CN105638446A - 一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，包括以下步骤：亲本选择、创制育性分离群体、F2育性分离群体优良不育株加压选择、F3海南加代、F4不育株系制种加压选择、F5海南加代、F6不育株系制种加压选择、水稻两用核不育系原种生产、水稻两用核不育系育成。本发明在制种条件下，对不育株(系)制种特性进行连续3代加压选择，突破了现有选育方法对不育系系制种特性筛选压力不够的局限，使得按本发明选育的水稻两用核不育系制种高产、优质，同时不育系制种特性加压选择与不育起点温度、配合力加压选择有机结合，使得新育成的水稻两用核不育系达到配合力好、组合优势强、制种安全的目标。

Description

一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法

技术领域

本发明属作物遗传育种技术领域，具体地说是一种选育制种高产、高效、优质水稻两用核不育系的方法。

背景技术

杂交水稻水稻大面积推广应用，一是要求杂交稻组合优势明显，二是要求杂交稻制种高产、优质。要实现杂交稻制种高产、优质，不育系起决定作用。

不育系柱头外露率，活力，对花粉亲和性，花时，决定制种产量高低；不育系抗黑粉病、裂颖、穗萌能力及生产杂交稻种子的发芽率，决定种子的质量。

水稻不育系的制种特性要通过异交鉴定，仅凭对不育系柱头外露率、柱头大小及开花时间等观测既不可靠，也不全面。

水稻三系不育系选育，通过不育株与保持系连续回交加代直至不育系育成，回交转育过程中只要对回交不育株套袋外的稻穗人工授粉，即可推测其制种特性。

水稻两用核不育系育性受温光调控，没有保持系。在水稻两用核不育系选育过程中，不育株通过低温自交加代。其选育方法是：①育性分离低世代正季目测选不育株→②不育株割蔸再生利用自然低温自交繁殖加代→③海南自然低温自交繁殖加代→④本地正季系谱法选不育株，割蔸自然低温或海南自然低温加代→不断重复③、④步骤、增加世代，至不育系稳定，育成新的水稻两用核不育系。该方法由于没有增加对不育系制种特性的选择压力，育成的不育系往往制种产量、种子质量存在问题，尤其是不抗黑粉病，是目前应用水稻两用核不育系的普遍问题，有的不育系制种黑粉病粒率可达40％以上。

为了选育具有优良制种特性的水稻两用核不育系，提高新育成不育系的实用价值，在充分考虑不育系配合力、米质、抗逆性等的基础上，设计新的不育系选育方法，增加对水稻两用核不育系制种特性的选择压力，使两系杂交水稻高产、优质和两系杂交水稻制种高产、优质融为一体。

发明内容

为了克服上述情况的不足，本发明的目的在于提供一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法。

1、一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，包括以下步骤：

⑴亲本选择：选择不育起点温度低、配合力好、综合性状优良和生产上大面积应用的水稻两用核不育系，作不育基因供体亲本Q1，综合性状优良的常规稻如保持系和优质稻等作受体亲本Q2；

⑵创制育性分离群体：人工杂交Q1×Q2，种植正常可育F1,成熟时收获F1种子；

⑶F2育性分离群体优良不育株加压选择：正季种植F2育性分离群体，在抽穗开花期，选株叶形态好、分蘖力强、柱头外露率高、包颈轻和花时早的优良不育株，吊牌并记载始穗日期，利用不育株周边的可育株对当选不育株授粉；授粉时，用手把正在开花的可育株花粉推至不育株上抖动，使花粉散落在不育株柱头上使其结实不育株异交种子成熟时收种并考察结实率、黑粉病粒率、裂颖率、穗上芽率、发芽率等指标；当选不育株割蔸处理，利用后期自然低温收获自交种子；

⑷F3海南加代：F2当选单株海南种植成株系，单本，双行，30-40株；可育期自交结实好，育性敏感期育性转换彻底，镜检无可育花粉，不育起点温度低，株型好的单株当选；

⑸F4不育株系制种加压选择：海南当选F3优良单株，本地正季种植成株系，单本40-60株，制种父本与当选不育株按播差期和行比1:8种植；不育株系抽穗后，选表型优良单株吊牌，人工竹竿授粉；吊牌不育株制种特性考察、选择及自交加代同步骤⑶；

