CN108235944A - 一种杂交籼稻三系不育系育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种杂交籼稻三系不育系育种方法，该育种方法的步骤如下：选择含有目标性状的三系不育系Q作为母本，与优质恢复系R杂交，形成杂交种F1；以被改良的保持系为母本去雄，以杂交种F1作父本杂交，产生杂合体BF1；种植杂合体BF1群体，从BF1群体中选择综合性状好的目标单株与三系不育系M进行测配产生杂交种AF1；通过对杂交种AF1进行套袋自交和花粉育性鉴定，筛选出育性全不育的杂合体BF1‑1单株，种成BF2；否则，淘汰该单株；从种成的BF2中选择综合性状优良的单株，与相应的剩余的不育系AF1杂交生成A2F1；重复直至不育系稳定。本发明通过三系不育系利用相对应的保持系并提高了不育系的丰产性。
Description
技术领域
本发明涉及一种杂交籼稻三系不育系育种方法，在丰产、优质、抗病的保持系缺乏的情况下，利用保持系的基因进行遗传改良，达到选育新不育系的目的。
背景技术
水稻是世界重要粮食作物，占全球谷类作物种植面积的三分之一。我国是水稻生产和消费大国，60%的人口以大米为主食。稻谷产量中杂交水稻占了其中的65%。我国杂交水稻在经历矮化育种和杂交稻育种两次飞跃以后，从上世纪90年代开始进行超级稻育种并取得了丰硕成果。目前，我国的杂交水稻已经在全球20多个国家推广，为世界粮食安全与和平稳定做出了重要贡献。近年来，我国水稻种植面积中粳稻占27%、籼稻占73%，而杂交籼稻种植面积约占我国籼稻的80%，主要在南方18个省（市、自治区）种植。杂交籼稻在我国水稻生产中占有重要地位，杂交籼稻生产直接关系到我国粮食安全和社会稳定。
1964年，袁隆平院士发现雄性不育株后，提出了雄性不育系、保持系和恢复系的三系杂交稻育种方法，开启了水稻三系杂交稻育种研究。1973年我国第一个三系配套的杂交水稻选育成功。1976年，杂交水稻在我国开始大面积推广，从而使中国成为世界上第一个成功利用水稻杂种优势的国家。通过广大育种家的努力，到目前为止，我国杂交籼稻育种取得显著成绩。根据国家水稻数据中心数据，我国共有3677个杂交籼稻品种通过省级及以上审定，其中，三系杂交稻2936个、两系杂交稻741个，获得品种授权品种421个。全国杂交籼稻每年增产的稻谷就可以多养活7000万人，其中三系杂交稻的产量占70%-80%。
质核互作型三系杂交水稻不育系的育性是受严格的恢保关系控制的，需要保持系来保持不育特性，需要恢复系来恢复育性。质核互作型三系杂交水稻不育系的育性，是受细胞质和细胞核共同作用的。一方面不育细胞质不受有性过程的影响，形成了一种封闭式的自主防护；同时另一方面，细胞核受其相应保持系的核代换所支配，而保持系又是经过长期自交纯合的高度稳定性品种，形成了另一种被动防护式的调控。正是在双重防护的作用下，从而保证了不育系的高度稳定性。
目前大面积生产上应用的三系不育系严重老化，亟待更新。三系不育系自交结实，主要是由于微效恢复基因的存在。多基因的遗传是受环境的影响的。当遇不育系遇到不利的外界环境（光、温条件）的影响时，且外界环境影响很小时，不育系的可育性不足以表现出来，因而表现为不育；当外界环境影响大时，不育系的可育性就会表现出来，因而表现为部分可育。虽然通过大量的成对杂交、严格的花粉鉴定和套袋自交，能够剔除微效恢复基因的存在，保证不育系的育性稳定性。需要低世代测交转育，排除微效恢复基因。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种杂交籼稻三系不育系育种方法，该育种方法解决了目前保持系种质资源缺乏、但又不能获得，而又想利用该种质资源的情况下，采取的对应育种策略。
本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
一种杂交籼稻三系不育系育种方法，其特征在于：该育种方法的步骤如下：
第一步：选择含有目标性状的三系不育系Q作为母本，与优质恢复系R杂交，形成基因型S（Rr）的杂交种F1；
