CN111165343A - 一种高异交率高配合力两用核不育系的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水稻育种技术领域，具体公开了一种高异交率高配合力两用核不育系的选育方法，包括如下步骤：以具有不同遗传背景，且其中含有起码一个两系不育系的两个以上的亲本相互杂交；按单株收F₂代种子；夏季北方相邻种植F₂代和分期播种的恢复系，抽穗后根据异交率高、种子质量好等育种目标选优良不育单株割兜再生，冷灌繁殖，按单株收F₃代种子；冬季南方种植F₃，利用自然低温自然结实，当选不育起点温度低且可繁性好的单株，按株行收F₄代种子；继续一年南北两代选育至不育系稳定，不育系所配杂交种进行品比，入选杂交种对应的不育系即为选育得到的高异交率高配合力两用核不育系。本发明的方法提高育成高异交率高配合力水稻的几率。

Description

一种高异交率高配合力两用核不育系的选育方法

技术领域

本发明涉及水稻育种技术领域，具体是一种高异交率高配合力两用核不育系的选育方法。

背景技术

两系杂交水稻已经成为水稻生产中不可或缺的品种类型，但也存在一些有待解决的问题(陈立云等.两系法杂交水稻研究和应用中若干问题的思与行.中国水稻科学，2010，24(6):641-646)，选育高异交率、高配合力、优质两用核不育系一直是杂交水稻育种的主攻目标。

杂交水稻种子生产成本高，是杂交水稻大面积应用的主要限制因素。两系核不育系在长沙夏季种植，由于育性转换敏感期处于高温季节，完全不育，无法判断被选择不育系材料的不同株行、同一株行不同单株的异交结实率是否存在差异，也就无法准确选择这一性状。

高配合力是优良两用核不育系的必备特性，也是不育系选育的难点，低世代选育过程中，很难做到对每一个当选单株都进行人工测交配组，进而测定配合力。往往一些高配合力的优良单株可能在早期被淘汰，高配合力不育系的选择效率低。

随着人们生活水平的提高，人们已由过去的吃“饱”转变为吃“好”，优质已成为水稻育种的主攻方向。育种实践表明，杂交水稻品质改良必须走亲本同步改良之路。而两用核不育系在长沙夏季种植，自身不育，无法判断其品质的好坏，而海南加代期间，处于低温条件下，品质普遍好，其品质性状无法真实表达。

种子的质量决定种子的商品价值。两用核不育系长沙正季种植，自身不育，无法观察待选不育系单株的种子质量，而在海南低温下，种子闭颖性好，充实度好，劣质性状无法表达，因此高种子商品质量的不育系选育效率低。

发明内容

本发明针对上述现状，提供一种高异交率高配合力两用核不育系的选育方法，包括如下步骤：

1)以具有不同遗传背景，且其中含有起码一个两系不育系的两个(含)以上的亲本相互杂交，获得F₁代种子；

2)种植F₁，自然低温繁殖或者冷水灌溉繁殖，按单株收F₂代种子；

3)夏季北方，相邻种植F₂代和分期播种的恢复系，抽穗后根据异交率高、种子质量好等育种目标选优良不育单株若干，将其割兜再生，冷灌繁殖，按单株收F₃代种子；

4)冬季南方，种植F₃，利用自然低温自然结实，淘汰苗期不耐寒的单株、生理下限温度高的单株、不育起点温度高的单株，当选不育起点温度低且可繁性好的单株，其中，可按照育性和生育期标准选择育性对照，如短生育期对照可选株1S或湘陵628S，长生育期对照可选Y58S、C815S、广占63S，理想单株收获F₄代种子，然后按株行归类；

5)夏季北方，相邻种植F₄代和分期播种的恢复系，并设置对照(比较生育特性、异交特性、植株形态及穗粒结构等，短生育期对照可选株1S或湘陵628S，长生育期对照可选Y58S、C815S、广占63S)，抽穗后根据异交率高、种子质量好等育种目标挂牌理想单株，同时收获单株上的自然异交成熟后的种子；将挂牌收种的不育单株割兜再生，冷灌繁殖，按株行收F₅代种子；

