/P₁，一半放入人工气候箱繁殖种子；2011年晚稻，种植P₅/P₁杂交F₁代，(P_5-3/P₁)F₁表现感光，将该P_5-3株系用作测验亲本。

(3)P₁/P₂后代保持系单株生育期及其他农艺性状选择：2011年早稻，P₁/P₂的F₂分离世代，选择抽穗期与P₁同或者相近(实用性需要)的单株，同时选择其中综合农艺性状优良、柱头外露率高、植株较矮、符合育种目标的单株L₁-L₁₅，后代系谱法种植和选育。

(4)P₁/P₂后代保持系单株互作感光特性测验和选择：2011年晚稻，对(P₁/P₂)F₂世代的入选单株L₁-L₁₅，与P₅测验种杂交，组配杂交P₅/L_1-n；2012年早稻，种植[P₅/L_{x(x＝1,2,3……n)}]F₁，考察其杂交F₁世代的生育期特性，以博优253为对照，保留杂交F₁世代抽穗期表现与博优253同的L_{2、4、7、9、12、13}株系，淘汰杂交F₁世代表现不感光(抽穗明显早于博优253)的L株系。

(5)成对杂交选育新不育系：入选单株，以P₁对应的不育系(博A)为母本，以入选单株为父本，成对杂交；成对杂交的F₁世代，考察其花粉育性，败育不彻底、部分自交有结实的，连同其父本株系或者家系一并淘汰；保留F₁世代花粉败育较彻底、自交不结实的，以此为母本，以其父本株系L_2、7、9的入选单株作为父本，成对杂交，重复此成对杂交工作，直到保持系达到F₈-F₁₀世代，保持系株系和不育系均基本稳定，群体一致性好。

(6)鉴定、定名，产生新的互作感光杂交稻不育系：对基本稳定的保持系和对应的不育系种植约1000株，镜检不育系花粉败育率，套袋自交，观察自交结实率，考察农艺性状，选择农艺性状好的933号保持系材料(53B，L₂后代)及其对应的不育系(53A)，鉴定定名为53A，该不育系生育期特性和博A近似，同时，和大部分恢复系杂交F₁代表现感光，不育系自身农艺性状较优，可达到设置的育种目标。

二、实施效果

(1)实现了定向选育互作感光型杂交稻母本。

(2)定向选择简便可靠，经过定向测验后的选择，是有用和可靠的，即使只经历一次测验，也是非常可靠的。

实施例3：互作感光杂交稻不育系新光A的选育

一、实施步骤

(1)选择保持系亲本杂交组配产生分离世代：2010年早稻选择具备互作感光特性的保持系亲本P₁(丰田B)，选择粒型好、香味浓郁的保持系亲本P₂(宜香B)，组配人工杂交P₁/P₂；2010年晚稻种植产生F₁世代种子；2011年早稻，在广西南宁种植产生F₂世代；

(2)创建互作感光性测验种：2010年早稻选择恢复P₃(测253)，和两用核不育系(Y58S)P₄，用于创建测验品种。2010年早稻组配杂交P₄/P₃，2010年晚稻种植产生F₁世代，并用P₃作为轮回亲本，回交1世代；2010年冬季在海南三亚种植BC₁F₁世代；2011年早稻在广西南宁种植BC₁F₂，选择5个光温敏不育单株(P_5-1,P_5-2，P_5-3，P_5-4，P_5-5)，并将单株分成两半(株)，一半人工杂交P₅/P₁，一半放入人工气候箱繁殖种子；2011年晚稻，种植P₅/P₁杂交F₁代，(P_5-3/P₁)F₁表现感光，将该P_5-3株系用作测验亲本；

(3)P₁/P₂后代保持系单株生育期及其他农艺性状选择：2011年早稻，P₁/P₂的F₂分离世代，选择抽穗期与P₁同或者相近(实用性需要)的单株，同时选择其中综合农艺性状优良、柱头外露率高、植株较矮、符合育种目标的单株L₁-L₁₅，后代系谱法种植和选育；

(4)P₁/P₂后代保持系单株互作感光特性测验和选择：2011年晚稻，对(P₁/P₂)F₂世代的入选单株L₁-L₁₅，与P₅测验种杂交，组配杂交P₅/L_1-n；2012年早稻，种植[P₅/L_{x(x＝1,2,3……n)}]F₁，考察其杂交F₁世代的生育期特性，以博优253为对照，保留杂交F₁世代抽穗期表现与博优253同的L_{1、2、5、9、12、13}株系，淘汰杂交F₁世代表现不感光(抽穗明显早于博优253)的L株系；

