CN105075848A - 杂交水稻的选育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种杂交水稻的选育方法，属于杂交水稻的选育领域。本发明杂交水稻的选育方法，包括：分别选育长穗颈、短叶不育系和长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系；然后不育系为母本与恢复系测交，种植测交F1代，选择性状优良的杂交组合，即得。本发明通过培育短窄叶和高颈秆强度的杂交水稻亲本，达到制种时不割叶、不喷施“920”的情况下，增强父本颈秆强度和父本的花粉扩散能力，减少了授粉障碍，提高结实率，提高制种产量和制种效率，降低了制种和生产成本，减少杂交水稻制种时对劳动力的依赖，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种杂交水稻的选育方法，尤其涉及一种通过选育短窄叶和高颈秆强度的杂交水稻亲本以提高制种产量和效率的方法，属于杂交水稻的选育领域。
背景技术
水稻是中国的主要粮食作物，目前水稻年种植面积约4.3-4.4亿亩，其中杂交水稻年种植面积约为2.2亿亩，占总水稻面积的50％以上，为中国水稻大幅度增产和粮食安全作出了巨大贡献。
当前，中国推广的绝大部分杂交组合，制种赶粉时，为了减少叶片对花粉的阻挡，促进父本(恢复系)的花粉向母本(不育系)传播，排除授粉障碍，提高授粉效率，增加结实率，以获得更高的制种产量，常常采取的措施是：全田大约5％穗子抽出叶鞘时，割去剑叶的1/3，减少传粉障碍；全田约有10％穗子伸出叶鞘时，喷施一定剂量的“920”(赤霉素，GA3)，促进穗茎节伸长，便于传粉。割叶和喷施“920”需要大量的劳力支持和相关费用。这一方面与当前大量的农村劳动力向城市转移，直接从事农业劳动力大幅度减少的现状相抵触；另一方面导致制种成本增加，杂交种价格居高不下，影响杂交水稻的推广和应用。
因此，增加杂交水稻制种田中父本的花粉活力和扩散能力，减少授粉障碍，提高结实率、降低制种和生产成本，是应对当前直接从事农业的劳动力减少，降低生产成本和提高杂交水稻生产技术竞争力的有效途径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种杂交水稻的选育方法，该方法通过培育短窄叶和高颈秆强度的杂交水稻亲本，达到制种时不割叶、不喷施“920”的情况下，增强父本颈秆强度，提高制种产量和制种效率，节约成本。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
本发明公开了一种杂交水稻的选育方法，包括以下步骤：(1)选育长穗颈、短叶不育系；(2)选育长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系；(3)以步骤(1)的不育系为母本，与步骤(2)的恢复系测交，获得测交F1代；(4)种植测交F1代，选择性状优良的杂交组合，即得。
在适宜生态区种植测交F1代(>50株)，选择产量等性状优良杂交组合。对中选杂交组合，配置足够数量的种子。在多个生态区种植候选杂交组合，种植面积≥120m2，2-3次重复，小区考种并测产，选择产量等性状优良的杂交组合。对中选组合进行一定面积的制种，并在多个生态区进行种植，种植面积在330m2以上，选择产量等农艺性状优良的杂交组合，即为具有制种效率高的杂交水稻新组合。
其中，步骤(1)所述长穗颈、短叶不育系的选育，包括：(a)以长穗颈两系核不育系为母本与短叶亲本杂交，然后以所述长穗颈两系核不育系为轮回亲本连续回交2-3次后自交，获得BC2-3F2代；(b)将BC2-3F2代进行多代自交，获得长穗颈、短叶性状稳定的株系，进行育性鉴定，即得。
其中，步骤(b)将BC2-3F2代进行多代自交，获得长穗颈、短叶性状稳定的株系，包括：
(Ⅰ)在高温、长日条件下种植BC2-3F2代，始穗期选择长穗颈、短叶、不育且性状优良的单株，割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子；
