CN108849482A - 一种杂交水稻恢复系的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种杂交水稻恢复系的选育方法，属于杂交水稻育种技术领域。本发明提供的选育方法包括以下步骤：1)选择亲本进行杂交转育，得到不同转育组合的F₁代；2)F₁代转育组合杂种优势评价与初步筛选；3)F₂代优势分离群体优良单株表型筛选；4)F₃代优选株系的配合力检测和筛选；5)恢复系F₃代的加代培养。本发明提供的选育方法能够选育得到综合性状优良的强优势恢复系，解决当前杂交稻育种同质化、品质差等问题。

Description

一种杂交水稻恢复系的选育方法

技术领域

本发明涉及杂交水稻育种技术领域，具体涉及一种杂交水稻恢复系的选育方法。

背景技术

杂交水稻的产业化应用推动了水稻产量的第二次革命，为国家乃至世界的粮食安全做出了重大贡献。然而在杂交水稻应用后的几十年里，尽管选育了很多品种，但与早期的汕优63相比，水稻产量和品质等方面并没有取得显著性进步，杂交水稻育种进入瓶颈期，存在品种同质化严重，差异小等现象。杂交水稻品种的质量有赖于突破性骨干恢复系亲本的选育和应用。在杂交稻恢复系培育上，原有方法注重表型选择，以品种的标准来培育恢复系和不育系，重亲本自身的表观性状，而轻亲本的一般配合力，所选恢复系按常规稻育种的思路和要求，缺乏育种的针对性和设计性，导致亲本的配合力差、实用性差、杂交稻育种效率低，品种同质化严重，缺乏差异性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杂交水稻恢复系的选育方法。本发明提供的选育方法能够选育得到综合性状优良的强优势恢复系，解决当前杂交稻育种同质化、品质差等问题。

本发明提供了一种杂交水稻恢复系的选育方法，包括以下步骤：

1)选择资源遗传距离相对远、优势性状互补型水稻作为亲本进行杂交转育，得到不同转育组合的F₁代；

2)选取生态区代表性品种作对照，对F₁代转育组合进行杂种优势评价和初步筛选；所述杂种优势评价包括观察F₁代转育组合的强优势性，淘汰优势性差的组合；所述初步筛选包括：根据转育组合双亲的特征拔除未转育成功的杂株，淘汰生育期过长、生长势弱、结实性差、稻穗小、穗颈瘟发病和稻米品质差的转育组合，得到初步筛选后的转育组合F₁代，初步筛选后的转育组合F₁代分单株收种，得到F₂代种子；

3)将F₂代种子进行种植，筛选优良恢复系单株；所述筛选包括始穗期筛选和黄熟期筛选；以生态区代表性强优势恢复系为对照，所述始穗期筛选包括筛选播抽期适中、花粉量大、生长势强、中大穗和株叶性状相对好的单株，所述黄熟期筛选包括以始穗期筛选得到的单株作为备选对象，筛选米质相对优、抗病性好、结实性好的优良单株恢复系，将优良单株恢复系分单株收种，得到F₃代种子；

4)选取5～10个生态区代表性水稻不育系，分别与F₃代种子种植得到的F₃代株系杂交配制组合来评价恢复系配合力；以生态区代表性水稻杂交品种作对照，通过所述组合的杂种优势评价来筛选配合力高、所配组合高产优势强、稻米品质优和抗病性好的F₃代，得到筛选后的恢复系F₃代；

5)将步骤4)得到的筛选后的恢复系F₃代进行自交繁殖，加代至F₆代以上，筛选性状稳定的株系为杂交水稻恢复系。

优选的是，步骤1)所述优势性状包括生长势强、株叶形好、结实率高、丰产性好、稻米品质优、抗病性好。

优选的是，步骤2)所述收种为每个初步筛选后的转育组合F₁代选择4～6个单株收种，总收种量确保F₂代种子种植后得到的F₂代群体为500个单株以上。

优选的是，步骤4)所述水稻不育系包括Ⅱ-32A、渝802A、宜香1A、Y58S、C815S和深08S。

优选的是，步骤4)所述筛选的参考指标包括：株叶形态、生育期、稻米品质、抗病性、产量结构，加工后种子的整精米率、垩白度、透明度和统一蒸煮口感品质。

本发明提供了一种杂交水稻恢复系的选育方法。本发明的选育方法能够实现强优势恢复系的选育。本方法根据杂交育种原理，强化亲本配合力检测和强优势评价，选择亲缘关系相对远的亲本转育，并通过转育组合的优势评价及时淘汰优势差的转育组合，在F₂强优势分离群体中优选综合表型单株，选择代表性水稻不育系对F₃株系进行配合力检测和所配组合的强优势评价，从而选育综合性状优良的强优势恢复系。本发明的选育方法能够破解当前杂交稻育种的同质化、品质差等问题。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的杂交水稻恢复系选育流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种杂交水稻恢复系的选育方法，包括以下步骤：

