CN108990794A - 一种杂交水稻选育方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种杂交水稻选育方法，包括：分别选育多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系以及多分蘖、大穗、短窄叶恢复系，然后以不育系为母本，恢复系为父本，测交并种植F1代，选择农艺性状优良的杂交组合。本发明通过选育多分蘖、高柱头外露率、大穗、短窄叶的杂交水稻亲本，制种时不割叶、不喷施“920”，增强父本花粉量，降低授粉障碍，提高结实率，极大提高制种产量，减轻杂交水稻制种过程中对劳动量的依赖，提高制种效率，降低了制种成本。

Description

一种杂交水稻选育方法
技术领域
本发明涉及农业生物技术领域，具体地说，涉及一种杂交水稻选育方法。
背景技术
自从1964年袁隆平在洞庭早籼南特号中发现水稻雄性不育株以来，杂交水稻研究在中国已经经历了半个世纪的光辉历程。水稻是最主要的粮食作物，世界上一半以上的人口以稻米为主食，在我国更高达60％以上，杂交水稻在我国目前已累计推广80多亿亩，累计增产稻谷6000亿公斤以上，为中国和世界粮食安全作出了重要贡献。
制种是杂交水稻生产的重要环节，决定杂交水稻组合推广的规模和质量。在制种赶粉前，为了更好地让父本的花粉落到母本的柱头上，解决授粉的障碍，提高授粉效率，增加异交结实率，以便获得制种高产，通常采用两种方法：一是在母本刚抽穗时，割去穗子上部的叶片，最大程度减少授粉障碍。二是在赶粉前，喷施一定剂量的“920”(赤霉素，GA3)，促进茎节的伸长，便于花粉传播。两种方法都有利于父本花粉的传播，提高授粉质量。然而割叶不仅需要大量劳动力支持及相关人工费用，还易损伤穗部，割刀把稻穗带出时有发生。喷施“920”也需要大量劳动力及相关费用，两种方法都增加了制种成本。
另外，一方面随着我国城市化进程的发展，农村劳动力向城镇转移，留在农村的劳动力主要是一些年老农民，劳动力严重不足；另一方面，为适应时代发展，农村土地进行了流转，种植大户开始种植水稻，节约成本才能取得更大的盈利。
因此，在杂交水稻制种时，增加父本花粉量，减少授粉障碍，提高异交结实率是适应当前劳动力减少，降低生产成本和提高杂交水稻制种效率和产量的重要途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种杂交水稻选育方法，该方法通过培育多分蘖、高柱头外露率、大穗、短窄叶的杂交水稻亲本，在制种时不割叶、不喷施“920”情况下，增大父本的分蘖数和穗部，提高制种产量和效率，节约生产成本。
为了实现本发明目的，本发明提供的杂交水稻选育方法，包括以下步骤：
A.选育多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系；
B.选育多分蘖、大穗、短窄叶恢复系；
C.以步骤A的不育系为母本，与步骤B的恢复系父本测交，获得杂交种F1；
D.种植F1，选择农艺性状优良的杂交水稻组合，即得。
对测交F1代进行种植，成熟期考种，选择产量等农艺性状优良杂交组合，对产量较好杂交组合进行米质分析，最终确定选中组合。对选中的杂交组合，配制足够数量的杂交种，在下一季进行小区种植，考察杂交组合的产量、米质、抗性、抗倒等指标，选择产量等综合性状优良的组合。然后在多个生态点扩大种植面积，最终选择产量等农艺性状优良和制种效率高的杂交水稻组合。
前述的方法，步骤A选育多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系的具体方法如下：
A1.以多分蘖、高柱头外露率两系不育系为母本，短窄叶两系不育系为父本进行杂交获得F1，然后以所述多分蘖、高柱头外露率两系不育系为轮回亲本回交3代后自交，获得BC3F2代；
A2.将BC3F2代进行连续多代自交，直至获得性状稳定的多分蘖、高柱头外露率、短窄叶后代，进行两系不育系育性鉴定，即得。
其中，步骤A2包括以下子步骤：
A2a.在长日、高温条件下种植BC3F2代，抽穗期选择农艺性状优良的多分蘖、高柱头外露率、短窄叶的单株，镜检无花粉后进行割茬移栽，成熟期收获再生水稻种子；
A2b.同年，在短日、低温条件下种植步骤A2a收获的种子，成熟期收获多分蘖、高柱头外露率、短窄叶单株种子；
A2c.重复步骤A2a和A2b，直至获得遗传性状稳定且带有目标性状的水稻株系，即得。
