CN1058129A - 两系法籼粳亚种杂交育种技术 - Google Patents

Abstract

两系法籼粳亚种杂交育种技术属于用杂交和选 择方法改良植物基因。本发明采用二步架桥法实现 籼粳稻之间的两系杂交育种，第一步架桥法选育籼粳 光敏感不育系，第二步架桥法选育籼粳亲和恢复系， 父母本杂交后的籼粳亚种结实率达80％以上，制种 产量在250公斤以上，大面积生产中作早、晚稻或一 季稻，比同期播种的三系杂交稻增产10～20％。

Description

两系法籼粳亚种杂交育种技术属于用杂交和选择方法改良植物基因。

70年代中期以来，籼型杂交水稻的育成和推广，对提高我国的水稻产量作出了重大贡献，近年来新选育的组合在熟期、抗性、米质及不育系的异交率方面又得到了改良，但在产量上迄今未取得大的突破，主要原因在于籼型杂交水稻仅限于品种间杂交，双亲之间的遗传距离较近，因而杂种优势有限。目前粳型杂交水稻的推广面积仍不大，且优势不够，其原因也在于粳稻亚种内缺乏足够的遗传多样性。由于籼粳稻之间的生殖隔离障碍，杂交子一代有比品种间杂种更强的优势但伴随的结实率偏低，因此要利用籼粳杂种优势，实现水稻生产的更高产量，克服结实率低是籼粳杂交育种的关健。

制种成本高是当前杂交稻生产的限制因子之一，光敏感核不育材料的成功选育开辟了杂交种育种两系法的前景，以简化杂交种生产和提高杂交种子频率，从而减少制种成本，但尚未与籼粳亚种优势利用结合。

本发明旨在克服籼粳杂交子代结实率低，以实现籼粳杂种优势利用，并进而实施籼粳亚种两系法杂交育种新途径。

实现本发明目的的技术方案是采用籼粳稻之间的两步架桥法技术。即选择籼型水稻品种（A）与粳型水稻品种（B）杂交，从杂种二代起采用中间型选择方法，经若干代的连续选育，获得中间型性状（AB）稳定的水稻株系，继而从稳定的株系中选育出光敏感核不育系，通过籼粳交的第一步架桥法获得母本，又从另外配组的籼粳杂交的子代中选出粳型恢复系，再与籼型爪畦稻配组，转育亲和性基因，选育出亲和性恢复系，谓第二步架桥法获得父本，通过二步架桥法获得的父母本杂交制出的杂种即籼粳亚种（AB  AB），其结实率达80%以上。

下面以实例详述本发明：

1、一步架桥法选育籼粳光敏感核不育系。

用科字5-4（籼）作母本，农垦58（粳）作父本进行杂交，在杂种二代出现了偏籼型、偏粳型和中间型三种分离，选择其中的中间型，经过若干代的选择，终于使中间型稳定，继而又在稳定的中间型株系中选出光敏感核不育系，不育系的纯度和育性均为99.8～100%。其选育过程见图。

籼粳型光敏不育系选育图

科字5-4（灿）/农垦58（粳）

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F1……三粒种子，成活一株，收下全部自交结实种子。

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F2……2185株，送出中间型两穗，淘汰偏籼型、偏粳型。

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F3……108株，四种类型分离：雌蕊外露型、园粒矮杆型，中杆籼型，长粒矮杆型。

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F4……种四小区，继续分离，从长粒矮杆型中18号株系选出9穗。

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F5……种“长18”单株，继续分离，选中间型单株。

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F13……“长18”分离逐代缩小，从中选出光敏籼粳核不育系。

在选出穗型似粳，株型似籼的“长18”后，异交54%伴有高不育现象，在高不育基础上选出光敏核不育系，该光敏核不育系有以下特点：

（1）在长光照低温（日照14小时，气温20℃以下）不育性不波动，仍保持99.2-99.8%的不育，长光高温条件（日照14小时，气温30℃以上）不育度为100%;

（2）配组范围广泛，普通籼稻、爪畦稻、籼粳亲和系具强的恢复力，尤以籼粳亲和系恢复力最高达85.7%，与常规稻结实率接近;

（3）头稻和再生稻有明显的阶段性，确保杂交制种和自交繁殖种子的纯度;

（4）杂种一代芽鞘两侧有紫色标记，利于杂交种的区别。

2、二步架桥法选育籼粳亲和恢复系。

用老来青（粳）与IR661（籼）杂交，在杂交子代中选育出的粳型恢复系再与CP-9001（爪畦稻）配组，成功地选育出籼粳型亲和恢复系，选育过程见图。

老来青（粳）/IR661（籼）

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F5/9001（爪畦稻）

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F3′……籼粳型亲和恢复系（代号：89-63，84-15）

