CN1108744C - 一种从水稻杂交种中除去母本自交种苗的方法 - Google Patents
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Abstract
一种在水稻杂交种中用除草剂除去母本自交种苗的除杂方法。选择对苯达松具有敏感致死隐性性状的母本与恢复系配制杂交种；在该杂交种现青至抽穗期，用39mg/L至5000mg/L的苯达松溶液进行叶面喷施，除去母本自交苗，保留杂交苗，达到保纯目的。该方法在水稻对环境敏感雄性不育系杂交制种保纯或者水稻光温敏雄性不育系杂交制种保纯或者水稻化学杀雄杂交制种保纯或者水稻杂交种子纯度快速鉴定中应用。
Description
技术领域：
本发明属于一种提高水稻杂交种纯度的生产方法，特别涉及在水稻杂交F1代种苗中用除草剂除去母本自交种苗的除杂方法。
背景技术：
水稻是自花授粉作物。用作杂交制种的母本，必须具备雄性不育的特征。但是在很多情况下，制种母本的雄性不育是不彻底的。例如受光照和温度控制的光(温)敏雄性不育系，在制种期间，如遇到异常低温，便会导致育性部分恢复，产生自交结实现象。又如化学药剂导致的雄性不育，由于药剂及施用条件的差异，有时也会发生雄性不育不完全而产生自交结实。制种母本的这种雄性不育不完全现象，使得在所产生的杂交种子中有可能混入母本的自交种子而造混杂。为了剔除杂交种子中混入的母本自交种子，对母本进行性状标记是一种有效的技术。已经公知的标记方法有形态标记方法有利用淡绿色叶片性状(中国水稻科学，1995、9(2)：65-70)，利用紫色叶片性状(中国水稻科学，1995、9(1)：45-48)，利用转绿型白化突变性状(浙江农业大学学报，1996、22(1)：55-60)来标记母本等。带有以上标记的母本自交种在苗期分别表现为淡绿色叶片、紫色叶片或白化叶片，而杂交苗则表现正常绿色叶片，这样就可以在F1代苗期用手工拔除自交苗，保证杂交苗纯度。这种标记除杂的缺点是要在田间手工操作，劳动量大而且很难除尽。
水稻的化学致死标记是另一类可以利用的标记性状。已经公知的对杂交水稻进行化学致死标记的技术有利用抗化学除草剂显性性状标记父本(科学通报，1998，43(1)：67-70)的技术。采用这种标记性状的父本制种，在杂交F1代苗期喷施特定除草剂，即可杀死母本自交苗，保留杂交苗，达到杂交苗保纯的目的。另一种已经应用的化学致死标记技术是利用对除草剂敏感致死的隐性性状标记父本，用于在混植法制种时授粉后选择性的杀死父本，以便于对杂交制种的机械化收获(Kloakl M et al，1991.Mechanized production of F1 seeds in rice bv mixedplanting JARQ(24)：234-252)。以上两种公知的技术均采用标记父本的方法来达到不同的目的。
发明内容：
本发明的目的，是针对杂交水稻制种因雄性不育不彻底而导致的母本自交混杂，提供一种利用除草剂在F1代苗期除掉自交苗而达到提高杂交种纯度的方法。
本发明的目的是这样实现的：
一种在水稻杂交种中用除草剂除去母本自交种苗的方法，选择对苯达松具有敏感致死隐性性状的母本与恢复系配制杂交种；在该杂交种的现青至抽穗期，用39mg/L至5000mg/L的苯达松溶液进行叶面喷施，除去母本自交种苗。
所述的母本具有光(温)敏雄性不育的性状。
在杂交种的2.5至4.0叶令期进行叶面喷施。
用300mg/L至1000mg/L的苯达松溶液进行叶面喷施。
所述的母本为8077。
权利要求1-4所述的方法，在水稻对环境敏感雄性不育系杂交制种保纯或者水稻光温敏雄性不育系杂交制种保纯或者水稻化学杀雄杂交制种保纯或者水稻杂交种子纯度快速鉴定中应用。
下面叙述本发明的研究过程：
1.材料和方法
1.1诱变亲本选用光-温敏雄性不育系W6154s。该不育系具有较好的农艺性状及配合力，具有较好的短日低温自交繁殖力，但其育性转换下限温度较高，较易发生制种时自交混杂。
1.2药剂选用6种对一般水稻安全性好，而对其他植物有不同的选择性杀灭作用的化学除草剂(草克星、苯达松、农得时、快杀稗、禾大壮和威农)，分别编号为1-6号。施药方法为秧苗1.5-3.5叶期间叶面喷施。掌握在每种药剂对正常水稻安全无害的适中浓度。
