CN108901827A - 一种早花时粳型杂交稻不育系的选育方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种早花时粳型杂交稻不育系的选育方法。本发明选育方法，可以稳定、高效地获得大量早花时粳型杂交稻不育系材料，克服了传统杂交育种方法频率低、偶然性大的问题，为籼粳杂交稻的发展提供了最为关键的材料基础与技术支持，应用前景良好。

Description

一种早花时粳型杂交稻不育系的选育方法
技术领域
本发明属于粳稻杂交稻制种技术领域，具体涉及一种早花时粳型杂交稻不育系的选育方法。
背景技术
籼稻(indica)和粳稻(japonica)作为亚洲栽培稻的两个主要亚种，在形态生理特性、遗传分化、地理分布上存在明显差别，籼粳稻亚种间杂交作为水稻高产育种的重要途径，一直是杂交水稻育种研究的战略重点。
近年来，随着籼粳稻亚种间杂种优势的广泛应用，“粳不籼恢”模式以其优势强、产量高、稻米品质好，已成为杂交制种的主流方式。但在实际生产制种中，由于籼稻恢复系的开花时间多在上午10-11点之间，而粳稻不育系的开花习性较差，开花时间多在中午12点之后且开花时间零乱，从而导致籼粳稻花时很难相遇，使得制种困难，水稻种植成本增大，限制了粳不籼恢组合的快速推广。
现阶段人们常利用植物生长调节剂或微量元素在水稻杂种生产中进行花时调控，使父母本的开花时间接近，提高花时相遇程度，最终提高水稻制种产量。但这种制种方式不仅制种成本增高，而且制种田中操作困难，化学物质的使用也会对大田环境造成破坏。
从水稻品种自身出发，培育具有与籼稻花时特性相近的早花时粳稻不育系，更有利于降低制种成本，有望成为克服籼粳稻花时不遇难制种的有效途径。但由于杂交育种方式偶然性较大，获得目标早花时粳稻不育系的成功率较低，目前仅见春江系列、浙04A等少量品系报道，而且难以满足不同地区生态气候条件的种植需求。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种早花时粳型杂交稻不育系的选育方法。
本发明早花时粳型杂交稻不育系的选育方法，它是通过有性杂交方式将粳稻的核基因导入籼稻保持系，并随后将构建的核基因替换籼稻不育系的核基因实现的。
其中，选育过程如下：
a、以粳稻为亲本之一，与籼稻保持系杂交，得到F1代杂种；
b、种植杂种F1，得到F2代，选择F2代中粳稻个体为亲本之一，与籼稻保持系杂交，得到复合杂交MF1代杂种；
c、种植杂种MF1，得到MF2代，选择MF2代中粳稻个体为亲本之一，与步骤a或者步骤b中籼稻保持系对应的不育系回交，回交1-3代，选育粳型不育的早花时个体，即可。
步骤a和步骤b中，所述籼稻为籼稻三系保持系或两系不育系。
步骤a和步骤b中所述籼稻保持系为籼稻保持系802B、籼稻保持系650B、籼稻保持系G46B和/或籼稻保持系金23B。
步骤a中，所述粳稻为沈农265。
步骤a中，所述粳稻保持系为父本。
步骤b中，所述粳稻个体为母本。
本发明还提供了前述方法制备的早花时粳型杂交稻不育系。
本发明还提供了一种杂交水稻制种方法，其特征在于：制种时以前述方法制备的早花时粳型杂交稻不育系为亲本之一。
粳稻：粳型水稻。
采用程氏形态指数分类法对株系进行籼粳属性分类；根据分类分值判定各株系籼粳特性，即分值18-24为粳，14-17为偏粳，9-13为偏籼，0-8为籼。
本发明选育方法，通过选择特定的亲本进行杂交，并选择特定的目标粳型水稻个体，获得的不育系材料中具有早花时特性的材料比例高。本发明方法可以稳定、高效地获得大量早花时粳型杂交稻不育系材料，克服了传统杂交育种方法频率低、偶然性大的问题。
本发明方法获得的改良粳型杂交稻不育系材料，与粳稻不育系亲本和常规粳稻亲本(渝优水稻团队引进陈温福院士课题组育成的系列北方粳稻作亲本)相比，一日之中开花时间提早30-90分种，与籼型恢复系亲本同步或更早，同时粒间开花时间更趋集中，能够有效解决籼粳杂交稻在制种过程中一日之中的花时不相遇问题，可增强异交授粉能力和提高制种结实率，从而大大提高杂交制种产量，为籼粳杂交稻的发展提供了最为关键的材料基础与技术支持。