1)选择资源遗传距离相对远、优势性状互补型水稻作为亲本进行杂交转育，得到不同转育组合的F₁代；

2)选取生态区代表性品种作对照，对F₁代转育组合进行杂种优势评价和初步筛选；所述杂种优势评价包括观察F₁代转育组合的强优势性，淘汰优势性差的组合；所述初步筛选包括：根据转育组合双亲的特征拔除未转育成功的杂株，淘汰生育期过长、生长势弱、结实性差、稻穗小、穗颈瘟发病和稻米品质差的转育组合，得到初步筛选后的转育组合F₁代，初步筛选后的转育组合F₁代分单株收种，得到F₂代种子；

3)将F₂代种子进行种植，筛选优良恢复系单株；所述筛选包括始穗期筛选和黄熟期筛选；以生态区代表性强优势恢复系为对照，所述始穗期筛选包括筛选播抽期适中、花粉量大、生长势强、中大穗和株叶性状相对好的单株，所述黄熟期筛选包括以始穗期筛选得到的单株作为备选对象，筛选米质相对优、抗病性好、结实性好的优良单株恢复系，将优良单株恢复系分单株收种，得到F₃代种子；

4)选取5～10个生态区代表性水稻不育系，分别与F₃代种子种植得到的F₃代株系杂交配制组合来评价恢复系配合力；以生态区代表性水稻杂交品种作对照，通过所述组合的杂种优势评价来筛选配合力高、所配组合高产优势强、稻米品质优和抗病性好的F₃代，得到筛选后的恢复系F₃代；

5)将步骤4)得到的筛选后的恢复系F₃代进行自交繁殖，加代至F₆代以上，筛选性状稳定的株系为杂交水稻恢复系。

本发明选择资源遗传距离相对远、优势性状互补型水稻作为亲本进行杂交转育，得到不同转育组合的F₁代。在本发明中，所述亲本之一优选为恢复系材料。三系杂交水稻恢复系带有恢复基因，能有效提高选育的新恢复系在三系杂交育种上的实用性。本发明优选根据水稻育种材料在特定育种生态区的性状观察与记载，实现资源遗传距离相对远、优势性状互补型水稻亲本的选择。在本发明中，所述资源遗传距离相对远的判断依据是指资源亲缘关系相对远或地理远缘资源材料。在本发明中，所述优势性状包括生长势强、株叶形好、结实率高、丰产性好、稻米品质优、抗病性好。

得到F₁代后，本发明选取生态区代表性品种作对照，对F₁代转育组合进行杂种优势评价和初步筛选；所述杂种优势评价包括观察F₁代转育组合的强优势性，淘汰优势性差的组合；所述初步筛选包括：根据转育组合双亲的特征拔除未转育成功的杂株，淘汰生育期过长、生长势弱、结实性差、稻穗小、穗颈瘟发病和稻米品质差的转育组合，得到初步筛选后的转育组合F₁代，初步筛选后的转育组合F₁代分单株收种，得到F₂代种子。在本发明中，所述生态区代表性品种为在特定的生态区域，当地的主导品种；表现为综合性状优良、在产量、品质、抗性等方面具有代表性，一般作为生态区域试验对照品种；当所述生态区为高温伏旱生态区，如重庆生态点时，选取渝香203设置为对照品种。在本发明中，所述杂种优势评价中的强优势性评价对象优选包括F₁代转育组合的株叶形态、产量结构和综合抗性等。在本发明中，所述杂种优势评价的作用为：及时淘汰在株叶形态、产量结构和综合抗性等显性性状遗传方面没有优势的转育组合，避免后续筛选的无效性；所述杂种优势评价能够及时淘汰无效转育组合，可确保后续F₂群体筛选的优势性状单株的有效性，提高选择效率。本发明所述初步筛选包括：根据转育组合双亲的特征拔除未转育成功的杂株，在本发明中，所述双亲的特征优选为双亲的形态特征，包括株叶形、生长势、生育期、产量结构特征、抗病性、稻米品质。在本发明中，所述初步筛选优选在黄熟期观察不同转育组合F₁代的产量、品质、抗性等优势性，剥壳观察米质的外观品质，进而淘汰生育期过长、生长势弱、结实性差、稻穗小、穗颈瘟发病和稻米品质差的转育组合。在本发明中，当由于亲本的特性导致F1代杂交组合存在普遍的结实性差的问题时，如籼粳杂交组合，本发明优选再以F₁为母本，分别与亲本回交1～3代，更优选2代，以解决普遍的结实性差的问题。在本发明中，所述收种优选为每个初步筛选后的转育组合F₁代选择4～6个单株收种，更优选选择5个单株收种，总收种量确保F2代种子种植后得到的F2代群体为500个单株以上。