⑹F5海南加代：F4当选单株海南种植成株系；单株选择方法同步骤⑷；

⑺F6不育株系制种加压选择：用6个典型两系父本制种，对海南当选不育株制种特性加压选择，方法同步骤⑸；制种加压选择当选单株收取对应杂交种子，海南优势鉴定；

⑻水稻两用核不育系原种生产：F7单株海南种植成株系，利用自然低温在表型稳定的株系中筛选核心单株，以生产上广泛应用的y58S、C815S为育性对照；结合优势鉴定，定型不育株系收种，对应核心单株禾蔸带回正季分蔸扩繁，自然低温或敏感期冷水串灌繁殖核心种子；

⑼水稻两用核不育系育成：核心种子海南或云南保山繁殖1-2代，供不育系生态鉴定和制种。

其中，所述步骤⑶的F2育性分离群体优良不育株加压选择，包括以下步骤：

①播种：5月10—15日播种，种植F2育性分离群体5000株；

②F2优良不育株选择标准是：8月5日前始穗，株高85cm以下，抗倒力强，单株成穗10个以上，包颈率15％以下，异交结实率40％以上，黑粉病自然发病率、穗上芽2％以下，裂颖5％以下，异交种子发芽率80％以上；

③种子收获：当选不育株受粉成熟后，收获异交种子；禾蔸移至准备好的水田，按30cm×40cm规格移栽，浅水足肥促蘖；再生穗抽穗时，凡育性未转换可育的从基部剪除，再生穗转为可育时，每蔸选2-3个可育穗套袋，成熟后收获自交种子。

所述步骤⑷和步骤⑹的海南加代，包括以下步骤：

①当选单株插双行，30-40株，株系间留走道；

②分3-4次施肥，使其不断分蘖，繁种和育性筛选兼顾；

③繁殖习性好，不育起点温度低的单株当选。

其中，所述步骤⑸的F4不育株系制种加压选择，包括以下步骤：

①不育株系分群制种筛选：按F2记载的始穗期每10d分群，与播始历期相近的典型恢复系模拟制种，选具有优良制种特性的不育单株；

②播差期安排与行比：恢复系分2期播种，播种时间差10d，不育株系比第1期恢复系迟4d播种，恢复系与不育株系2:8，每个不育株系插80蔸，单本；

③单株选择与异交种子收获：不育株系抽穗后选优良单株，不施“920”，凡影响当选不育株受粉的植株割除，使每一个当选不育株有足够好的受粉条件；受粉单株异交种子成熟后收种；

④收获自交种：当选不育株就地割蔸繁殖收种。

其中，所述步骤⑺的F6不育株系制种加压选择：包括以下步骤：

①多父本鉴定配合力与制种特性：F6株系分成6份，每份插40株，选6个典型两系恢复系隔离制种，设2个大面积生产上应用的不育系为对照，做制种特性和配合力比较、筛选；筛选时，先选株系，再在当选株系里选单株，当选单株再生收种；

②配合力鉴定：当选单株对应杂交种子海南优势鉴定，再生自交种海南繁殖F7。配合力好的株系当选，选单株后混收；

③生态鉴定：F7代混收种子送生态鉴定-分期播种试验。

其中，所述步骤⑻的水稻两用核不育系原种生产：包括以下步骤：

①株系种植：当选单株海南种植成株系，40株，双行；设y58S、C815S为对照；

②单株选择：育性转换期选表型稳定的株系筛选核心单株；选择方法是目测、镜检并与对照比较，育性不差于对照的单株当选核心单株；

③当选核心单株海南分蔸种植，4月中旬带回正季继续分蔸扩大群体；

④核心种子生产：8月上旬对核心单株最后一次分蔸，利用自然低温繁殖核心种子。繁殖过程中，凡不育的稻穗剪除，同时追肥促蘖，搞好隔离；自交种子成熟时分期分批收种；

⑤原种生产：核心种子海南隔离生产原种。

其中，所述步骤⑼的水稻两用核不育系育成：包括以下步骤：

①不育系生态鉴定：海南F7当选株系种子及核心种子繁殖的原种分别送2年生态鉴定；

②不育系现场鉴定：包括不育系繁殖现场，不育系育性鉴定现场，不育系制种现场，不育系组合现场；

③水稻两用核不育系育成：不育系审定、命名。

与现有水稻两用核不育系选育相比，本发明的有益效果是：

1、在制种条件下，对不育株(系)制种特性进行连续3代加压选择，突破了现有选育方法对不育系系制种特性筛选压力不够的局限，使得按本发明选育的水稻两用核不育系制种高产、优质。