(Ⅱ)同一年，在低温、短日条件下种植步骤(Ⅰ)收获的种子，选取长穗颈、短叶且性状优良的单株自交，收获种子；
(Ⅲ)下一年，在高温、长日条件下种植步骤(Ⅱ)收获的种子，始穗时选择长穗颈、短叶、不育且性状优良单株，割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子；
(Ⅳ)重复步骤(Ⅱ)和步骤(Ⅲ)，获得性状稳定的株系，即得。
步骤(Ⅰ)或(Ⅲ)所述高温、长日条件为合肥的5月初；步骤(Ⅱ)所述低温、短日条件为海南的11月中旬；步骤(Ⅱ)或步骤(Ⅲ)所述种植为种植成株行；所述育性鉴定是按照中华人民共和国农业行业标准《水稻光、温敏雄性核不育系育性鉴定规程NY/T1215-2006》标准进行育性鉴定。
本发明杂交水稻选育方法，步骤(2)所述长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系的选育，包括：(a)选育长穗颈、短叶株系；(b)选育长穗颈、粗秆株系；(c)以长穗颈、短叶株系为母本与长穗颈、粗秆株系杂交后自交，在F2代分离群体中，选择长穗颈、短叶、粗秆单株，连续自交，获得性状稳定的长穗颈、短叶、颈秆抗折力强的单株，即得。
其中，步骤(a)所述长穗颈、短叶株系的选育包括：(Ⅰ)以长穗颈恢复系为母本与短叶亲本杂交，获得杂种F1代；然后以所述长穗颈恢复系为轮回亲本回交2-3代后自交，获得BC2-3F2代；或者，将杂种F1代自交，获得F2代；(Ⅱ)种植BC2-3F2或F2代群体，选择长穗颈、短叶且性状优良的单株，收获种子并连续自交，获得性状稳定的长穗颈、短叶株系。步骤(b)所述长穗颈、粗秆株系的选育包括：(Ⅰ)以长穗颈恢复系为母本与粗秆亲本杂交，获得杂种F1’代，然后以长穗颈恢复系为轮回亲本回交2-3代后自交，获得BC2-3F2’代；或者，将杂种F1’代自交，获得F2’代；(Ⅱ)种植BC2-3F2’或F2’代群体，选择长穗颈、粗秆且性状优良的单株，收获种子并连续自交，获得性状稳定的长穗颈、粗秆株系。
本发明所述性状稳定是所选择的株系不发生性状分离。本发明所述性状优良包括产量高、抗病虫能力强、品质好、早熟或晚熟等农艺性状，具体的可根据育种目标确定。
本发明所述长穗颈恢复系包括：长穗颈恢复系ym34；所述短叶亲本包括：短叶亲本ym75；所述粗秆亲本包括：粗秆亲本ym01。本发明所述长穗颈两系核不育系包括：长穗颈两系核不育系e-N779S；所述短叶亲本包括：短叶亲本ym66。
本发明对不育系、恢复系、短叶亲本和粗秆亲本没有特殊限制，生产中常用的优良不育系、恢复系，以及满足短叶或粗秆的所有水稻种质均适用于本发明。
本发明杂交水稻选育方法与一般杂交水稻选育方法进行比较，结果表明，一般杂交水稻在制种赶粉时，为了减少叶片对花粉的阻挡，排除授粉障碍，需要人工割叶，导致制种成本增加；如果不割叶，由于叶片对花粉的阻挡，造成授粉障碍，降低了授粉效率，进而造成制种产量明显下降，收益减少。而本发明通过培育长穗颈、短叶不育系和长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系，达到制种时不割叶、不喷施“920”的情况下，增强杂交水稻制种田中父本的颈秆强度和父本的花粉扩散能力，减少了授粉障碍，提高结实率，提高制种产量，降低了制种和生产成本。
本发明技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过培育短窄叶和高颈秆强度的杂交水稻亲本，达到制种时不割叶、不喷施“920”的情况下，增强父本颈秆强度，提高制种产量和制种效率，减少杂交水稻制种时对劳力的依赖，节约成本。
本发明所涉及到的术语定义
除非另外定义，否则本文所用的所有技术及科学术语都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所了解相同的含义。
