專利名稱：株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水稻育種技術(shù)，特別涉及水稻光溫敏核雄性不育系的選育及水稻雜種優(yōu)勢利用。
目前，水稻雜種優(yōu)勢利用有三系法與二系法兩種途徑。我國三系法利用水稻雜種優(yōu)勢，早在上世紀(jì)七十年代就已大面積應(yīng)用于生產(chǎn)，它是利用質(zhì)核互作雄性不育實現(xiàn)三系配套并通過不育系與保持系雜交繁殖不育系種子，不育系與恢復(fù)系雜交生產(chǎn)雜交一代種子供生產(chǎn)應(yīng)用。二系法利用水稻雜種優(yōu)勢也是我國首創(chuàng)，上世紀(jì)九十年代開始在生產(chǎn)上大面積應(yīng)用，它是通過利用我國上世紀(jì)七十年代初發(fā)現(xiàn)的水稻光溫敏核不育新種質(zhì)進行培育水稻光溫敏核不育系，這種不育系在長光高溫環(huán)境下表現(xiàn)不育用于制種，在短光低溫下表現(xiàn)可育用于繁種，一系兩用，因而簡化了種子生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低了成本；另外光溫敏核不育系的育性受隱性純合基因控制，正常的品種都可作恢復(fù)系與其配組，不受恢復(fù)基因的限制，因而比三系法恢復(fù)系多，配組相對自由，也較容易通過導(dǎo)入廣親和基因利用亞種間雜種優(yōu)勢。然而光溫敏核不育系的育性變化受光溫條件特別是溫度條件的影響，因而不育系的安全制種與良好繁種是一對矛盾，不育系不育光溫臨界值低，制種較安全而繁種則較困難。目前生產(chǎn)上選育的低溫敏型不育系，由于不育臨界值低，因而不育期長，制種較安全，但在自然條件下難以繁種，需采用敏感期冷水串灌的方法繁種。這一方面增加了種子生產(chǎn)成本，另一方面也受到冷水資源的限制。另外在低溫敏型不育系的選育方面，由于這類育種材料不能在當(dāng)?shù)貤l件下轉(zhuǎn)可育，因而育種材料的加代和選育受條件制約，從而影響育種規(guī)模和進度，阻礙了育種進程。
本發(fā)明的目的一是通過選育出株齡對育性具有明顯調(diào)控作用的低臨界光溫值的水稻光溫敏核不育系，利用不育光溫臨界值低的實生株可在較大生態(tài)空間和生態(tài)時段進行安全制種，而利用老株齡再生植株不育臨界值大大升高的特點可在實生株安全制種的同一生態(tài)空間和時段進行繁種，從而解決了當(dāng)?shù)刂品N與繁種不能并存的矛盾，免去了異地繁殖或需冷灌條件繁殖的麻煩，為實用光溫敏核不育系繁種找到一條成本低而效果好的新途徑。二是通過雜交與選擇可把株齡對育性調(diào)控基因聚集于新光溫敏核不育系中，并可將新不育系的不育光溫臨界值選育目標(biāo)定得更低一些，使新不育系制種更安全，實用性更強，同時在選育加代過程中可利用老株齡再生株就地繁種加代，使選育工作能充分利用本地有利條件加快育種進程。
本發(fā)明源于我們研究發(fā)現(xiàn)有些水稻品種(系)和水稻光溫敏核不育系具有株齡調(diào)控育性基因，具有這些基因的水稻光溫敏核不育系其育性變化除受光溫條件調(diào)控外，還受株齡的影響。株齡較老的再生株不育光溫臨界值比實生株高，再生株上繁殖所收到的種子播種后長成的實生株又回復(fù)到原來的低不育光溫臨界值，這一特性能非常穩(wěn)定遺傳，并且研究發(fā)現(xiàn)這一特性是由多基因控制的。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的首先從不同基因型的水稻品種(系)和光溫敏核不育系中篩選出具有株齡調(diào)控育性基因的不同種質(zhì)。具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)篩選方法，是通過用水稻品種(系)與不具有株齡調(diào)控育性基因的水稻光溫敏核不育系雜交，再從雜交后代F2群體中選光溫敏核不育株鑒別是否具有株齡調(diào)控育性特性，如具有這一特性，則確定這一水稻品種(系)具有株齡調(diào)控育性基因。具有株齡調(diào)控育性基因的水稻光溫敏核不育系篩選方法，是通過在同一生態(tài)環(huán)境下比較實生株與老株齡再生株的不育光溫臨界值是否有差異，如果老株齡再生株的不育光溫臨界值明顯比實生株高，則確定這一水稻光溫敏核不育系具有株齡調(diào)控育性基因。其后選用經(jīng)篩選具有株齡調(diào)控育性基因的種質(zhì)與不同基因型的水稻品種(系)或光溫敏核不育系相互雜交，雜交方法包括(1)選用具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)與光溫敏核不育系雜交。