2、不育系制种特性加压选择与不育起点温度、配合力加压选择有机结合，使得新育成的水稻两用核不育系又达到配合力好、组合优势强、制种安全的目标。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：水稻两用核不育系33S的选育

一、实施步骤

⑴亲本选择及人工杂交

2006年长沙夏用自育不育系Q1:17S,为不育基因供体，自育保持系Q2:201B,为不育基因受体。做杂交17S×201B，收获F1种子。

2007年春，海南种植F120株，收获F2种子。

⑵F2不育株制种特性加压选择

2007年夏，长沙种植F2育性分离群体5000株。抽穗后目测选不育株吊牌，利用分离可育株对吊牌株人工授粉。按设计指标当选不育株再生收种。

2008年春，海南种植F3不育株系，对株叶形态，繁殖习性，不育起点温度、米质等严格选择。

⑶F4不育株制种特性加压选择

2008年夏，长沙种植F4不育株系，用蜀恢527作制种父本，按制种模式对不育株系制种特性加压选择。不育株系抽穗后选单株，人工竹竿授粉。当选不育单株再生收种。

2009年春，海南加代，种植16个株系，选优良单株40个收种。

⑷F6不育株系制种特性加压选择

2009年夏，长沙F6不育株系，用蜀恢527、岳恢9113、先恢207、黄华占、R0293、R9308分别隔离制种，对制种特性和配合力加压选择。当选81个不育单株再生收种。

2010年春，制种F1海南优势鉴定，种植81个不育株系。

⑸F7不育株系生态鉴定—分期播种试验

2010年3月底，选编号0sy33株系种子送生态鉴定分期播种试验。

⑹不育系原种生产

2010年夏，海南当选核心单株，通过连续分蔸扩繁长沙生产核心种子。

2011年春，海南核心种子隔离繁殖原种。

⑺不育系不育起点温度鉴定。

2011年3月底，不育系原种送生态鉴定—不育起点温度鉴定。

⑻不育系审定

2012年，33S通过湖南省农作物品种审定委员会审定。

二、实施效果

⑴33S制种特性优良

经湖南省生态鉴定和不育系现场鉴定，33S黑粉病自然发病率0.1％-0.3％，2年均为所有参试不育系最低值，异交结实率56.2％。生产上，33S制种，表现抗黑粉病能力强，是目前生产上抗黑粉病能力最强的不育系；制种产量高，667m2制种产量一般在250kg左右；

种子质量好，穗上芽少、裂颖轻，种子发芽率高。

33S抗倒力极强、直播制种不倒伏。对“920”敏感，667m2制种喷施“920”15g可解除包颈。

⑵33S不育起点温度低，制种育性安全性好

经湖南省生态鉴定，33S不育起点温度低于23.5℃，高于22.5℃。据发明人用自动控温冷水池鉴定，33S不育起点温度低于23.0℃，高于22.5℃。33S制种育性安全性好。

⑶33S繁殖产量高且稳

33S全生育期抗寒性强，孕穗期遇低温颖花退化很少，繁殖产量高。近年，33S在海南、云南繁殖，667m2繁殖产量一般在450—600kg之间。

⑷本发明选育的水稻两用核不育系33S配合力好，在生产上具有实用价值。

2015年，33S初次通过省级审定组合4个，分别为玖两优黄华占、玖两优3号、玖两优47、玖两优1179。2016年申报1个组合湖南省审定。据初步统计，2016年有21个组合29点次参加参加国家、湖南、湖北、江西、广西、福建、海南区试及生产试验。33S因其优良的制种特性和较强的配合力，正被育种家和种业企业广泛使用。

实施例2：香型水稻两用核不育系99S的选育

一、实施步骤

⑴亲本选择及人工杂交

2010年长沙夏用自育不育系Q1:33S,为不育基因供体，自育香稻材料Q2:H204,为不育基因受体。做杂交33S×H204，收获F1种子。

2011年春，海南种植F120株，收获F2种子。

⑵F2不育株制种特性加压选择

2011年夏，长沙种植F2育性分离群体4000株左右。抽穗后目测选不育株吊牌，利用分离可育株对吊牌株人工授粉。按设计指标当选不育株再生收种，并对有香味的单株标注。