6)冬季南方，按与F₃相同的方式种植F₅，同时种植上季所收的自然异交的F1种子，考察F1的综合表现，选择配合力高的不育系株系；

7)重复步骤5)、步骤6)直至不育系稳定；

8)将稳定不育系和恢复系所配杂交种进行品种比，入选杂交种对应的不育系即为选育得到的高异交率高配合力两用核不育系。

其中，步骤1)所述含有起码一个两系不育系的两个(含)以上的亲本，为

A.全为两系不育系；或

B.含起码一个两系不育系，其余为常规稻品种或资源；

其中，步骤1)所述杂交为单交或复交，所得F₁相应为单交F₁或复交F₁；

其中，步骤2)所述种植F₁，若为单交F₁则种植7株(含)以上，复交F₁则种植10株(含)以上。

其中，步骤2)所述种植F₁，还包括剔除假杂种。

其中，所述北方为湖南或类似气候区域；所述南方为海南或类似气候区域，同时满足不育系育性敏感安全期和抽穗扬花安全期光温条件。

其中，步骤3)所述相邻种植F₂代和分期播种的恢复系，F₂代：恢复系的比例为7:1。

其中，步骤3)所述相邻种植F₂代和分期播种的恢复系，F₂代采用大双行种植，大株距为40cm，小株距为20cm；按照1行恢复系-3个双行的F₂代-1行恢复系-3个双行的F₂代-……-1行恢复系的顺序依次排列F₂代和恢复系；F₂代和恢复系之间的行距为40cm；每行恢复系按3个播期间隔播种，不同播期的恢复系株距为20cm。其中，所述不同播期，在北方，若4月15日播种不育系F₂，则第一期恢复系4月1日播种，第二期恢复系4月10日播种，第三期恢复系4月25日播种。

其中，所述F₂代种植1000-1500株。

其中，步骤3)所述异交率高(自然异交结实在50％以上)、种子质量好等育种目标，具体为株叶形态好、分蘖力较强、异交率高、种子质量好、品质优良。

其中，步骤4)所述种植F₃，每个株行种植7株×4行，株行距为20.0cm×16.5cm。

其中，步骤4)所述生理下限温度高是指生理下限温度高于19℃，所述不育起点温度高是指不育起点温度高于23.5℃(不含)，所述不育起点温度低是指不育起点温度低于23.5℃(含)。

其中，步骤5)所述相邻种植F₄代和分期播种的恢复系，F₄代每个株行种植7株×4行，株行距为20.0cm×16.5cm；按照1行恢复系-1个株行7株×4行的F₄代-1行恢复系-1个株行7株×4行的F₄代-……-1行恢复系的顺序排列F₄代和恢复系；F₄代和恢复系之间的行距为40cm；每行恢复系按3个播期间隔播种，不同播期的恢复系株距为20cm。

其中，步骤6)所述同时种植上季所收自然异交的F1种子，每个组合种植7株×4行，株行距为20.0cm×16.5cm。

本发明还提供所述高异交率高配合力两用核不育系的选育方法在水稻育种中的应用。

本发明所述一种高异交率高配合力两用核不育系的选育方法，具有如下优点：

1、本发明所提出的水稻高异交率高配合力选育方法措施独特、容易实施。

2、通过实施本发明，能显著提高两用核不育系异交特性和种子商品质量，提高种子企业制种产量和质量，降低生产成本。

3、通过实施本发明，能大幅度提高两用核不育系的高配合力和优良品质性状的早期选择效率，提高选配强优势优质杂交水稻品种的效率。

附图说明

图1为本发明实施例1相邻种植F₂群体和恢复系的种植规划整体示意图。其中，圆点为F₂群体，正方形为恢复系，不同颜色深浅的正方形播期不同。

图2为图1中实线方框内的局部放大规划示意图。

图3为本发明实施例1相邻种植F₄群体和恢复系的种植规划整体示意图。其中，圆点为F₄群体，正方形为恢复系，不同颜色深浅的正方形播期不同。

图4为图3中虚线方框内的局部放大规划示意图。

图5为本发明实施例1中F₂代种植的秧苗照片。

图6为本发明实施例1中F₃代及其上世代自然杂交的种子种植照片。

图7为本发明实施例1中自然异交的结实对比照片。

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。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。