1.3诱变方法采用Co60-γ射线辐照诱变亲本干种子350GY。M1代种籽混收，M2代分单株收获，采用半保留方法(即每个M2代单株种子一半留种，一半播种)，种植成M3代株行。苗期喷药筛选。
1.4对获得的突变体进一步进行药剂重复试验及反应阈值测试，通过杂交、回交进行经典遗传分析。
2.试验结果
2.1突变体的筛选与获得。1996年辐照处理W6154S干种籽，种植于湖北巴东县海拔700m高程稻田，混合收获M1代种籽。1997年仍种植M2代于海拔700米高程稻田，全部分单株收获。所收种籽采用半保留法在本院试验田直播种植成M3代株行。苗期从1叶1心至3叶1心期间连续用1-6号药剂叶面喷雾，药后观察反应。在25100个株行中，只发现一个株行8077能被完全杀死。
1997年冬，在人工气候箱和海南陵水分别用1-6号药剂处理8077秧苗，明确该突变体仅对2号药剂(苯达松)敏感致死，而对1号和3-6号药剂在试验浓度条件下无致死反应。
2.2突变体8077对Bentazone敏感致死的反应浓度阈值。
采用20-5000mg/L浓度的Bentazone，分别处理8077M4代和相应对照3叶1心秧苗，观察结果见表1。从表1可见，当浓度大于300mg/L时，可以在2-7天内完全杀死8077自交秧苗，而在上述试验浓度范围内，对诱变亲本W6154S、常规水稻测64-7及8077和测64的杂交F1代无明显影响。
2.3 8077突变性状的遗传
2.3.1将8077自交繁殖获得M4和M5代，经苗期叶面喷雾，均表现完全致死，从M3代至M5代未出现分离。说明8077对Bentazone敏感致死的突变性状可以稳定遗传。
2.3.2采用测64-7，6175，6011等10个籼型水稻品种(系)作父本同8077杂交，对其F1代秧苗喷施1250mg/L的Bentazone，均表现为正常无害，不影响生长(表2)。表明该突变性状呈隐性表达。
2.3.3对8077×测64-7、8077×6011、8077×6157等三个组合的F2代秧苗给予Bentazone处理(3叶1心，500mg/L)，7天后调查死苗和正常苗比例，结果证明，其致死和正常苗比例高度符合1∶3比例(表3)。表明该突变性状为单基因遗传。
2.3.4另外，从研究结果中还可以看出，8077突变体的突变基因，效应比较单一，除对苯达松致死核对另外某些化学药剂敏感外，对植株其他性状未发现不利影响。比较8077和其诱变亲本W6154s的农艺性状和光(温)敏育性表达，未见明显差异(表4)。进一步观察以8077和W6154s为母本配制的杂交组合，也未见明显差异(表5)。
本发明的优点和积极效果如下：
1.能够保证两系杂交水稻的田间纯度。研究证明，水稻杂交种子混杂每增加一个百分点，每公顷产量将减产50公斤。而两系法杂交水稻最大的风险就是不能完全排除母本自交混杂的危险性。应用本发明的技术，就能完全可靠的保证两系杂交水稻的生产纯度，避免种子生产和大田生产的损失，从而使两系杂交水稻的推广应用建立在可靠的基础之上。
2.能够拓宽水稻雄性不育的利用范围。由于有了本发明的技术，将可以使得很多过去不能应用的水稻不完全不育材料得到应用。例如起点温度较高的温敏不育系，杀雄性不彻底的化学杀雄母本，只要其自交率控制在成本经济的范围内，都可以应用于杂种优势利用。
3.使稻田防除母本自交混杂的农事操作变得非常简便易行。且由于脲类稻田除草剂一般都是廉价、安全的稻田除草剂，可以结合稻田除草一起进行。
4.能够快速准确的鉴别两系杂交稻种子纯度。过去鉴定种子纯度一般要取样、种植到抽穗以后才能区别母本自交混杂与真正的杂交种，应用本发明的技术，只需取样种植到四叶期前，约需15天即可鉴别，从而节约了大量的人力物力。
实施方式：
选择具有对酰胺类或者脲类稻田除草剂敏感的隐性性状的母本8077与恢复系配制杂交种，在杂交种F1播种后至5.0叶龄期，按照除草剂供应商推荐的大田除草施用浓度或用量，在苗田均匀施用酰胺类或者脲类稻田除草剂。施药后其中混杂的8077自交苗被抑制生长，叶片黄化，不能正常成苗，而真正的F1代杂交秧苗正常生长无受害症状。从而实现了当8077在制种时遇异常低温发生自交混交后，在所制得的杂交种子播种后使用化学药剂选择性杀死自交苗的目的。