第二步：以被改良的保持系为母本去雄，以杂交种F1作父本杂交，产生杂合体BF1，该杂合体为分离群体，一种为基因型N（rr）的杂合体BF1-1，该杂合体BF1-1在保持系基因上处于重合状态，其它性状处于杂合状态；另一种为基因型N（Rr）的杂合体BF1-2，该杂合体在保持系基因和其它性状都处于杂合状态；
第三步：种植杂合体BF1群体，从BF1群体中选择综合性状好的目标单株与三系不育系M进行测配，杂交产生杂交种AF1；
第四步：通过对杂交种AF1进行套袋自交和花粉育性鉴定，筛选出基因型N（rr）的育性全不育的杂合体BF1-1单株，种成BF2；否则，淘汰该单株；
第五步：从种成的BF2中选择综合性状优良的单株，与相应的剩余的不育系AF1杂交生成A2F1；
第六步：重复第四、五步，直至不育系稳定。
所述的三系不育系Q为赣73A；恢复系R为华占；被改良的保持系为宜香1B；三系不育系M为乐丰A。
所述第一步中的三系不育系Q为孢子体不育，当三系不育系Q与恢复系R杂交后产生的F1作父本时，含有基因型S（r）的杂交种F1的花粉是可育的。
所述第四步中通过对杂交种AF1进行套袋自交和花粉育性鉴定，剔除恢复系微效基因，从而保证不育系杂交种AF1的育性稳定性。
所述的第三步中的杂交种AF1用于鉴定恢保关系。
本发明相比现有技术有如下优点：
本发明的杂交籼稻三系不育系为孢子体不育，保持系不易获得，但其不育系容易获得，通过使目标不育系处于可育状态，通过有性杂交，参与到基因重组过程中，从而实现育种改良，选育自主产权的三系不育系；该选育方法通过三系不育系实现利用相对应的保持系目的并提高不育系的丰产性。
本发明的三系不育系为孢子体不育，当三系不育系与恢复系杂交后产生的F1作父本时，含有基因型S（r）的花粉是可育的，能够与其它保持系杂交；在目标保持系不能获得时，通过利用其相应的三系不育系与恢复系杂交形成杂交种，或利用易获得的三系不育系配制的试验杂交种进行遗传改良；在对保持系进行改良时，三系不育系与恢复系杂交形成杂交种，或利用该不育系配制的试验杂交种，这两者只能作为父本参与到杂交过程中；另外通过不育系杂交种AF1严格的套袋自交和花粉育性鉴定，剔除恢复系微效基因，从而保证不育系杂交种AF1的育性稳定性。
附图说明
附图1为本发明的杂交籼稻三系不育系育种方法的实施例育种程序图；择丰产性好、米质优、抗性强、配合力高的三系不育系，或其杂交种F1，对被改良的保持系进行改造；图中An-1F1和BFn中的n种表示杂交育种世代数，与不育系稳定有关，当不育系稳定时，后续工作就是不育系的原种生产和良种繁育，以及不育系的测恢和杂交种的制种。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示：一种杂交籼稻三系不育系育种方法，该选育方法的步骤如下：第一步：选择含有目标性状的三系不育系Q作为母本，与优质恢复系R杂交，形成基因型S（Rr）的杂交种F1；第二步：以被改良的保持系为母本去雄，以杂交种F1作父本杂交，产生杂合体BF1，该杂合体为分离群体，一种为基因型N（rr）的杂合体BF1-1，该杂合体BF1-1在保持系基因上处于重合状态，其它性状处于杂合状态；另一种为基因型N（Rr）的杂合体BF1-2，该杂合体在保持系基因和其它性状都处于杂合状态；第三步：种植杂合体BF1群体，从BF1群体中选择综合性状好的目标单株与三系不育系M进行测配，杂交产生杂交种AF1；第四步：通过对杂交种AF1进行套袋自交和花粉育性鉴定，筛选出基因型N（rr）的育性全不育的杂合体BF1-1单株，种成BF2；否则，淘汰该单株；第五步：从种成的BF2中选择综合性状优良的单株，与相应的剩余的不育系AF1杂交生成A2F1；第六步：重复第四、五步，直至不育系稳定。在上述选育方法中，第一步中的三系不育系Q为孢子体不育，当三系不育系Q与恢复系R杂交后产生的F1作父本时，含有基因型S（r）的杂交种F1的花粉是可育的；第三步中的杂交种AF1用于鉴定恢保关系；第四步中通过对杂交种AF1进行套袋自交和花粉育性鉴定，剔除恢复系微效基因，从而保证不育系杂交种AF1的育性稳定性。另外三系不育系Q为赣73A；恢复系R为华占；被改良的保持系为宜香1B；三系不育系M为乐丰A。
实施例
