CN105104167B

CN105104167B - 杂交水稻的选育方法

Info

Publication number: CN105104167B
Application number: CN201510482163.2A
Authority: CN
Inventors: 倪大虎; 杨剑波; 倪金龙; 宋丰顺; 李莉
Original assignee: Rice Research Institute of Anhui Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Rice Research Institute of Anhui Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2015-08-07
Filing date: 2015-08-07
Publication date: 2017-08-29
Anticipated expiration: 2035-08-07
Also published as: CN105104167A

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，以小粒水稻种质改良水稻不育系，获得小粒且农艺性状优良的小粒不育系；以大粒水稻种质改良水稻恢复系，获得农艺性状稳定的大粒恢复系；然后以小粒不育系为母本与大粒恢复系测交，种植测交F1代，选择性状优良的杂交组合，即得。本发明选育获得的小粒不育系的稻谷长度小于大粒恢复系的稻谷宽度，因此可以快速、高效的分离父本和杂种，适于混播制种和/或机械化操作，提高制种效率和收益，节约成本。

Description

杂交水稻的选育方法

技术领域

本发明涉及一种杂交水稻的选育方法，尤其涉及一种能够高效区分父本和杂种的杂交水稻选育方法，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，父本(恢复系)与母本(不育系)相间种植，赶粉后，父本提前收割，然后再收割母本，以避免父本种子混杂，保证杂交种的纯度和质量。由于父本与母本相间种植，所以去除父本只能依靠人力。这一方面需要大量的劳力支持，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；另一方面需要支付相关的费用，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；再者，父本的提前收割，影响其作为商品粮的品质，减少了制种户的收益。

因此，选育父、母本粒型差异明显、有利于高效区分的杂交水稻新组合，是实现制种的机械化收割，降低生产成本，保障制种户的收益，提高杂交水稻生产竞争力的有效途径。

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，该方法通过选育父、母本粒型差异明显的杂交水稻新组合，能够高效区分父本和杂种，适于混播制种和/或机械化操作，减少杂交水稻制种对劳力的依赖，节约成本，提高制种效率和收益。

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)选育小粒不育系；(2)选育大粒恢复系；(3)以小粒不育系为母本与大粒恢复系测交，获得测交F₁代；种植测交F₁代，选择性状优良的杂交组合，即得。

其中，所述小粒不育系的稻谷长度小于大粒恢复系的稻谷宽度。

本发明杂交水稻的选育方法，步骤(1)所述小粒不育系的选育，包括：(Ⅰ)以不育系’为母本与小粒水稻种质杂交，获得杂种F₁代；(Ⅱ)以所述不育系’为轮回亲本与杂种F₁代回交，获得回交后代；将回交后代自交获得BC_nF₂代，然后将BC_nF₂代进行多代自交选育获得小粒不育系。

其中，步骤(Ⅱ)所述回交为回交2-3代，获得BC_2-3F₁代；所述自交为将回交后代BC_2-3F₁代自交，获得BC_2-3F₂代。

步骤(Ⅱ)所述将BC_nF₂代进行多代自交选育获得小粒不育系，包括：

(a)在高温、长日条件种植BC_2-3F₂代，始穗期选择小粒、花粉不育且性状优良的单株，割茬后移栽并再生，收获再生水稻上的种子；

(b)同一年，在低温、短日条件种植步骤(a)收获的种子，选取小粒且性状优良的单株并自交，收获种子；

(c)下一年，在高温、长日条件种植步骤(b)收获的种子，始穗时选择小粒、花粉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；

(d)重复步骤(b)和步骤(c)，获得性状稳定株系，进行育性鉴定，获得小粒不育系。

其中，步骤(a)或(c)所述高温、长日条件为合肥的5月初；步骤(b)所述低温、短日条件为海南的11月中旬；步骤(b)或步骤(c)所述种植为种成株行。

进一步具体的，步骤(Ⅱ)所述将BC_nF₂代进行多代自交选育获得小粒不育系的步骤包括：

(a)5月初在合肥种植BC_2-3F₂代，始穗期选择小粒、花粉不育且性状优良的单株，割茬后移栽并再生，收获再生水稻上的种子；

(b)同年，11月中旬在海南种植步骤(a)收获的种子，选取小粒且性状优良的单株并自交，收获种子；

(c)下一年，5月初在合肥种植步骤(b)收获的种子，始穗时选择小粒、花粉不育且性状优良单株，割茬后移栽并再生，收获再生水稻上的种子；

(d)重复步骤(b)和步骤(c)，获得性状稳定的株系，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，获得小粒不育系。