“不育系”包括“三系不育系”和“两系不育系”。三系不育系意指将选择到的雄性不育单株与可育的个体杂交再经连续回交培育而成的具有雄性不育特征且整齐一致的品质。两系不育系意指光温敏不育系，其育性转换与日照长短和温度高低有密切关系，在长日高温条件下，它表现雄性不育；在短日低温条件下，恢复雄性可育。
“恢复系”意指某一品系与不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征。
“回交”意指两个亲本杂交产生的杂种再与亲本之一进行杂交。一般在第一次杂交时选具有优良特性的品种作母本，而在以后各次回交时作父本，这一亲本在回交时叫轮回亲本。
“自交”意指来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型个体间的交配或来自同一无性繁殖系的个体间的交配。
“测交”，在水稻上，测交指以不育系为母本，与不同恢复系杂交，测定亲本的配合力，选择杂种1代优势强的杂交组合。
附图说明
图1为长穗颈、短叶不育系选育流程；
图2为长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系的选育流程。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
实施例1高制种效率杂交水稻的选育
1、长穗颈、短叶不育系的选育
(1)将诱变获得的长穗颈两系核不育系e-N779S[以0.5％的EMS对N779S(1892S(培矮64S的变异单株)/7J278(75-1-127/CBB23F3))诱变获得的长穗颈不育系，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售)为母本与短叶亲本ym66(以0.5％的EMS对扬稻6号进行诱变，在诱变2代获得的短叶突变单株，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售)杂交，并以e-N779S为轮回亲本连续回交2-3次后，自交，获BC2-3F1种子(即BC2-3F2代)。
(2)合肥，5月初种植BC2-3F2代，始穗期选择具有长穗颈、短叶(特别是倒1叶短小或严重退化)，且农艺性状优良的单株镜检，无花粉单株割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子。
(3)同年，海南，11月中旬种植，选取农艺性状优良的单株自交，并收种。
(4)下一年，合肥，5月初种植，始穗时选择优良单株镜检，无花粉单株割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子。
(5)重复步骤(3)和步骤(4)，性状稳定后，按照中华人民共和国农业行业标准《水稻光、温敏雄性核不育系育性鉴定规程NY/T1215-2006》标准进行育性鉴定，符合标准的株系即为长穗颈、短叶不育系esl-N780S。
2、长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系的选育
(1)将诱变获得的长穗颈恢复系ym34(以0.5％的EMS对扬稻6号进行诱变，在诱变2代获得的长穗颈突变单株，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售)为母本，分别与短叶亲本ym75(以0.5％的EMS对扬稻6号进行诱变，在诱变2代获得的短叶突变单株，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售)杂交并自交，获F1(短叶)种子(即短叶F2代)。
(2)将诱变获得的长穗颈恢复系ym34为母本分别与粗秆亲本ym01(以0.5％的EMS对扬稻6号进行诱变，在诱变2代获得的粗秆突变单株，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售)杂交并自交，获F1(粗秆)种子(即粗秆F2代)。