上述的方法，可在水稻对环境敏感雄性不育系杂交制种保纯或者水稻光温敏雄性不育系杂交制种保纯或者水稻化学杀雄杂交制种保纯或者水稻杂交种子纯度快速鉴定中应用。
表一 8077对二号药剂不同浓度的反应
| 浓度mg/L | 20 | 39 | 78 | 156 | 313 | 625 | 2500 | 5000 |
| 8077 | 生长正常 | 少数叶尖微卷生长正常 | 药后一天叶色轻微落黄，三天后能恢复正常生长。 | 药后一天叶色落黄，叶片下垂，七天后恢复正常生长。 | 药后一天叶色明显落黄，叶片下垂，四天后枯萎死亡。 | 药后一天叶色明显落黄，叶片下垂，四天后枯萎死亡。 | 迅速失水青枯，二天后完全枯萎死亡。 | 迅速失水青枯，二天后完全枯萎死亡。 |
| W6154s | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 |
| 测64-7 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 |
| W6154s/测64-7 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 | 生长正常 |
表二8077和W6154S的性状比较
| 项目 | 株高(cm) | 穗长(cm) | 总粒数/穗 | 自交结实％ | 不育期(武昌) | 不育转可育 | |
| 海南1月 | 湖北海拔800米 | ||||||
| 8077 | 73.2 | 18.8 | 76.2 | 65 | 57.5 | 7/8-9月 | 明显 |
| W6154s | 74.6 | 18.4 | 79.8 | 65 | 57.3 | 7/8-9月 | 明显 |
表三 以8077和W6154S为母本的杂交组合F1育性比较
| 组合 | 8077/6175 | w6154s/6175 | 8077/6011 | w6154s/6011 | 8077/测64-7 | w6154s/测64-7 |
| 花粉可育率％ | 10.09 | 5.66 | 72.59 | 66.83 | 74.88 | 62.29 |
| 自交结实率％ | 58.8 | 61.2 | 70.4 | 63.0 |
表四 以8077为母杂交F2代分离比例
| 致死苗数 | 正常苗数 | X1∶3 2 | P | |
| 8077/测64-7 | 130 | 398 | 0.022 | 0.75-0.90 |
| 8077/6011 | 64 | 186 | 0.021 | 0.75-0.90 |
| 8077/6175 | 73 | 233 | 0.157 | 0.50-0.75 |
Claims (6)
1、一种在水稻杂交种中用除草剂除去母本自交种苗的方法，其特征在于：选择对苯达松具有敏感致死隐性性状的母本与恢复系配制杂交种；在该杂交种现青至抽穗期，用300mg/L至5000mg/L的苯达松溶液进行叶面喷施，除去母本自交种苗。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的母本具有光(温)敏雄性不育的性状。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在杂交种的2.5至4.0叶令期进行叶面喷施。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：用300mg/L至1000mg/L的苯达松溶液进行叶面喷施。
5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的母本为8077。
6、根据权利要求1-4所述的方法，其特征在于该方法在水稻对环境敏感雄性不育系杂交制种保纯或者水稻光温敏雄性不育系杂交制种保纯或者水稻化学杀雄杂交制种保纯或者水稻杂交种子纯度快速鉴定中应用。
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