本发明方法中通过与具有当地主导质源的籼型杂交稻杂交，使得改良后的不育系材料更易于适宜当地特殊的生态气候条件，采用复合杂交培育的亲本不育系在籼粳杂交后代中更具有杂种优势潜力，应用前景良好。
显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
具体实施方式
下面以实施例作进一步说明，但本发明不局限于这些实施例。
本发明实施例的材料，以沈农265(引进陈温福院士课题组育成的北方常规粳稻)为供体亲本；受体亲本本地籼稻保持系802B、650B由重庆市农业科学院重庆再生稻研究中心提供，802A、650A为对应的不育系；受体亲本G46B，金23B为应用面积较广的籼稻保持系，G46A为G46B对应的不育系。
沈农265、802B、G46B和金23B使用的材料文献中均有发表过，国家水稻数据中心也有相应记载http://www.ricedata.cn/variety/index.htm。
编号A、B分别代表不育系、保持系；“亲缘”表示水稻杂交的过程。蓝色字体表示不同时间段的水稻开花高峰期
实施例1本发明选育方法
①2012年重庆正季，利用具有当地籼稻质源的籼型水稻保持系材料802B与北方常规粳稻沈农265进行杂交，802B为母本，沈农265为父本，形成杂交子一代Fl。
②2012年海南复合杂交:种植杂种F1，混收F1代种子；2013年重庆正季种植F2世代，在F2世代中粳型水稻个体会出现1/4的个体，在F2世代中选择粳型水稻的个体为母本，用应用面积较广水稻主导不育系中的保持系G46B为父本进行杂交，创制复合杂交MFl代材料；
③2013年海南种植MFl代材料，混收MF1代种子；2014年重庆正季种植MF2世代，在MF2世代中选择粳型株叶型的1/4个体与对应的当地主导籼型不育系802A进行回交，2015年-2016年回交1-3代，选育粳型不育中的早花时个体。
实施例2本发明选育方法
①2012年重庆正季，利用具有当地籼稻质源的籼型水稻保持系材料650B与北方常规粳稻沈农265进行杂交，650B为母本，沈农265为父本，形成杂交子一代Fl。
②2012年海南复合杂交:种植杂种F1，混收F1代种子；2013年重庆正季种植F2世代，在F2世代中粳型水稻个体会出现1/4的个体，在F2世代中选择粳型水稻的个体为母本，用应用面积较广水稻主导不育系中的保持系G46B为父本进行杂交，创制复合杂交MFl代材料；
③2013年海南种植MFl代材料，混收MF1代种子；2014年重庆正季种植MF2世代，在MF2世代中选择粳型株叶型的1/4个体与对应的当地主导籼型不育系650A进行回交，2015年-2016年回交1-3代，选育粳型不育中的早花时个体。
实施例3本发明选育方法
①2012年重庆正季，利用具有当地籼稻质源的籼型水稻保持系材料802B与北方常规粳稻沈农265进行杂交，802B为母本，沈农265为父本，形成杂交子一代Fl。
②2012年海南复合杂交:种植杂种F1，混收F1代种子；2013年重庆正季种植F2世代，在F2世代中粳型水稻个体会出现1/4的个体，在F2世代中选择粳型水稻的个体为母本，用应用面积较广水稻主导不育系中的保持系G23B为父本进行杂交，创制复合杂交MFl代材料；
③2013年海南种植MFl代材料，混收MF1代种子；2014年重庆正季种植MF2世代，在MF2世代中选择粳型株叶型的1/4个体与对应的当地主导籼型不育系802A进行回交，2015年-2016年回交1-3代，选育粳型不育中的早花时个体。
实施例4本发明选育方法
①2012年重庆正季，利用具有当地籼稻质源的籼型水稻保持系材料650B与北方常规粳稻沈农265进行杂交，650B为母本，沈农265为父本，形成杂交子一代Fl。