步骤A2a所述的长日、高温条件为合肥的5月初；步骤A2b所述的短日、低温条件为三亚的11月上旬。
本发明所述多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系的选育流程见图1。
前述的方法，步骤B选育多分蘖、大穗、短窄叶恢复系的具体方法如下：
B1.选育多分蘖、短窄叶水稻株系；
B2.选育大穗、短窄叶水稻株系；
B3.以多分蘖、短窄叶水稻株系为母本，大穗、短窄叶水稻株系为父本进行杂交，获得F1代并自交，获得F2代分离群体，从分离群体中选择多分蘖、大穗、短窄叶单株，连续自交多代，直至获得性状稳定的多分蘖、大穗、短窄叶单株，即得。
其中，步骤B1选育多分蘖、短窄叶水稻株系的具体方法如下：
B1a.以多分蘖恢复系为母本，短窄叶恢复系为父本进行杂交，获得F1代并自交，获得F2代分离群体；
B1b.种植F2代分离群体，选择多分蘖、短窄叶恢复系单株，连续自交多代，直至获得性状稳定且农艺性状优良的多分蘖、短窄叶水稻株系。
步骤B2选育大穗、短窄叶水稻株系的具体方法如下：
B2a.以多分蘖恢复系为母本，大穗恢复系为父本进行杂交，获得F1代并自交，获得F2代分离群体；
B2b.种植F2代分离群体，选择大穗、短窄叶恢复系单株，连续自交多代，直至获得性状稳定且农艺性状优良的大穗、短窄叶水稻株系。
本发明所述多分蘖、大穗、短窄叶恢复系的选育流程见图2。
本发明所述农艺性状优良包括高产、优质、抗病虫、抗逆、抗倒、广适、开花习性好、理想株叶形态等优良性状中的至少一种。所述性状稳定是指某一株系种植后，后代不发生性状分离现象。
优选地，本发明所述多分蘖、高柱头外露率两系不育系包括：多分蘖、高柱头外露率两系不育系e-91S；所述短窄叶两系不育系包括：短窄叶两系不育系e-69S；选育出的多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系为9169S。本发明所述多分蘖恢复系包括：多分蘖恢复系SY-5；所述大穗恢复系包括：大穗恢复系SY-33；所述短窄叶恢复系包括：短窄叶恢复系SY-12；选育出的多分蘖、大穗、短窄叶恢复系包括yR1-yR45。
本发明对于多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系和多分蘖、大穗、短窄叶恢复系没有特殊限制，生产中只要符合以上特征的水稻不育系或恢复系均适用于本发明。
本发明还提供利用上述杂交水稻选育方法获得的水稻品系。所述水稻品系可用于：1)水稻育种；2)水稻品种改良。
与一般杂交水稻选育方法相比，本发明杂交水稻选育方法至少具有下列优点及有益效果：
一般杂交水稻制种在赶粉前都要对母本叶片进行割叶，减小父本花粉传播障碍，提高授粉效率，从而增加制种产量。本发明的杂交水稻选育方法中所述母本不育系具有多分蘖、高柱头外露率、短窄叶的不育系特点，增大单位面积母本穗数，提高了异交结实率，减小了父本花粉传播障碍。而父本恢复系具有多分蘖、大穗、短窄叶特点，极大地增加了父本花粉量，更有利于父本自身花粉传播。因此，制种赶粉时，无需对水稻叶片进行割叶和喷施“920”，即可减少花粉传播障碍，提高异交结实率，提高制种产量和效率，节约生产成本。
附图说明
图1为本发明所述多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系的选育流程图。
图2为本发明所述多分蘖、大穗、短窄叶恢复系的选育流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
本发明涉及到的术语：
恢复系：指某一品系与不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征。
两系不育系：即光温敏核不育水稻不育系，其在短日低温条件下表现为雄性可育，可以繁殖种子；在长日高温条件下表现为雄性不育，可以用于制种。
自交：指来自同一个体的雌雄配子的结合或具有相同基因型个体间的交配或来自同一无性繁殖系的个体间的交配。
测交：指以水稻不育系为母本，与不同的恢复系杂交，根据杂交F1优势强弱确定亲本的配合力。
回交：指杂交种和两个亲本的任一个进行杂交的方法。在遗传学研究中，常利用回交的方法来加强杂种个体的性状表现。
以下实施例中涉及到的水稻材料：