实施例中所涉及的水稻品种有两用核不育系湘陵628S、C815S、Y58S，恢复系华占，上述品种均为公知品种，可引自各品种的选育单位。

实施例1水稻两用核不育系隆科638S的培育

1)以两用核不育系湘陵628S为母本与C815S杂交，获得F₁代种子，该杂交组合编号为3058S。

2)种植7株F₁，剔除假杂种，F₁在自然低温或者冷灌条件下自交结实，收获下一代需要的种子量；

3)在湖南长沙将3058S的F₂群体和华占按7:1的比例种植。F₂群体插1500株，F₂群体采用大双行种植，大株距为40cm，小株距为20cm；按照1行恢复系-3个双行的F₂-1行恢复系-3个双行的F₂-……-1行恢复系的顺序排列F₂和恢复系，其种植整体规划示意图见图1，局部放大图见图2；F₂代和恢复系之间的行距为40cm；每行恢复系按3个播期间隔播种，不同播期的恢复系株距为20cm。4月15日播种不育系F₂，5月15日前移栽，秧龄30天以内，第一期恢复系4月1日播种，第二期恢复系4月10日播种，第三期恢复系4月25日播种。

F₂群体根据农艺性状初选，筛选出株叶形态好、分蘖力较强，抽穗后根据异交率高、种子质量好、品质优良等育种目标选优良不育单株。所选优良不育单株割兜再生，冷灌繁殖得到F₃种子。同时自然异交种子成熟后单株挂牌收种，得系列3058S/华占的F₁种子，小区种植初步鉴定对应挂牌不育系单株的杂种优势及米质。从F₂代开始利用“自然低温环境和人工低温环境双重压力选择法”(杨远柱，等.长江早籼型水稻光温敏两用核不育系选育策略与进展.中国农业科技导报，2004,6(6)：36-40)胁迫筛选，定向培育，育成育性转换起点温度低、育性稳定、可繁性好、异交结实好的不育系株系。

4)冬季海南，种植F₃，每个株行种植7株×4行，株行距为20.0cm×16.5cm。利用自然低温自然结实，淘汰苗期不耐寒的单株、生理下限温度高于19℃的单株、不育起点温度高于23.5℃(不含)的单株，当选不育起点温度低于23.5℃(含)且可繁性好的单株，按株行归类收F₄代种子。

5)春季湖南，相邻种植F₄代和分期播种的恢复系，并设置对照。F₄代的种植整体规划示意图见图3，局部放大图见图4。F₄代每个株行种植7株×4行，株行距为20.0cm×16.5cm；按照1行恢复系-1个株行7株×4行的F₄代-1行恢复系-1个株行7株×4行的F₄代-……-1行恢复系的顺序排列F₄代和恢复系；F₄代和恢复系之间的行距为40cm；每行恢复系按3个播期间隔播种，不同播期的恢复系株距为20cm。4月15日播种不育系F₂，5月15日前移栽，秧龄30天以内，第一期恢复系4月1日播种，第二期恢复系4月10日播种，第三期恢复系4月25日播种。

根据株叶形态、分蘖力等农艺性状初选，株叶形态好、分蘖力较强，抽穗后根据异交率高、种子质量好、品质优良等育种目标若干优良不育单株，同时收获单株上的自然异交成熟后的种子；将所选若干优良不育单株割兜再生，冷灌繁殖，按株行收F₅代种子。

6)冬季南方，按与F₃相同的方式种植F₅，同时种植上季所收的自然异交成熟后的F1种子，选择配合力高的不育系株系；

7)重复步骤5)、步骤6)直至F11代不育系稳定，编号为3058-36S；

8)将稳定不育系3058-36S和恢复系华占所配杂交种进行品种比，入选杂交种对应的不育系3058-36S即为选育得到的高异交率高配合力两用核不育系，最终命名为隆科638S。选择具有繁种生态优势的基地，对隆科638S进行大规模繁种。