本发明方法步骤(2)所述大粒恢复系的选育，包括：(a)以恢复系’为母本与大粒水稻种质杂交，获得杂种F₁’代；(b)以所述恢复系’为轮回亲本与杂种F₁’代回交，获得回交后代’，将回交后代’自交；或者，将杂种F₁’代直接自交；在分离世代中选取大粒且性状优良的株系，并连续多代自交，获得大粒恢复系。

其中，步骤(b)所述回交为回交2-3代，获得BC_2-3F₁’代；所述自交为将回交后代BC_2-3F₁’代自交，获得BC_2-3F₂’代。本发明对所述连续多代自交的自交次数没有特殊限制，直致获得农艺性状稳定的大粒恢复系。

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。

本发明所述小粒水稻种质的稻谷长度(grain length，GL)小于所述大粒水稻种质的稻谷宽度(grain width，GW)。

本发明杂交水稻的选育方法中，所述不育系’包括：两系核不育系N876S；所述恢复系’包括：恢复系中籼Wh26，长穗颈恢复系扬稻6号。大粒水稻种质包括：大粒水稻(GW＝0.6cm)(NRIL16，利用川大粒/杨稻6号F4代选育)；小粒水稻种质包括：小粒水稻(川7，四川当地品种，GL＝0.5cm)种质。

本发明对不育系、恢复系、小粒水稻种质和大粒水稻种质没有特殊限制，生产中常用的优良不育系、恢复系，以及满足小粒水稻的稻谷长度(grain length，GL)小于大粒水稻的稻谷宽度(grain width，GW)的所有小粒水稻种质和大粒水稻种质均适用于本发明。

本发明方法选育的杂交水稻组合，采用机械混收，通过设计小粒水稻的GL≤直径(diameter，D)≤大粒水稻的GW的筛网，辅助适宜的倾斜角和振动频率，就可以达到快速、高效的分离父本和杂种，能够减少杂交水稻制种对劳力的依赖，提高制种效率，节约成本。

本发明杂交水稻选育方法与传统的水稻选育方法进行比较，结果表明，本发明杂交水稻的收割方式实现机械混收，避免了传统的水稻选育方法需要将父本提前人工收割，母本机械收获的弊端，节省了收割费用，而且提高了收割效率，增加了制种户的收益；另外，由于本发明小粒不育系的稻谷长度小于大粒恢复系的稻谷宽度，即GW＞GL，因此，可以机械化分离父本和杂种，快速、高效。

与父本母本粒型存在一定的差异，但GW≤GL的杂交水稻组合比较，由于存在大粒水稻GW≤小粒水稻的GL的情况，因此父本和杂种不能够实现有效分离，分离效率低，需要多次分离，分选费用高。而本发明小粒水稻的稻谷长度(grain length，GL)小于大粒水稻的稻谷宽度(grain width，GW)，因此，父本和杂种能够有效分离，分离效率高，降低了父本和杂种的分选费用。

本发明技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明杂交水稻的选育方法，通过选育父、母本粒型差异明显的杂交水稻新组合，即小粒不育系的稻谷长度小于大粒恢复系的稻谷宽度，能够高效区分父本和杂种，适于混播制种和/或机械化操作，减少杂交水稻制种对劳力的依赖，节约成本，并提高制种效率和收益。

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为杂交水稻选育流程。

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 杂交水稻的选育

1、选择大粒(GW＝0.6cm)(NRIL16，安徽省农业科学院水稻研究所利用川大粒/杨稻6号F4代选育，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售)和小粒水稻(川7，安徽省农业科学院水稻研究所保存，四川当地品种，GL＝0.5cm)种质；

2、以优良两系核不育系N876S(广占63S为母本，与明恢63杂交、回交后自交(BC₁F₃)，获得的两系不育系，安徽省农业科学院水稻研究所自育并对外出售)为母本与小粒稻杂交，并以N876S为轮回亲本回交2-3代后自交。