(2)用水稻光溫敏核不育系與具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)雜交，然后用具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)作輪回親本，進行回交育種。(3)選用具有株齡調(diào)控育性基因的不同基因型水稻光溫敏核不育系相互雜交(包括復(fù)交)。(4)選用具有株齡調(diào)控育性基因的水稻光溫敏核不育系與具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)雜交(包括復(fù)交)。雜交后通過基因的分離重組，從后代中對具有明顯株齡調(diào)控育性特性的光溫敏核不育單株進行選擇，每代的選擇中，實生株以光溫臨界值低的不育株為對象，老株齡再生株以光溫臨界值高的結(jié)實株為對象。入選的單株繼續(xù)進行連續(xù)多代單株系選，直至選育出純合穩(wěn)定的具有株齡調(diào)控育性特性的水稻光溫敏核不育系后，再通過人工氣候箱及自然生態(tài)環(huán)境對實生株作不育光溫臨界值的鑒定，對老株齡再生株作可育光溫臨界值的鑒定，確定育成的水稻光溫敏核不育系其實生株的不育光溫臨界值和老株齡再生株的可育光溫臨界值。育出的水稻品種可命名為株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系。
本發(fā)明的主要特點是，一般的水稻光溫敏核不育系只具有光溫敏核不育基因，而株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系除具光溫敏核不育基因外，還兼有株齡調(diào)控育性基因，并強調(diào)株齡調(diào)控育性特性的強度，即具株齡調(diào)控育性特性的光溫敏核不育系中應(yīng)盡可能聚集較多的株齡調(diào)控育性基因，使這一特性強度較大，不同株齡植株間不育臨界值差異較大，才更具有實用性。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果由于具株齡調(diào)控育性特性的光溫敏核不育系其不育光溫臨界值具有受株齡調(diào)控的特點，因而可以利用不育光溫臨界值低的實生株進行安全制種，又可以利用不育光溫臨界值高的老株齡再生株進行高產(chǎn)繁種。解決了當(dāng)?shù)赝粚嵱眯筒挥挡荒芡瑫r制種與繁種或制種安全則繁種較困難，繁種較易則制種不夠安全的矛盾，免去了實用型不育系需異地繁殖或冷灌繁殖的條件限制和麻煩。在新不育系選育過程中，可通過選擇加大實生株與老株齡再生株的不育臨界值差距，把實生株不育光溫臨界值的選育目標(biāo)降得更低，更有利于安全制種，同時在選育過程中可以就地繁種加代，加快育種進程。因而通過這一發(fā)明的利用，可以降低兩系雜交稻繁制種的風(fēng)險和節(jié)省大量繁制種以及新不育系選育的人力物力成本。
實施例一從W7415S/C71140//七山占復(fù)交組合中，選育出具明顯株齡調(diào)控育性特性的水稻溫光敏型核不育系N9S。W7415S是從20多個水稻光溫敏核不育系中經(jīng)篩選確定具有株齡調(diào)控育性基因、來源于湖北農(nóng)科院的秈型水稻光溫敏核不育系，其老株齡再生株的不育溫度臨界值比實生株約高1℃。C71140是從100多個水稻品種(系)中經(jīng)篩選確定具有株齡調(diào)控育性基因、來源于臺灣的秈稻品種。七山占是廣東省農(nóng)科院育成的秈稻品種。用W7415S、C71140、七山占3個親本通過復(fù)合雜交，從F2代開始選不育光溫臨界值低的不育實生株，留禾頭再生后選不育光溫臨界值高的老株齡再生株，經(jīng)連續(xù)8代單株系選后選育出1個綜合性狀好的穩(wěn)定純合株系，定名為N9S。將N9S的實生株和老株齡再生株同時置于人工氣候箱作不同光溫組合處理及在自然環(huán)境下作周年育性觀察，鑒定出N9S的實生株不育溫度臨界值為23℃，在廣州早晚兩季可安全制種，N9S的老株齡再生株不育溫度臨界值25-26℃，在廣州早晚兩季可繁殖種子。說明N9S具有較多的株齡調(diào)控育性基因，是一個具明顯株齡調(diào)控育性特性的水稻溫光敏型核不育系。