选择丰产、优质三系不育系赣73A为不育系细胞质供体，与恢复系华占杂交；从杂交F1群体中选择综合性状好的目标单株为父本，与宜香1B杂交，获得BF1；以BF1为父本，与乐丰A测交，获得AF1并用于鉴定恢保关系，同时收集相应的BF2种植；对测交种AF1进行套袋自交和花粉育性鉴定，筛选出育性不育的AF1单株；种植相应的BF2群体，与不育成对交，选育新的不育系。其具体步骤如下：
第一步：选择丰产、优质三系不育系赣73A为母本，与恢复系华占杂交，收获杂交种F1；
第二步：以宜香1B为母本，以杂交种F1为父本进行杂交，收获杂交种BF1；
第三步：种植杂交种BF1，从BF1群体中选择综合性状好的目标单株与乐丰A测交产生杂交种AF1，同时收集BF2种植；
第四步：种植AF1群体150株左右，进行套袋自交和花粉育性鉴定，若AF1群体均花粉不育，则保留相应的BF2种子；否则，淘汰该BF2种子；
第五步：从种成的BF2中选择综合性状优良的单株，与相应的剩余的不育系AF1杂交生成A2F1，在此过程中对AF1群体进行套袋自交和花粉育性鉴定选择综合性状优良的AF1单株；
第六步：对杂交种A2F1进行套袋自交和花粉育性鉴定，选择综合性状优良的BF3单株，与综合性状优良的A2F1单株成对杂交生成A3F1；
第七步：重复第四、五步；
第n步：直至不育系稳定。
本发明的杂交籼稻三系不育系为孢子体不育，保持系不易获得，但其不育系容易获得，通过使目标不育系处于可育状态，通过有性杂交，参与到基因重组过程中，从而实现育种改良，选育自主产权的三系不育系；该选育方法通过三系不育系实现利用相对应的保持系目的并提高不育系的丰产性。且由于三系不育系为孢子体不育，当三系不育系与恢复系杂交后产生的F1作父本时，含有基因型S（r）的花粉是可育的，能够与其它保持系杂交；在目标保持系不能获得时，通过利用其相应的三系不育系与恢复系杂交形成杂交种，或利用易获得的三系不育系配制的试验杂交种进行遗传改良；在对保持系进行改良时，三系不育系与恢复系杂交形成杂交种，或利用该不育系配制的试验杂交种，这两者只能作为父本参与到杂交过程中；另外通过不育系杂交种AF1严格的套袋自交和花粉育性鉴定，剔除恢复系微效基因，从而保证不育系杂交种AF1的育性稳定性。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种杂交籼稻三系不育系育种方法，其特征在于：该育种方法的步骤如下：
第一步：选择含有目标性状的三系不育系Q作为母本，与优质恢复系R杂交，形成基因型S（Rr）的杂交种F1；
第二步：以被改良的保持系为母本去雄，以杂交种F1作父本杂交，产生杂合体BF1，该杂合体为分离群体，一种为基因型N（rr）的杂合体BF1-1，该杂合体BF1-1在保持系基因上处于重合状态，其它性状处于杂合状态；另一种为基因型N（Rr）的杂合体BF1-2，该杂合体在保持系基因和其它性状都处于杂合状态；
第三步：种植杂合体BF1群体，从BF1群体中选择综合性状好的目标单株与三系不育系M进行测配，杂交产生杂交种AF1；
第四步：通过对杂交种AF1进行套袋自交和花粉育性鉴定，筛选出基因型N（rr）的育性全不育的杂合体BF1-1单株，种成BF2；否则，淘汰该单株；
第五步：从种成的BF2中选择综合性状优良的单株，与相应的剩余的不育系AF1杂交生成A2F1；
第六步：重复第四、五步，直至不育系稳定。
2.根据权利要求1所述的杂交籼稻三系不育系育种方法，其特征在于：所述的三系不育系Q为赣73A；恢复系R为华占；被改良的保持系为宜香1B；三系不育系M为乐丰A。
3.根据权利要求1所述的杂交籼稻三系不育系育种方法，其特征在于：所述第一步中的三系不育系Q为孢子体不育，当三系不育系Q与恢复系R杂交后产生的F1作父本时，含有基因型S（r）的杂交种F1的花粉是可育的。
4.根据权利要求1所述的杂交籼稻三系不育系育种方法，其特征在于：所述第四步中通过对杂交种AF1进行套袋自交和花粉育性鉴定，剔除恢复系微效基因，从而保证不育系杂交种AF1的育性稳定性。
5.根据权利要求1所述的杂交籼稻三系不育系育种方法，其特征在于：所述的第三步中的杂交种AF1用于鉴定恢保关系。
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