(3)种植短叶F2代群体，在F2(短叶)群体中选择具有长穗颈、短叶(特别是倒1叶短小或严重退化)，且农艺性状优良的单株，收获种子并连续自交，获得农艺性状稳定的株系Line(长穗颈、短叶)。
(4)种植粗秆F2代群体，选择具有长穗颈、粗秆，且农艺性状优良的单株，收获种子并连续自交，获得农艺性状稳定的株系Line(长穗颈、粗秆)。
(5)将株系Line(长穗颈、短叶)为母本与株系Line(长穗颈、粗秆)杂交后并自交，在F2代分离群体中，选择长穗颈、短叶、粗秆，且农艺性状优良的单株连续自交，获得农艺性状稳定的单株即为稳定长穗颈、短叶、颈秆抗折力强的恢复系essR1-essR50。
3、高制种效率杂交水稻的选育
(1)以步骤1中选择的不育系esl-N780S为母本，与步骤2中选择的恢复系essR1-essR50测交，获得不同测交F1。
(2)在适宜生态区种植测交F1代(>50株)，考种，选择产量等性状优良杂交组合。
(3)对中选杂交组合，配置足够数量的种子。
(4)在多个生态区种植候选杂交组合，种植面积≥120m2，2-3次重复，小区考种并测产，选择产量等性状优良的杂交组合。
(5)对中选组合进行一定面积的制种，并在多个生态区进行种植，种植面积在330m2以上，选择产量等农艺性状优良的杂交组合，即为具有制种效率高的杂交水稻新组合esl-N780S/essR6等。
实施例2高制种效率杂交水稻的选育
1、长穗颈、短叶不育系的选育
(1)用0.5％EMS诱变长穗颈两系核不育系e-N779S，种植诱变M1代(3万株左右)，单株收获诱变M1植株种子(M2代，每株不少于50粒)。
(2)合肥，5月初将M2代种子种成株行(每株行不少于30株)，始穗期选择具有长穗颈、短叶(特别是倒1叶短小或严重退化)，且农艺性状优良的单株镜检，无花粉单株割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子。
(3)同年，海南，11月中旬种植，选取农艺性状优良的单株自交，并收种。
(4)下一年，合肥，5月初种植，始穗时选择优良单株镜检，无花粉单株割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子。
(5)重复步骤(3)和步骤(4)，性状稳定后，按照中华人民共和国农业行业标准《水稻光、温敏雄性核不育系育性鉴定规程NY/T1215-2006》标准进行育性鉴定，符合标准的株系即为长穗颈、短叶不育系esl-N779S。
2、长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系的选育
(1)利用将0.5％EMS对长穗颈恢复系ym34进行诱变，种植诱变M1代(6万株以上)，单株收获诱变M1代种子(即M2代，每株不少于50粒)。
(2)将M2代种子种成株行(每株行不少于30株)，选择具有长穗颈、短叶(特别是倒1叶短小或严重退化)和长穗颈、粗秆，且农艺性状优良的单株。
(3)将株系长穗颈、短叶植株与长穗颈、粗秆植株杂交后并自交，在F2代分离群体中，选择长穗颈、短叶、粗秆，且农艺性状优良的单株连续自交，获得农艺性状稳定的单株即为稳定长穗颈、短叶、颈秆抗折力强的恢复系essR101-essR150。
3、杂交水稻的选育
(1)以步骤1中选择的不育系esl-N779S为母本，与步骤2中选择的恢复系essR101-essR150测交，获得不同测交F1。
(2)在适宜生态区种植测交F1代(>50株)，考种，选择产量等性状优良杂交组合。
(3)对中选杂交组合，配置足够数量的种子。
(4)在多个生态区种植候选杂交组合，种植面积≥120m2，2-3次重复，小区考种并测产，选择产量等性状优良的杂交组合。
(5)对中选组合进行一定面积的制种，并在多个生态区进行种植，种植面积在330m2以上，选择产量等农艺性状优良的杂交组合，即为具有制种效率高的杂交水稻新组合esl-N779S/essR15等。