多分蘖、高柱头外露率两系不育系e-91S：以0.55％的EMS对91S((广占63S×191S)/(1892S×谷梅4号))诱变获得的不育系，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售。
短窄叶两系不育系e-69S：以0.55％的EMS对69S((广占63S×469S)/(Y58S×谷梅4号))诱变获得的不育系，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售。
多分蘖恢复系SY-5：以0.55％的EMS对R071进行诱变，在诱变2代获得的多分蘖突变单株，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售。
短窄叶恢复系SY-12：以0.55％的EMS对R071进行诱变，在诱变2代获得的短窄叶突变单株，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售。
大穗恢复系SY-33：以0.55％的EMS对R071进行诱变，在诱变2代获得的大穗突变单株，安徽省农业科学院水稻研究所选育并对外出售。
实施例1高制种产量杂交水稻的选育
1、多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系的选育
(1)以诱变获得的多分蘖、高柱头外露率两系不育系e-91S为母本，短窄叶两系不育系e-69S为父本进行杂交获得F1，然后以所述多分蘖、高柱头外露率两系不育系e-91S为轮回亲本回交3代后自交，获得BC3F2代。
(2)5月初在合肥种植BC3F2种子，抽穗期对多分蘖、高柱头外露率、短窄叶且农艺性状良好单株进行镜检，并对镜检无花粉的单株进行割茬移栽，成熟期时收获单株种子。
(3)同年11月上旬在三亚，将步骤(2)收获的单株种子进行种植，成熟期收获种子。
(4)次年5月初在合肥种植步骤(3)收获的种子，抽穗期时进行镜检，对镜检无花粉的单株进行割茬移栽，并收获种子。
(5)重复步骤(3)和(4)，在合肥和三亚进行穿梭选育，直至获得不分离农艺性状优良的多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系单株。
(6)对步骤(5)获得的稳定不育系进行繁殖，并于次年5月在合肥进行不育系育性鉴定，鉴定通过的株系命名为多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系9169S(筒称水稻不育系9169S，可购自安徽国瑞种业有限公司)。
2、多分蘖、大穗、短窄叶恢复系的选育
(1)以多分蘖恢复系SY-5为母本，短窄叶恢复系SY-12为父本进行杂交，获得F1代并自交，获得F2分离群体A。
(2)种植F2分离群体A，选择多分蘖、短窄叶恢复系单株，连续自交多代，直至获得性状稳定，农艺性状优良的多分蘖、短窄叶株系。
(3)以多分蘖恢复系SY-5为母本，大穗恢复系SY-33为父本进行杂交，获得F1代并自交，获得F2分离群体B。
(4)种植F2分离群体B，选择大穗、短窄叶恢复系单株，连续自交多代，直至获得性状稳定，农艺性状优良的大穗、短窄叶株系。
(5)以多分蘖、短窄叶株系为母本，大穗、短窄叶株系为父本进行杂交、自交获得F2分离群体C。
(6)种植F2分离群体C，选择多分蘖、大穗、短窄叶单株，连续自交多代，直至获得性状稳定，农艺性状优良的45个多分蘖、大穗、短窄叶恢复系单株yR1-yR45(简称水稻恢复系yR1-yR45，可购自安徽国瑞种业有限公司)。
3、杂交水稻的配组选育
(1)以多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系9169S为母本分别与45个多分蘖、大穗、短窄叶恢复系yR1-yR45进行测交，获得系列杂交种F1。
(2)种植系列杂交种F1(＞15株)，成熟期考种，选择产量等农艺性状优良杂交组合，对产量较好杂交组合进行米质分析，最终确定选中组合。
(3)对选中的杂交组合，制足够数量的杂交种，在下一季进行小区种植(143～165株)，考察杂交组合的产量、米质、抗性、抗倒等指标，选择产量等综合性状优良组合。
(4)在多个生态点扩大种植面积，最终选择产量等农艺性状优良和制种产量高的杂交水稻组合9169S/yR26等。
不育系9169S与45个恢复系yR1-yR45测交获得的杂交种F1考种结果见表1。