得到F₂代种子后，本发明将F₂代种子进行种植，筛选优良恢复系单株；所述筛选包括始穗期筛选和黄熟期筛选；以生态区代表性强优势恢复系为对照，所述始穗期筛选包括筛选播抽期适中、生长势强、中大穗和株叶性状相对好的单株，所述黄熟期筛选包括以始穗期筛选得到的单株作为备选对象，筛选米质相对优、抗病性好、结实性好的优良单株恢复系，将优良单株恢复系分单株收种，得到F₃代种子。本发明对所述种植方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的常规育种标准化单本种植即可。在本发明中，所述生态区代表性强优势恢复系为配合力好、所配组合杂种优势强、米质优、抗病性好，一般为代表性杂交品种的恢复系，具体地，长江流域稻区代表性恢复系蜀恢527、扬稻6号、明恢63、华占等。筛选出性状相对好的单株后，本发明优选对单株进行标记，本发明对所述标记的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的标记方式即可，如挂牌标记等。本发明在所述黄熟期筛选过程中，优选对筛选对象进行评价登记，便于后续的筛选，本发明所述评价的参数优选包括单株的结实性、穗颈瘟发病性、单株稻米外观品质等。在本发明中，所述外观品质的评价优选采用将水稻剥壳后与对照品种比较的方式。在本发明中，所述抗病性好优选为稻瘟病、纹枯病、白叶枯病、稻曲病等综合抗性好。

得到F₃代种子后，本发明选取5～10个生态区代表性水稻不育系，分别与F₃代种子种植得到的F₃代株系杂交配制组合来评价恢复系配合力；以生态区水稻杂交代表性品种作对照，通过所述组合的杂种优势评价来筛选配合力高、所配组合高产优势强、稻米品质优和抗病性好的F₃代，得到筛选后的恢复系F₃代。在本发明中，所述杂种优势评价能够对筛选的优势性状重组F₃代株系进行配合力和优势性评价，及早淘汰无强优势株系。在本发明中，所述生态区代表性水稻不育系更优选为6个，优选包括Ⅱ-32A、渝802A、宜香1A、Y58S、C815S和深08S。本发明通过将F₃代分别与生态区水稻杂交代表性水稻不育系进行杂交，来评价F₃代(新恢复系)的一般配合力和杂交育种的强优势性。在本发明中，所述生态区杂交水稻代表性品种为生态区生育期适宜、多抗广适、稳产优质性好的品种，如渝香203、F优498等。本发明对杂交后的杂交组合的种植方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的常规育种标准化种植方式即可，如在特定生态区按5行，每行10窝的标准化密度进行单苗种植。在本发明中，所述筛选的参考指标包括：株叶形态、生育期、稻米品质、抗病性、产量结构，加工后种子的整精米率、垩白度、透明度和统一蒸煮口感品质等。本发明所述加工优选为对种子进行考种，考种后的种子用精米机打米。在本发明中，所述抗病性好优选为稻瘟病等综合抗性好。

得到筛选后的恢复系F₃代后，本发明将筛选后的恢复系F₃代进行自交繁殖，加代至F₆代以上，筛选性状稳定的株系为杂交水稻恢复系。本发明所述加代的目的是使恢复系的形状更稳定。本发明对加代的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加代方法即可。

下面结合具体实施例对本发明所述的一种杂交水稻恢复系的选育方法做进一步详细的介绍，本发明的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