②2012年海南复合杂交:种植杂种F1，混收F1代种子；2013年重庆正季种植F2世代，在F2世代中粳型水稻个体会出现1/4的个体，在F2世代中选择粳型水稻的个体为母本，用应用面积较广水稻主导不育系中的保持系G23B为父本进行杂交，创制复合杂交MFl代材料；
③2013年海南种植MFl代材料，混收MF1代种子；2014年重庆正季种植MF2世代，在MF2世代中选择粳型株叶型的1/4个体与对应的当地主导籼型不育系650A进行回交，2015年-2016年回交1-3代，选育粳型不育中的早花时个体。
实施例5本发明选育方法
①2012年重庆正季，利用具有当地籼稻质源的籼型水稻保持系材料802B与北方常规粳稻沈农265进行杂交，802B为母本，沈农265为父本，形成杂交子一代Fl。
②2012年海南复合杂交:种植杂种F1，混收F1代种子；2013年重庆正季种植F2世代，在F2世代中粳型水稻个体会出现1/4的个体，在F2世代中选择粳型水稻的个体为母本，用应用面积较广水稻主导不育系中的保持系G46B为父本进行杂交，创制复合杂交MFl代材料；
③2013年海南种植MFl代材料，混收MF1代种子；2014年重庆正季种植MF2世代，在MF2世代中选择粳型株叶型的1/4个体与对应的当地主导籼型不育系G46A进行回交，2015年-2016年回交1-3代，选育粳型不育中的早花时个体。
2016年，将实施例1～5分别得到的所有粳型不育个体进行检测，调查9:01～9:30、9:31～10:00、10:01～10:30、10:31～11:00、11:01～11:30、11:31～12:00、12:01～12:30、12:31～13:00、13:01～13:30、13:31～14:00、14:01～14:30、14:31～15:00、15:01～15:30、15:31～16:00和16:01～16:30共15个时段的单穗开花时动态和午前花率，确定开花高峰期(开花高峰期为2h，持续开花率最高的2h为开花高峰期)。
在确定实施例1～5分别得到的粳型不育系的开花高峰期后，与对照G46A和Ⅱ-32A(两个对照都是生产中应用面积较广的籼稻不育系。A代表不育系)比较，确定得到的粳型不育系开花高峰期早于G46A和Ⅱ-32A的比例。比例如下表1：
表1 2016年和2017年杂交后代中粳型不育系花时提早比例
编号 亲缘 2016年(％) 2017年(％) 平均(％)
实施例1 802A///802B/沈农265//G46B 72.73 70.83 71.78
实施例2 650A///650B/沈农265//G46B 60.87 65.22 63.04
实施例3 802A///802B/沈农265//金23B 69.57 66.67 68.12
实施例4 650A///650B/沈农265//金23B 64.00 65.38 64.69
实施例5 G46A///802B/沈农265//G46B 62.50 62.96 62.73
由表1可以看出，采用本发明方法，采用不同的亲本，培育的粳稻不育系，62.73～71.78％的开花高峰期比G46A和Ⅱ-32A早。
选择实施例1～5方法培育的粳稻不育系的开花时间列举如下2：
表2单穗开花花时动态和午前花率
(续表2)
编号 亲缘 12:30 13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30 午前花率(％)
1384A 802A///802B/沈农265//G46B 16.7 11.3 6.3 7.2 4.5 3.2 1.8 2.3 1.4 45.2
1385A 650A///650B/沈农265//G46B 17.6 9.5 8.8 6.8 6.1 4.7 4.1 3.4 2.0 37.2
1415A 802A///802B/沈农265//金23B 6.1 3.8 3.1 6.1 4.6 2.3 0.0 2.3 1.5 70.2