2012年春，海南种植F3不育株系，对株叶形态，繁殖习性，不育起点温度、粒型、香味、米质等严格选择。

⑶F4不育株制种特性加压选择

2012年夏，长沙种植F4不育株系，用农香32作制种父本，按制种模式对不育株系制种特性加压选择。不育株系抽穗后选单株，人工竹竿授粉。当选不育单株再生收种。

2013年春，海南加代，种植42个株系，选优良株系20个收种35个单株。

⑷F6不育株系制种特性加压选择

2013年夏，长沙F6不育株系，农香18、岳恢9113、玉针香、黄华占、9311、农香32分别隔离制种，对制种特性和配合力加压选择。当选22个不育单株再生收种。

2014年春，制种F1海南优势鉴定，种植F7不育株系22个。

⑸从海南22个F7不育株系中选综合性状优良的1个株系收种，定名99S。对应核心单株禾蔸分蔸扩繁生产核心种子。

2016年99S已申请湖南省水稻两用核不育系生态鉴定。99S组合命名为汉两优，汉两优组合已进入湖南省种业企业联合体区试和湖南省联合品比。

二、实施效果

⑴99S制种特性优良

据初步观测，99S对黑粉病抗性比33S更好，生产的杂交种子基本不裂颖，穗上芽少，发芽率高，种子质量好。667m2制种产量一般在200kg左右。

99S对“920”敏感，667m2制种喷施“920”15g左右可解除包颈。

⑵99S不育起点温度低，制种育性安全性好。

据观测，99S育性转换时间比33S早而彻底，证明99S不育起点温度低于33S，制种育性安全性更好。

⑶99S米质优

99S粒形长，长宽比3.5左右，基本无心腹白，香味浓。所配组合能达到高档优质稻标准。

与现有水稻两用核不育系选育相比，本发明方法整体的有益效果是：

1、在制种条件下，对不育株(系)制种特性进行连续3代加压选择，突破了现有选育方法对不育系系制种特性筛选压力不够的局限，使得按本发明选育的水稻两用核不育系制种高产、优质。

2、不育系制种特性加压选择与不育起点温度、配合力加压选择有机结合，使得新育成的水稻两用核不育系又达到配合力好、组合优势强、制种安全的目标。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴亲本选择：选择不育起点温度低、配合力好、综合性状优良和生产上大面积应用的水稻两用核不育系，作不育基因供体亲本Q1，综合性状优良的常规稻如保持系和优质稻等作受体亲本Q2；

⑵创制育性分离群体：人工杂交Q1×Q2，种植正常可育F1,成熟时收获F1种子；

⑶F2育性分离群体优良不育株加压选择：正季种植F2育性分离群体，在抽穗开花期，选株叶形态好、分蘖力强、柱头外露率高、包颈轻和花时早的优良不育株，吊牌并记载始穗日期，利用不育株周边的可育株对当选不育株授粉；授粉时，用手把正在开花的可育株花粉推至不育株上抖动，使花粉散落在不育株柱头上使其结实不育株异交种子成熟时收种并考察结实率、黑粉病粒率、裂颖率、穗上芽率、发芽率等指标；当选不育株割蔸处理，利用后期自然低温收获自交种子；

⑷F3海南加代：F2当选单株海南种植成株系，单本，双行，30-40株；可育期自交结实好，育性敏感期育性转换彻底，镜检无可育花粉，不育起点温度低，株型好的单株当选；

⑸F4不育株系制种加压选择：海南当选F3优良单株，本地正季种植成株系，单本40-60株，制种父本与当选不育株按播差期和行比1:8种植；不育株系抽穗后，选表型优良单株吊牌，人工竹竿授粉；吊牌不育株制种特性考察、选择及自交加代同步骤⑶；

⑹F5海南加代：F4当选单株海南种植成株系；单株选择方法同步骤⑷；

⑺F6不育株系制种加压选择：用6个典型两系父本制种，对海南当选不育株制种特性加压选择，方法同步骤⑸；制种加压选择当选单株收取对应杂交种子，海南优势鉴定；

⑻水稻两用核不育系原种生产：F7单株海南种植成株系，利用自然低温在表型稳定的株系中筛选核心单株，以生产上广泛应用的y58S、C815S为育性对照；结合优势鉴定，定型不育株系收种，对应核心单株禾蔸带回正季分蔸扩繁，自然低温或敏感期冷水串灌繁殖核心种子；