杂交水稻恢复系选育流程如图1所示：

①选择水稻亲本材料及转育：根据重庆正季、海南秋繁季对恢复系材料的观察与记载，在海南秋繁季选择优质恢复系渝恢2103、渝恢629、渝恢7109为受体亲本，以越南引进的大穗、穗着粒密、耐热结实好的越稻1号为供体亲本进行转育，得到F₁代。

②F₁优势评价与筛选：转育成功收获的杂交种即为F₁代种子。3月中旬播种，按标准密度在重庆正季单苗种植，设对照品种渝香203。3个转育组合在生长势、株叶形、穗粒性状、始穗期、结实率与对照品种渝香203相当或优于对照。在蜡熟期，组合渝恢629/越稻1号穗颈瘟发病，予以淘汰。根据结实率及米质对比评价，淘汰转育组合渝恢7109/越稻1号。完熟后选择5个分蘖较好、穗型整齐的单株收种，每个单株收种量不少于200粒，得到F₂代。

③F₂优良单株筛选：对上季收取的5个单株的F₂种子按株系播种及移栽，确保F₂代群体单株数不少于500窝，单苗种植，设置渝恢2103为对照。在始穗期选取与渝恢2103始穗期相当或差异不超过3天，且株高适中、株叶形好、中大穗、花粉量大的单株挂牌登记，在黄熟期对初选的单株进行结实率、穗颈瘟及剥壳外观品质评价，淘汰结实性差、有穗颈瘟发病或稻米品质差的单株。选取播抽期适中、结实性好、无穗颈瘟、外观米质好的恢复系单株。

④F₃组合测配及恢复系配合力评价与筛选：在海南秋繁季，F₂优选的单株种子每个按2行20窝种植，即为F₃恢复系，选择生态代表性性好的水稻，分期播种。选择优良单株分别与不育系配制杂交新组合，标记收种。对恢复系单株分别与不育系Ⅱ-32A、渝802A、宜香1A、Y58S、C815S、深08S配制的杂交新组合进行评价，从组合的株叶形、生育期、结实率、理论产量、稻瘟病抗性、稻米品质等方面进行评价。淘汰所配组合结实性差、穗颈瘟发病率高、稻米品质差的恢复系株系，筛选所配组合生育期适宜、株叶性状优良、组合产量高、米质优、抗性好的恢复系株系。

⑤待所选株系自交繁殖至F₆代以上，各项性状基本稳定后，即为定型强优势恢复系。

实施例2：

①选择北方优质粳稻品种辽粳294为供体亲本，分别与南方优质籼稻恢复系渝恢2103、渝恢7109、蜀恢527杂交，得到F₁。

②籼粳杂交组合结实性差，再以F₁为母本，分别与渝恢2103、渝恢7109、蜀恢527回交2代。淘汰生长势弱、穗颈瘟及稻曲病发病的组合R7109/辽粳294//R7109///R7109。分单株分别收取R2103/辽粳294//R2103///R2103、R527/辽粳294//R527///R527种子，确保F₂群体种子量不低于500窝。

③对上季收取的F₂代种子在重庆正季3月中下旬播种、移栽，按标准化密度单苗种植，确保R2103/辽粳294//R2103、R527/辽粳294//R527群体不少于500窝。以渝恢2103为对照，在始穗期选取与渝恢2103始穗期相当或差异不超过3天，且株高适中、株叶形好、中大穗、花粉量大的单株挂牌登记，在黄熟期对初选的单株进行结实率、穗颈瘟及剥壳外观品质评价，淘汰结实性差、有穗颈瘟发病或稻米品质差的单株。选取播抽期适中、结实性好、无穗颈瘟、外观米质好的恢复系单株。

④在海南秋繁季，F₂优选的单株种子每个按2行20窝种植，即为F₃恢复系，选择生态代表性性好的水稻，分期播种。选择优良单株分别与不育系配制杂交新组合，标记收种。对恢复系单株分别与不育系Ⅱ-32A、渝802A、宜香1A、Y58S、C815S、深08S配制的杂交新组合进行评价，从组合的株叶形、生育期、结实率、理论产量、稻瘟病抗性、稻米品质等方面进行评价。淘汰所配组合结实性差、穗颈瘟发病率高、稻米品质差的恢复系株系，筛选所配组合生育期适宜、株叶性状优良、组合产量高、米质优、抗性好的恢复系株系。