实施例3高制种效率杂交水稻的选育
1、长穗颈、短叶不育系的选育
(1)将诱变获得的长穗颈两系核不育系e-N779S[以0.5％的EMS对N779S(1892S(培矮64S的变异单株)/7J278(75-1-127/CBB23F3))诱变获得的长穗颈不育系)为母本与短叶亲本ym66(以0.5％的EMS对扬稻6号进行诱变，在诱变2代获得的短叶突变单株)杂交，并以e-N779S为轮回亲本连续回交2-3次后，自交，获BC2-3F1种子(即BC2-3F2代)。
(2)合肥，5月初种植BC2-3F2代，始穗期选择具有长穗颈、短叶(特别是倒1叶短小或严重退化)，且农艺性状优良的单株镜检，无花粉单株割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子。
(3)同年，海南，11月中旬种植，选取农艺性状优良的单株自交，并收种。
(4)下一年，合肥，5月初种植，始穗时选择优良单株镜检，无花粉单株割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子。
(5)重复步骤(3)和步骤(4)，性状稳定后，按照中华人民共和国农业行业标准《水稻光、温敏雄性核不育系育性鉴定规程NY/T1215-2006》标准进行育性鉴定，符合标准的株系即为长穗颈、短叶不育系。
2、长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系的选育
(1)将诱变获得的长穗颈恢复系ym34(以0.5％的EMS对扬稻6号进行诱变，在诱变2代获得的长穗颈突变单株)为母本，分别与短叶亲本ym75(以0.5％的EMS对扬稻6号进行诱变，在诱变2代获得的短叶突变单株)杂交，并以长穗颈恢复系为轮回亲本分别回交2-3代后自交，获BC2-3F1(短叶)种子(即BC2-3F2代)。
(2)将诱变获得的长穗颈恢复系ym34为母本分别与粗秆亲本ym01(以0.5％的EMS对扬稻6号进行诱变，在诱变2代获得的粗秆突变单株)杂交，并以长穗颈恢复系为轮回亲本分别回交2-3代后自交，获BC2-3F1(粗秆)种子(即BC2-3F2代)。
(3)种植BC2-3F2代(短叶)群体，在BC2-3F2(短叶)群体中选择具有长穗颈、短叶(特别是倒1叶短小或严重退化)，且农艺性状优良的单株，收获种子并连续自交，获得农艺性状稳定的株系Line(长穗颈、短叶)。
(4)种植BC2-3F2(粗秆)群体，选择具有长穗颈、粗秆，且农艺性状优良的单株，收获种子并连续自交，获得农艺性状稳定的株系Line(长穗颈、粗秆)。
(5)将株系Line(长穗颈、短叶)为母本与株系Line(长穗颈、粗秆)杂交后并自交，在F2代分离群体中，选择长穗颈、短叶、粗秆，且农艺性状优良的单株连续自交，获得农艺性状稳定的单株即为稳定长穗颈、短叶、颈秆抗折力强的恢复系。
3、高制种效率杂交水稻的选育
(1)以步骤1中选择的不育系为母本，与步骤2中选择的恢复系测交，获得不同测交F1。
(2)在适宜生态区种植测交F1代(>50株)，考种，选择产量等性状优良杂交组合。
(3)对中选杂交组合，配置足够数量的种子。
(4)在多个生态区种植候选杂交组合，种植面积≥120m2，2-3次重复，小区考种并测产，选择产量等性状优良的杂交组合。
(5)对中选组合进行一定面积的制种，并在多个生态区进行种植，种植面积在330m2以上，选择产量等农艺性状优良的杂交组合，即为具有制种效率高的杂交水稻新组合。
对照实施例杂交水稻的选育
将长穗颈两系核不育系e-N779S(通过对N779S诱变获得的长穗颈不育系)与长穗颈恢复系ym34相间种植，分期播种，使父本与母本在相同的时间抽穗、开花和授粉。在全田大约5％穗子抽出叶鞘时，割去剑叶的1/3，减少传粉障碍，收获杂交水稻。
实验例1制种效率比较
将本发明实施例1选育的杂交水稻组合与对照实施例的制种效率进行比较，结果见表1。
表1制种效率比较
注：亩增加收益＝制种收益-割叶费用-C收益。