⑼水稻两用核不育系育成：核心种子海南或云南保山繁殖1-2代，供不育系生态鉴定和制种。

2.根据权利要求1所述的一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，其特征在于：所述步骤⑶的F2育性分离群体优良不育株加压选择，包括以下步骤：

①播种：5月10—15日播种，种植F2育性分离群体5000株；

②F2优良不育株选择标准是：8月5日前始穗，株高85cm以下，抗倒力强，单株成穗10个以上，包颈率15％以下，异交结实率40％以上，黑粉病自然发病率、穗上芽2％以下，裂颖5％以下，异交种子发芽率80％以上；

③种子收获：当选不育株受粉成熟后，收获异交种子；禾蔸移至准备好的水田，按30cm×40cm规格移栽，浅水足肥促蘖；再生穗抽穗时，凡育性未转换可育的从基部剪除，再生穗转为可育时，每蔸选2-3个可育穗套袋，成熟后收获自交种子。

3.根据权利要求1所述的一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，其特征在于：所述步骤⑷和步骤⑹的海南加代，包括以下步骤：

①当选单株插双行，30-40株，株系间留走道；

②分3-4次施肥，使其不断分蘖，繁种和育性筛选兼顾；

③繁殖习性好，不育起点温度低的单株当选。

4.根据权利要求1所述的一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，其特征在于：所述步骤⑸的F4不育株系制种加压选择，包括以下步骤：

①不育株系分群制种筛选：按F2记载的始穗期每10d分群，与播始历期相近的典型恢复系模拟制种，选具有优良制种特性的不育单株；

②播差期安排与行比：恢复系分2期播种，播种时间差10d，不育株系比第1期恢复系迟4d播种，恢复系与不育株系2:8，每个不育株系插80蔸，单本；

③单株选择与异交种子收获：不育株系抽穗后选优良单株，不施“920”，凡影响当选不育株受粉的植株割除，使每一个当选不育株有足够好的受粉条件；受粉单株异交种子成熟后收种；

④收获自交种：当选不育株就地割蔸繁殖收种。

5.根据权利要求1所述的一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，其特征在于：所述步骤⑺的F6不育株系制种加压选择：包括以下步骤：

①多父本鉴定配合力与制种特性：F6株系分成6份，每份插40株，选6个典型两系恢复系隔离制种，设2个大面积生产上应用的不育系为对照，做制种特性和配合力比较、筛选；筛选时，先选株系，再在当选株系里选单株，当选单株再生收种；

②配合力鉴定：当选单株对应杂交种子海南优势鉴定，再生自交种海南繁殖F7。配合力好的株系当选，选单株后混收；

③生态鉴定：F7代混收种子送生态鉴定-分期播种试验。

6.根据权利要求1所述的一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，其特征在于：所述步骤⑻的水稻两用核不育系原种生产：包括以下步骤：

①株系种植：当选单株海南种植成株系，40株，双行；设y58S、C815S为对照；

②单株选择：育性转换期选表型稳定的株系筛选核心单株；选择方法是目测、镜检并与对照比较，育性不差于对照的单株当选核心单株；

③当选核心单株海南分蔸种植，4月中旬带回正季继续分蔸扩大群体；

④核心种子生产：8月上旬对核心单株最后一次分蔸，利用自然低温繁殖核心种子。繁殖过程中，凡不育的稻穗剪除，同时追肥促蘖，搞好隔离；自交种子成熟时分期分批收种；

⑤原种生产：核心种子海南隔离生产原种。

7.根据权利要求1所述的一种选育优良制种特性水稻两用核不育系的方法，其特征在于：所述步骤⑼的水稻两用核不育系育成：包括以下步骤：

①不育系生态鉴定：海南F7当选株系种子及核心种子繁殖的原种分别送2年生态鉴定；

②不育系现场鉴定：包括不育系繁殖现场，不育系育性鉴定现场，不育系制种现场，不育系组合现场；

③水稻两用核不育系育成：不育系审定、命名。