1416A 650A///650B/沈农265//金23B 13.8 6.4 6.4 7.3 3.7 3.7 0.0 0.0 0.0 58.7
1488A G46A///802B/沈农265//G46B 10.5 4.2 6.3 4.2 8.4 7.4 9.5 2.1 0.0 47.4
650A 650A 26.7 12.4 13.3 7.6 4.8 1.9 2.9 1.9 0.0 28.6
802A 802A 15.5 7.3 9.1 4.7 6.5 5.6 4.7 2.2 1.3 43.1
G46A G46A 11.6 10.2 13.1 9.0 7.3 5.6 5.4 3.6 3.0 31.2
Ⅱ-32A Ⅱ-32A 12.4 9.6 7.8 7.8 6.3 6.3 6.7 4.0 3.3 35.8
编号A、B分别代表不育系、保持系；“亲缘”表示水稻杂交的过程。蓝色带下划线的数值表示不同时间段的水稻开花高峰期。
可以看出，1384A、1415A、1416A和1488A(都是通过前面的方法定向选择的粳型杂交稻不育系材料)午前花率高，与对照G46A和Ⅱ-32A(两个对照都是生产中应用面积较广的籼稻不育系。A代表不育系)相比，开花高峰期可提前30-90分钟以上。而1385A虽然午前开花率较低，开花高峰期也有提前。
根据杂交理论分析及本发明方法的实验结果表明，本发明方法可稳定、重复获得大量早花时粳型杂交稻不育系后代，以克服传统杂交育种的偶然性。
综上，本发明选育方法，可以稳定、高效地获得大量早花时粳型杂交稻不育系材料，克服了传统杂交育种方法频率低、偶然性大的问题，为籼粳杂交稻的发展提供了最为关键的材料基础与技术支持，应用前景良好。

Claims (10)

1.一种早花时粳型杂交稻不育系的选育方法，其特征在于：它是通过有性杂交方式将粳稻的核基因导入籼稻保持系，并随后将构建的核基因替换籼稻不育系的核基因实现的。
2.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于：选育过程如下：
a、以粳稻为亲本之一，与籼稻保持系杂交，得到F1代杂种；
b、种植杂种F1，得到F2代，选择F2代中粳稻个体为亲本之一，与籼稻保持系杂交，得到复合杂交MF1代杂种；
c、种植杂种MF1，得到MF2代，选择MF2代中粳稻个体为亲本之一，与步骤a或者步骤b中籼稻保持系对应的不育系回交，回交1-3代，选育粳型不育的早花时个体，即可。
3.根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：
步骤a和步骤b中，所述籼稻为籼稻三系保持系或两系不育系。
4.根据权利要求4所述的选育方法，其特征在于：步骤a中所述籼稻保持系为籼稻保持系802B、籼稻保持系650B、籼稻保持系G46B或籼稻保持系金23B。
5.根据权利要求4所述的选育方法，其特征在于：步骤b中，所述籼稻保持系为籼稻保持系802B、籼稻保持系650B、籼稻保持系G46B和/或籼稻保持系金23B。
6.根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：步骤a中，所述粳稻为沈农265。
7.根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：
步骤a中，所述粳稻保持系为父本。
8.根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于：
步骤b中，所述粳稻个体为母本。
9.权利要求1-8任意一项方法制备的早花时粳型杂交稻不育系。
10.一种杂交水稻制种方法，其特征在于：制种时以权利要求1-8任意一项方法制备的早花时粳型杂交稻不育系为亲本之一。
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