结果表明，一般杂交水稻在制种赶粉时，为了减少叶片对花粉的阻挡，排除授粉障碍，提高授粉效率，需要人工割叶，导致制种成本增加；如果不割叶，由于叶片对花粉的阻挡，造成授粉障碍，降低了授粉效率，进而造成制种产量明显下降，收益减少。
而本发明通过培育长穗颈、短叶不育系，长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系，达到制种时不割叶、不喷施“920”的情况下，增强杂交水稻制种田中父本的颈秆强度和父本的花粉扩散能力，减少了授粉障碍，提高结实率，提高制种产量，降低了制种和生产成本。
Claims (7)
1.一种杂交水稻的选育方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选育长穗颈、短叶不育系；(2)选育长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系；(3)以步骤(1)的不育系为母本，与步骤(2)的恢复系测交，获得测交F1代；(4)种植测交F1代，选择性状优良的杂交组合，即得。
2.按照权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤(1)所述长穗颈、短叶不育系的选育，包括：
(a)以长穗颈两系核不育系为母本与短叶亲本杂交，然后以所述长穗颈两系核不育系为轮回亲本连续回交2-3次后自交，获得BC2-3F2代；
(b)将BC2-3F2代进行多代自交，获得长穗颈、短叶性状稳定的株系，进行育性鉴定，即得。
3.按照权利要求2所述的选育方法，其特征在于：步骤(b)将BC2-3F2代进行多代自交，获得长穗颈、短叶性状稳定的株系，包括：
(Ⅰ)在高温、长日条件下种植BC2-3F2代，始穗期选择长穗颈、短叶、不育且性状优良的单株，割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子；
(Ⅱ)同一年，在低温、短日条件下种植步骤(Ⅰ)收获的种子，选取长穗颈、短叶且性状优良的单株自交，收获种子；
(Ⅲ)下一年，在高温、长日条件下种植步骤(Ⅱ)收获的种子，始穗时选择长穗颈、短叶、不育且性状优良单株，割茬后移栽再生，收获再生水稻上的种子；
(Ⅳ)重复步骤(Ⅱ)和步骤(Ⅲ)，获得性状稳定的株系，即得。
4.按照权利要求3所述的选育方法，其特征在于：步骤(Ⅰ)或(Ⅲ)所述高温、长日条件为合肥的5月初；步骤(Ⅱ)所述低温、短日条件为海南的11月中旬。
5.按照权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤(2)所述长穗颈、短叶、强颈秆抗折力恢复系的选育，包括：
(a)选育长穗颈、短叶株系；(b)选育长穗颈、粗秆株系；(c)以长穗颈、短叶株系为母本与长穗颈、粗秆株系杂交后自交，在F2代分离群体中，选择长穗颈、短叶、粗秆单株，连续自交，获得性状稳定的长穗颈、短叶、颈秆抗折力强的单株，即得。
6.按照权利要求5所述的选育方法，其特征在于，步骤(a)所述长穗颈、短叶株系的选育包括：
(Ⅰ)以长穗颈恢复系为母本与短叶亲本杂交，获得杂种F1代；然后以所述长穗颈恢复系为轮回亲本回交2-3代后自交，获得BC2-3F2代；
或者，将杂种F1代自交，获得F2代；
(Ⅱ)种植BC2-3F2或F2代群体，选择长穗颈、短叶且性状优良的单株，收获种子并连续自交，获得性状稳定的长穗颈、短叶株系。
7.按照权利要求5所述的选育方法，其特征在于，(b)所述长穗颈、粗秆株系的选育包括：
(Ⅰ)以长穗颈恢复系为母本与粗秆亲本杂交，获得杂种F1’代，然后以长穗颈恢复系为轮回亲本回交2-3代后自交，获得BC2-3F2’代；
或者，将杂种F1’代自交，获得F2’代；
(Ⅱ)种植BC2-3F2’或F2’代群体，选择长穗颈、粗秆且性状优良的单株，收获种子并连续自交，获得性状稳定的长穗颈、粗秆株系。
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