合肥，5月初种植BC_2-3F₂代，始穗期选择小粒，且农艺性状优良的单株镜检，花粉不育单株割茬后移栽并再生，收获再生水稻上的种子。

3、海南，同年11月中旬种植，选取小粒，且农艺性状优良的单株自交，并收种。

4、下一年，合肥，5月初种植步骤3收获的种子，始穗时选择小粒，且农艺性状优良单株镜检，花粉不育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，选择符合标准的株系，即为小粒不育系。

6、测量所有小粒不育系的谷粒长度，备用。

7、以优良的恢复系中籼Wh26为母本(宣城市农业科学研究所选育并对外出售)与大粒亲本(NRIL16(安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售)，利用川大粒/杨稻6号F4代)杂交，并以优良的恢复系为轮回亲本回交2-3代后自交，或直接自交，分离世代中选取大粒，且农艺性状优良的株系，并连续多代自交，直致获得农艺性状稳定的大粒恢复系。

8、测量所有大粒恢复系谷粒宽度，备用。

9、比较所选的小粒不育系GL与大粒恢复系GW的大小，以小粒不育系为母本，与所有符合GW＞GL的恢复系测交，在适宜生态区种植测交F1代，选择产量等性状优良杂交组合，即为适于混播制种和/或机械化操作的杂交水稻新组合(选育流程见图1)。

10、设计：小粒水稻GL≤直径(diameter，D)≤大粒水稻GW的筛网，辅助适宜的倾斜角和振动频率，就可以达到快速高效的分离父本和杂种。

实施例2 杂交水稻的选育

1、用0.5％EMS诱变优良两系核不育系N876S，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)，选择小粒，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，选取小粒且农艺性状优良的单株自交，并收种。

4、下一年，合肥，5月初种植步骤3所收获的种子，选择小粒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。

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，符合标准的株系为小粒两系核不育系。

6、测量所有小粒不育系的谷粒长度，备用。

7、利用长穗颈恢复系扬稻6号(安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售)(将0.5％EMS对扬稻6号进行处理，在诱变2代选择的长穗颈单株)进行诱变，种植诱变M1代(3万株左右)，单株收获诱变M1代种子(即M2代，每株不少于50粒)。

8、将M2代种子种成株行(每株行不少于30株)，选择大粒且农艺性状优良的单株，连续自交，直致农艺性状稳定。

9、测量所有大粒恢复系谷粒宽度，备用。

10、比较所选的小粒不育系GL与大粒恢复系GW的大小，以小粒不育系为母本，与所有符合GW＞GL的恢复系测交，在适宜生态区种植测交F1代，选择产量等性状优良杂交组合，即为适于混播制种和/或机械化操作的杂交水稻新组合。

11、设计：小粒水稻GL≤直径(diameter，D)≤大粒水稻GW的筛网，辅助适宜的倾斜角和振动频率，就可以达到快速高效的分离父本和杂种。

对照实施例1 杂交水稻的选育

1、选择大粒(千粒重在40-60g以上)和小粒水稻(千粒重在15g以上)种质，分别为川大粒(四川省水稻高粱研究所提供的种质资源)，潇湘矮(湖南省水稻研究所提供的稻种资源)；

2、在长沙以两系核不育系Y58S为母本与大粒稻川大粒杂交，获得F₁种植成F₂遗传群体，从群体中选择粒形似川大粒的优良不育单株若干，获得F₃种子。

同年，在海南种植F₃代，从群体中选择千粒重在35g以上的优良单株，收F₄种子。

3、下一年带回长沙种植F₄群体，从群体中选择千粒重在35g以上的优良单株，收F₅种子。

4、同年，在海南种植F₅群体，从群体中选择千粒重在35g以上的优良单株，收F₆种子。

下一年带回长沙种植F₆群体。

5、依次类推，连续多年繁殖稳定中选优良不育单株，直到获得千粒重在35g以上的新两用核不育系，通常提纯至F₈-F₁₀代，即可认为得到稳定的新两用核不育系。

6、以在长沙用两系杂交稻恢复系9311(江苏省里下河农科院选育的常规稻品种)为受体与小粒稻种资源潇湘矮(湖南省水稻研究所提供的稻种资源)杂交，获得F1’种植F₂’遗传群体，从群体中选择千粒重15g以下的优良单株；如果群体中没有千粒重15g以下的单株，选千粒重偏向于低亲的优良单株用潇湘矮回交1次，在从回交群体中选择千粒重15g以下的优良单株，所选单株连续多年加代繁殖得到稳定的小粒两系恢复系，通常提纯至F₈’-F₁₀’代即可认为得到稳定的恢复系。