(5)成对杂交选育新不育系。入选单株，以P₁对应的不育系(博A)为母本，以入选单株为父本，成对杂交；成对杂交的F₁世代，考察其花粉育性，败育不彻底、部分自交有结实的，连同其父本株系或者家系一并淘汰；保留F₁世代花粉败育较彻底、自交不结实的，以此为母本，以其父本株系的入选单株作为父本，成对杂交，重复此成对杂交工作，直到保持系达到F₈-F₁₀世代，保持系株系和不育系均基本稳定，群体一致性好；

(6)鉴定、定名，产生新的互作感光杂交稻不育系：对基本稳定的保持系和对应的不育系种植约1000株，镜检不育系花粉败育率，套袋自交，观察自交结实率，考察农艺性状，选择农艺性状好的保持系材料(13B，L₁₃后代)及其对应的不育系(13A)，鉴定定名为新光A，该不育系生育期特性和博A近似，同时，和大部分恢复系杂交F₁代表现感光，不育系自身农艺性状较优，可达到设置的育种目标。

二、实施效果

(1)实现了对互作感光特性的定向选择。

(2)实现了定向选育互作感光型杂交稻母本。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)选择保持系亲本杂交组配产生分离世代：选择保持系亲本P₁和保持系亲本P₂；组配人工杂交P₁/P₂，并连续种植产生F₂、F₃等分离世代；

(2)创建或者筛选测验种：①创建测验亲本：选择一个恢复P₃和任意一个两用核不育系P₄杂交，用于创建测验品种；组配杂交P₄/P₃，可用P₃作为轮回亲本，回交1-2世代，回交的F₂世代，选择5-10个光温敏不育单株P₅繁殖种子；并人工杂交P₅/P₁，选择P₅/P₁杂交F₁代表现感光的P₅株系，将该P₅株系用作测验亲本；②筛选测验种：两用核不育系P₄可直接作为测验种；直接组配杂交P₄/P₁，选择P₄/P₁的杂交F₁世代表现感光的两用核不育系P₄，将其作为测验种P₅；

(3)保持系单株生育期及其他农艺性状选择：P₁/P₂的F₂-F₈等分离世代，生育期以P₁亲本为对照，选择抽穗期与P₁同或者相近的，然后选择其中综合农艺性状优良、柱头外露率高、植株较矮、符合育种目标的单株，采用系谱法种植和选育；

(4)保持系单株互作感光特性测验和选择：对(P₁/P₂)F₂和(P₁/P₂)F₃世代的入选单株L_i(i＝1,2,3,..n)，与P₅测验种杂交，考察其杂交(P₅/L_i)F₁世代的生育特性，淘汰杂交F₁世代表现不感光的株系L_i，保留杂交F₁世代表现感光的株系L_i；

(5)成对杂交选育新不育系：(P₁/P₂)F₃世代入选单株，以入选单株为父本，以保持系P₁对应的不育系为母本，以入选单株为父本，成对杂交；成对杂交的F₁世代，考察其花粉育性，败育不彻底、部分自交有结实的，连同其父本株系或家系一并淘汰；保留F₁世代花粉败育较彻底、自交不结实的株系或家系为母本，以其父本株系或家系的入选单株作为父本，成对杂交，重复此成对杂交工作4-6世代，直到保持系达到F₈-F₁₀世代，保持系株系和不育系均基本稳定，群体一致性好；

(6)鉴定、定名，产生新的互作感光杂交稻不育系。

2.根据权利要求1所述的互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，其特征在于，步骤(1)中所述的保持系亲本P₁具备与非感光恢复系杂交F₁表现感光的特性；所述保持系亲本P₂具备优质、高产的优异农艺性状。

3.根据权利要求1所述的互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，其特征在于，步骤(2)中所述的恢复P₃与P₁杂交F₁表现感光。

4.根据权利要求1所述的互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，其特征在于，步骤(4)中所述的感光的评判以感光性适中、最适宜华南稻区的感光组合为对照。

5.根据权利要求4所述的互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，其特征在于，所述感光性适中、最适宜华南稻区的感光组合为博优253。

6.根据权利要求1所述的互作感光三系杂交稻不育系的定向选育方法，其特征在于，步骤(4)中的n＝5-200。