F₂代种植的秧苗照片见图5。F₃代及其上世代自然杂交的种子种植照片见图6。自然异交的结实对比照片见图7。

实施例2水稻两用核不育系晶4155S的培育

参照实施例1的方式进行本实施例，具体过程简要描述如下：

以两用核不育系湘陵628S为母本与Y58S杂交，组合编号为4155S。F₁在自然低温或者冷灌条件下自交结实，收获下一代需要的种子量，将4155S的F₂群体和华占按4155S：华占＝7:1的比例种植，根据农艺性状初选，优良不育单株，割兜再生，冷灌繁殖，F₃以上自然异交种子成熟后进行株行混合收种，得系列4155S/华占的F₁种子，小区种植鉴定优势及米质，并利用“自然低温环境和人工低温环境双重压力选择法”(杨远柱，等.长江早籼型水稻光温敏两用核不育系选育策略与进展.中国农业科技导报，2004,6(6)：36-40)胁迫筛选，定向培育，育成育性转换起点温度低、育性稳定、可繁性好、异交结实好的不育系4155S，后命名为晶4155S。选择具有繁种生态优势的基地，对进行大规模繁种。

以上实施例是对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以上实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换，均属于本发明的范围。

Claims (8)

1.一种高异交率高配合力两用核不育系的选育方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)以具有不同遗传背景，且其中含有起码一个两系不育系的两个以上的亲本相互杂交，获得F₁代种子；

2)种植F₁，自然低温繁殖或者冷水灌溉繁殖，按单株收F₂代种子；

3)夏季北方，相邻种植F₂代和分期播种的恢复系，抽穗后根据异交率高、种子质量好等育种目标选优良不育单株若干，将其割兜再生，冷灌繁殖，按单株收F₃代种子；

4)冬季南方，种植F₃，利用自然低温自然结实，淘汰苗期不耐寒的单株、生理下限温度高的单株、不育起点温度高的单株，当选不育起点温度低且可繁性好的单株，按株行收F₄代种子；

5)夏季北方，相邻种植F₄代和分期播种的恢复系，并设置对照，抽穗后根据异交率高、种子质量好等育种目标选若干优良不育单株，同时收获单株上的自然异交成熟后的种子；将所选若干优良不育单株割兜再生，冷灌繁殖，按株行收F₅代种子；

6)冬季南方，按与F₃相同的方式种植F₅，同时种植上季所收的自然异交的F1种子，考察F1的综合表现，选择配合力高的不育系株系；

7)重复步骤5)、步骤6)直至不育系稳定；

8)将稳定不育系和恢复系所配杂交种进行品种比，入选杂交种对应的不育系即为选育得到的高异交率高配合力两用核不育系。

2.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤1)所述杂交为单交或复交，所得F₁相应为单交F₁或复交F₁；步骤2)所述种植F₁，若为单交F₁则种植7株以上，复交F₁则种植10株以上。

3.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，步骤3)所述相邻种植F₂代和分期播种的恢复系，F₂代：恢复系的比例为7:1。

4.根据权利要求1-3任一项所述的选育方法，其特征在于，步骤3)所述相邻种植F₂代和分期播种的恢复系，F₂代采用大双行种植，大株距为40cm，小株距为20cm；按照1行恢复系-3个双行的F₂代-1行恢复系-3个双行的F₂代-……-1行恢复系的顺序依次排列F₂代和恢复系；F₂代和恢复系之间的行距为40cm；每行恢复系按3个播期间隔播种，不同播期的恢复系株距为20cm。

5.根据权利要求1-3任一项所述的选育方法，其特征在于，步骤4)所述种植F₃，每个株行种植7株×4行，株行距为20.0cm×16.5cm。

6.根据权利要求1-3任一项所述的选育方法，其特征在于，步骤5)所述相邻种植F₄代和分期播种的恢复系，F₄代每个株行种植7株×4行，株行距为20.0cm×16.5cm；按照1行恢复系-1个株行7株×4行的F₄代-1行恢复系-1个株行7株×4行的F₄代-……-1行恢复系的顺序排列F₄代和恢复系；F₄代和恢复系之间的行距为40cm；每行恢复系按3个播期间隔播种，不同播期的恢复系株距为20cm。

7.根据权利要求1-3任一项所述的选育方法，其特征在于，步骤6)所述同时种植上季所收的自然异交的F1种子，每个组合种植7株×4行，株行距为20.0cm×16.5cm。

8.根据权利要求4或6所述的选育方法，其特征在于，所述不同播期，在北方，若4月15日播种不育系F₂，则第一期恢复系4月1日播种，第二期恢复系4月10日播种，第三期恢复系4月25日播种。

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