7、将上述提纯稳定的大粒不育系和小粒恢复系测交，筛选杂交水稻新组合。

所得的这种类型杂交稻新组合在杂交制种过程中，机械混收不育系上的杂交种子和恢复系的种子，利用粒选机分离粒型、粒重存在显著差异的混收种子。

对照实施例2 杂交水稻的选育

将杂交水稻父本恢复系扬稻6号与母本两系核不育系N876S相间种植，赶粉后，父本提前人工收割，然后再收割母本。

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1、2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＝父本收益-收割费用-分选费用+C收割费用。

结果表明，本发明杂交水稻组合的父本大粒、母本小粒，且大粒GW＞小粒GL，可以机械混收，并且通过设计小粒水稻的GL≤直径(diameter,D)≤大粒水稻的GW的筛网，能够快速、高效的分离父本和杂种，分选费用明显低于对照实施例；而且父本收益达到360-400元/亩。

对照实施例1中虽然父本母本粒型存在一定的差异，但是杂交水稻组合存在大粒水稻的GW≤小粒水稻的GL的情况，因此，通过筛网时会出现杂种中父本混杂的情况，还需要对杂种进一步分离才能实现父本和杂种的完全有效分离，增加了分选费用。

而对照实施例2，即传统杂交水稻选育，父本母本粒型差异较小，父本(恢复系)与母本(不育系)相间种植，为了避免父本种子混杂，赶粉后父本需要提前人工收割，然后再收割母本，不仅增加了收割费用，导致制种成本增加，而且收割依赖人力，收割效率低；再者，父本的提前收割，影响其作为商品粮的品质，减少了制种户的收益。

Claims

1.一种杂交水稻的选育方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选育小粒不育系；(2)选育大粒恢复系；(3)以小粒不育系为母本与大粒恢复系测交，获得测交F₁代；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)所述小粒不育系的选育，包括：

(Ⅰ)以不育系’为母本与小粒水稻种质杂交，获得杂种F₁代；

(Ⅱ)以所述不育系’为轮回亲本与杂种F₁代回交，获得回交后代；将回交后代自交获得BC_nF₂代，然后将BC_nF₂代进行多代自交选育获得小粒不育系；

步骤(2)所述大粒恢复系的选育，包括：

(a)以恢复系’为母本与大粒水稻种质杂交，获得杂种F₁’代；

(b)以所述恢复系’为轮回亲本与杂种F₁’代回交，获得回交后代’；将回交后代’自交获得BC_nF₂’代；

或者，将杂种F₁’代直接自交；

在分离世代中选取大粒且性状优良的株系，并连续多代自交，获得大粒恢复系。

3.按照权利要求2所述的选育方法，其特征在于：所述小粒水稻种质的稻谷长度小于所述大粒水稻种质的稻谷宽度。

4.按照权利要求2所述的选育方法，其特征在于：步骤(Ⅱ)所述回交为回交2-3代，获得BC_2-3F₁代；所述自交为将回交后代BC_2-3F₁代自交，获得BC_2-3F₂代。

5.按照权利要求2所述的选育方法，其特征在于：步骤(b)所述回交为回交2-3代，获得BC_2-3F₁’代；所述自交为将回交后代BC_2-3F₁’代自交，获得BC_2-3F₂’代。

6.按照权利要求2所述的选育方法，其特征在于，步骤(Ⅱ)所述将BC_nF₂代进行多代自交选育获得小粒不育系，包括：

(a)在高温、长日条件种植BC_nF₂代，始穗期选择小粒、花粉不育且性状优良的单株，割茬后移栽并再生，收获再生水稻上的种子；

7.按照权利要求6所述的选育方法，其特征在于，

步骤(a)或(c)所述高温、长日条件为合肥的5月初；

步骤(b)所述低温、短日条件为海南的11月中旬；

步骤(b)或步骤(c)所述种植为种植成株行。