表1不育系9169S与45个恢复系yR1-yR45测交获得的杂交种F1考种结果
实施例1所选育的杂交水稻组合与一般杂交稻组合制种产量和收益比较见表2。
表2制种产量与收益比较
注：亩纯收益＝亩收益一割叶费用
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种杂交水稻选育方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.选育多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系；
B.选育多分蘖、大穗、短窄叶恢复系；
C.以步骤A的不育系为母本，与步骤B的恢复系父本测交，获得杂交种F1；
D.种植F1，选择农艺性状优良的杂交水稻组合，即得；
其中，所述两系不育系为光温敏核不育水稻不育系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A选育多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系的具体方法如下：
A1.以多分蘖、高柱头外露率两系不育系为母本，短窄叶两系不育系为父本进行杂交获得F1，然后以所述多分蘖、高柱头外露率两系不育系为轮回亲本回交3代后自交，获得BC3F2代；
A2.将BC3F2代进行连续多代自交，直至获得性状稳定的多分蘖、高柱头外露率、短窄叶后代，进行两系不育系育性鉴定，即得。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A2包括以下子步骤：
A2a.在长日、高温条件下种植BC3F2代，抽穗期选择农艺性状优良的多分蘖、高柱头外露率、短窄叶的单株，镜检无花粉后进行割茬移栽，成熟期收获再生水稻种子；
A2b.同年，在短日、低温条件下种植步骤A2a收获的种子，成熟期收获多分蘖、高柱头外露率、短窄叶单株种子；
A2c.重复步骤A2a和A2b，直至获得遗传性状稳定且带有目标性状的水稻株系，即得。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A2a所述的长日、高温条件为合肥的5月初；步骤A2b所述的短日、低温条件为三亚的11月上旬。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B选育多分蘖、大穗、短窄叶恢复系的具体方法如下：
B1.选育多分蘖、短窄叶水稻株系；
B2.选育大穗、短窄叶水稻株系；
B3.以多分蘖、短窄叶水稻株系为母本，大穗、短窄叶水稻株系为父本进行杂交，获得F1代并自交，获得F2代分离群体，从分离群体中选择多分蘖、大穗、短窄叶单株，连续自交多代，直至获得性状稳定的多分蘖、大穗、短窄叶单株，即得。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤B1选育多分蘖、短窄叶水稻株系的具体方法如下：
B1a.以多分蘖恢复系为母本，短窄叶恢复系为父本进行杂交，获得F1代并自交，获得F2代分离群体；
B1b.种植F2代分离群体，选择多分蘖、短窄叶恢复系单株，连续自交多代，直至获得性状稳定且农艺性状优良的多分蘖、短窄叶水稻株系。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤B2选育大穗、短窄叶水稻株系的具体方法如下：
B2a.以多分蘖恢复系为母本，大穗恢复系为父本进行杂交，获得F1代并自交，获得F2代分离群体；
B2b.种植F2代分离群体，选择大穗、短窄叶恢复系单株，连续自交多代，直至获得性状稳定且农艺性状优良的大穗、短窄叶水稻株系。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述农艺性状优良包括高产、优质、抗病虫、抗逆、抗倒、广适、开花习性好、理想株叶形态优良性状中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述多分蘖、高柱头外露率、短窄叶两系不育系为9169S，所述多分蘖、大穗、短窄叶恢复系包括yR1-yR45。
10.利用权利要求1-9任一项所述方法获得的水稻品系在水稻育种中的应用。
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