由于用粳型恢复系与籼型亲和系（爪畦稻）配组，将亲和基因转育，因而父本具不育性恢复和籼粳亲和双重基因，这样与籼粳型（AB）光敏核不育系有更强的恢复性和亲和性，于是籼粳亚种（AB  AB）得以产生。籼粳亚种比较其他配组，结实率更高，详见下表。

配组	配组形式	每穗粒数	结实数	结实率（％）
					S/鄂晚5号S／二九青S/CP17S/02428S/89-63	ABBABAABAABBABAB	305360310250337	98.28257.40241.18151.25288.81	31.271.577.860.585.7

注S：为科农S-1籼粳型光敏核不育系

3、籼粳亚种杂交稻制种方法

以科农S-1籼粳型光敏核不育系为母本，89-63，84-15籼粳型亲和系为父本，配制的杂种一代为籼粳亚种，其制种方法如下：

（1）父母本错期播种，保证花期相遇

长江流域地区，母本在3月30日播种，7月10日左右抽穗，叶片总数为16片。父本如采用89-63，84-15，或CP17等，则应在3月20左右播种，总叶片数为17片;如采用籼型恢复系浏64-7，父本可与母本同期播种;如采用常规早籼制种，父本比母本晚40-45天播种，这样花期易相遇。

在海南制种，则籼粳亲和系与母本同期播种，籼型亲和系比母本早10天播种，普通籼稻，父母本同期播。

（2）培育分蘖壮秧

科农S-1种子千粒重约18-22g，因此在三叶期阶段，种子胚乳内营养不足，生长缓慢，因而要加强管理，早施断奶肥，注意晒田扎根，培育分蘖壮秧，气温低时注意采取保温措施，保证正常出苗。

（3）控制最佳授粉时期

科农S-1籼粳型光敏核不育系，在日照12小时以上时，向不育方向转化，日照平均在14小时时为全不育。当日照在12小时以下，开始向可育方向转化，日照平均为10小时，为全部可育。因此全国各地以春分和秋分为育性转换临界期，夏至和冬至为不育和可育两个极限期。

在长光照条件下，不育系的不育性不受温度影响，即使在温度低于20℃的情况下，不育性也不波动。在海南低温条件下制种，不育性保持相对稳定，而繁殖必须在短光高温的秋季进行。

（4）加强人工辅助授粉

科农S-1在长光高温季节，开花早，闭合迟，一般从上午9点至下午2点，因此花时与各种父本基本相遇。同时，母本柱头外露率高，单露和双露率在80%以上，无闭颖不开现象。因此父本花粉量足，异交结实率在75%左右，与常规稻基本近似。母本基本无卡颈现象，如制种时期遇上低温，有轻微卡颈现象，每亩只要使用1-2克“九二O”即可。此阶段的重点是加强人工辅助授粉，在母本开花时起，即可使用工具抖动花粉，直至父本无花粉止。这样制种产量一般可达200公斤，高的可达300公斤以上。

（5）严格除杂去劣

用科农S-1作母本制种，只要掌握正常季节制种，杂劣现象很少发生;一旦发现母本种子混杂，应在抽穗前剔除。如在母本行间发现幼苗有紫色条纹，表明母本种子混杂，如母本的株高、生育期与穗粒型各异也视为种子混杂，均应在抽穗前处理。

采用本发明的技术方案，以籼粳型光敏核不育系作母本，籼粳型亲和系89-63作父本，母本3月25日播种（长江流域），父本比母本早5-7天播种。扦秧时父母本的行比为2∶14～16，密度为4×5寸，每穴双株，花期全遇，制种产量为250公斤以上，在杂种一代收割后间隔15天左右，可收获母本的自交种子（再生稻）作不育系繁殖用。用籼粳亚种作早稻，比三系杂交早稻生育期短10天，且增产10%以上，作一季稻或晚稻，产量比三系杂交稻增产15～20%。

如以籼粳型光敏核不育系与常规籼稻或爪畦型籼稻配组，获得ABA籼粳亚亚种，作早、晚稻均可比同期播种的三系杂交稻增产10%以上。

Claims (1)

1、一种籼粳型水稻杂交育种方法——两系法籼粳亚种杂交育种技术，其特征在于选择籼型水稻品种(A)与粳型水稻品种(B)杂交，从杂交二代起采用中间型选择方法，经若干代的连续选育，获得中间型性状(AB)稳定的水稻株系，继而从稳定的株系中选育出光敏感核不育系，通过籼粳交第一步架桥法获得母本；又从另外配组的籼粳杂交的子代中选出粳型恢复系，再与籼型爪畦稻配组，转育亲和性基因，选育出亲和性恢复系，谓第二步架桥法获得父本；通过二步架桥法获得的父母本杂交制出的杂种即籼粳亚种(ABAB)，其结实率达80%以上。