⑤待所选株系自交繁殖至F₆代以上，各项性状基本稳定后，即为定型强优势恢复系。

实施例3：

①选择国家水稻所材料IR9129为供体亲本，分别与南方优质籼稻恢复系渝恢865、渝恢7109、蜀恢527杂交，得到F₁。

②以当地对照品种渝香203为对照，淘汰穗颈瘟发病的组合IR9129/渝恢865。分单株分别收取IR9129/渝恢7109、IR9129/渝恢865种子，确保F₂群体种子量不低于500窝。

③对上季收取的F₂代种子在重庆正季3月中下旬播种、移栽，按标准化密度单苗种植，确保IR9129/渝恢7109、IR9129/渝恢865群体不少于500窝。以渝恢2103为对照，在始穗期选取与渝恢2103始穗期相当或差异不超过3天，且株高适中、株叶形好、中大穗、花粉量大的单株挂牌登记，在黄熟期对初选的单株进行结实率、穗颈瘟及剥壳外观品质评价，淘汰结实性差、有穗颈瘟发病或稻米品质差的单株。选取播抽期适中、结实性好、无穗颈瘟、外观米质好的恢复系单株。

④在海南秋繁季，F₂优选的单株种子每个按2行20窝种植，即为F₃恢复系，选择生态代表性性好的水稻，分期播种。选择优良单株分别与不育系配制杂交新组合，标记收种。对恢复系单株分别与不育系Ⅱ-32A、渝802A、宜香1A、Y58S、C815S、深08S配制的杂交新组合进行评价，从组合的株叶形、生育期、结实率、理论产量、稻瘟病抗性、稻米品质等方面进行评价。淘汰所配组合结实性差、穗颈瘟发病率高、稻米品质差的恢复系株系，筛选所配组合生育期适宜、株叶性状优良、组合产量高、米质优、抗性好的恢复系株系。

⑤待所选株系自交繁殖至F₆代以上，各项性状基本稳定后，即为定型强优势恢复系。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种杂交水稻恢复系的选育方法，包括以下步骤：

1)选择资源遗传距离相对远、优势性状互补型水稻作为亲本进行杂交转育，得到不同转育组合的F₁代；

2)选取生态区代表性品种作对照，对F₁代转育组合进行杂种优势评价和初步筛选；所述杂种优势评价包括观察F₁代转育组合的强优势性，淘汰优势性差的组合；所述初步筛选包括：根据转育组合双亲的特征拔除未转育成功的杂株，淘汰生育期过长、生长势弱、结实性差、稻穗小、穗颈瘟发病的转育组合，得到初步筛选后的转育组合F₁代，初步筛选后的转育组合F₁代分单株收种，得到F₂代种子；

3)将F₂代种子进行种植，筛选优良恢复系单株；所述筛选包括始穗期筛选和黄熟期筛选；以生态区代表性强优势恢复系为对照，所述始穗期筛选包括筛选播抽期适中、花粉量大、生长势强、中大穗和株叶性状相对好的单株，所述黄熟期筛选包括以始穗期筛选得到的单株作为备选对象，筛选米质相对优、抗病性好、结实性好的优良单株恢复系，将优良单株恢复系分单株收种，得到F₃代种子；

4)选取5～10个生态区代表性水稻不育系，分别与F₃代种子种植得到的F₃代株系杂交配制组合来评价恢复系配合力；以生态区代表性水稻杂交品种作对照，通过所述组合的杂种优势评价来筛选配合力高、所配组合高产优势强、稻米品质优和抗病性好的F₃代，得到筛选后的恢复系F₃代；

5)将步骤4)得到的筛选后的恢复系F₃代进行自交繁殖，加代至F₆代以上，筛选性状稳定的株系为杂交水稻恢复系。

2.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤1)所述优势性状包括生长势强、株叶形好、结实率高、丰产性好、稻米品质优、抗病性好。

3.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤2)所述收种为每个初步筛选后的转育组合F₁代选择4～6个单株收种，总收种量确保F₂代种子种植后得到的F₂代群体为500个单株以上。

4.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤4)所述水稻不育系包括Ⅱ-32A、渝802A、宜香1A、Y58S、C815S和深08S。

5.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤4)所述筛选的参考指标包括：株叶形态、生育期、稻米品质、抗病性、产量结构，加工后种子的整精米率、垩白度、透明度和统一蒸煮口感品质。