實施例二從W7415S/C71140雜交組合中，選育出具明顯株齡調(diào)控育性特性的水稻低溫敏型核不育系N26S。W7415S是從20多個水稻光溫敏核不育系中經(jīng)篩選確定具有株齡調(diào)控育性基因、來源于湖北農(nóng)科院的秈型水稻光溫敏核不育系，其老株齡再生株的不育溫度臨界值比實生株約高1℃。C71140是從100多個水稻品種(系)中經(jīng)篩選確定具有株齡調(diào)控育性基因、來源于臺灣的秈稻品種。用W7415S與C71140雜交，從F2代開始選不育光溫臨界值低的不育實生株，留禾頭再生后選不育光溫臨界值高的老株齡再生株，經(jīng)連續(xù)6代單株系選后選育出1個綜合性狀好的穩(wěn)定純合株系，定名為N26S。將N26S的實生株和老株齡再生株同時置于人工氣候箱作不同光溫組合處理及在自然環(huán)境下作周年育性觀察，鑒定出N26S的實生株不育溫度臨界值約23℃，在廣州早晚兩季可安全制種，N26S的老株齡再生株不育溫度臨界值約25℃，在廣州早晚兩季可繁殖種子。說明N26S具有較多的株齡調(diào)控育性基因，是一個具明顯株齡調(diào)控育性特性的水稻低溫敏型核不育系。
權(quán)利要求
1.株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系選育方法，其特征在于從不同基因型的水稻品種(系)和光溫敏核不育系中篩選出具有株齡調(diào)控育性基因的不同種質(zhì)，然后用經(jīng)篩選具有株齡調(diào)控育性基因的種質(zhì)與不同基因型的水稻品種(系)或光溫敏核不育系相互雜交，雜交后通過基因的分離重組，從后代中對具有明顯株齡調(diào)控育性特性的光溫敏核不育單株進行選擇，每代的選擇中，實生株以光溫臨界值低的不育株為對象，老株齡再生株以光溫臨界值高的結(jié)實株為對象，入選的單株繼續(xù)進行連續(xù)多代單株系選，直至選育出純合穩(wěn)定的具有株齡調(diào)控育性特性的水稻光溫敏核不育系后，再通過人工氣候箱及自然生態(tài)環(huán)境對實生株作不育光溫臨界值的鑒定，對老株齡再生株作可育光溫臨界值的鑒定，確定育成的水稻光溫敏核不育系其實生株的不育光溫臨界值和老株齡再生株的可育光溫臨界值，育出的水稻品種可命名為株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系。
2.根據(jù)權(quán)利要求所說株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系選育方法，其特征在于所說的具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)篩選方法，是通過用水稻品種(系)與不具有株齡調(diào)控育性基因的水稻光溫敏核不育系雜交，再從雜交后代F2群體中選光溫敏核不育株鑒別是否具有株齡調(diào)控育性特性，如具有這一特性，則確定這一水稻品種(系)具有株齡調(diào)控育性基因。
3.根據(jù)權(quán)利要求所說的株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系選育方法，其特征在于所說的具有株齡調(diào)控育性基因的水稻光溫敏核不育系篩選方法，是通過在同一生態(tài)環(huán)境下比較實生株與老株齡再生株的不育光溫臨界值是否有差異，如果老株齡再生株的不育光溫臨界值明顯比實生株高，則確定這一水稻光溫敏核不育系具有株齡調(diào)控育性基因。
4.根據(jù)權(quán)利要求所說的株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系選育方法其特征在于所說的經(jīng)篩選具有株齡調(diào)控育性基因的種質(zhì)與不同基因型的水稻品種(系)或光溫敏核不育系的雜交方法有(1)選用具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)與光溫敏核不育系雜交；(2)用水稻光溫敏核不育系與具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)雜交，然后用具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)作輪回親本，進行回交育種；(3)選用具有株齡調(diào)控育性基因的不同基因型水稻光溫敏核不育系相互雜交(包括復(fù)交)；(4)選用具有株齡調(diào)控育性基因的水稻光溫敏核不育系與具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)雜交(包括復(fù)交)。
5.據(jù)權(quán)利要求所述的具株齡調(diào)控育性特性水稻光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于所說的具株齡調(diào)控育性特性的水稻溫光敏型核不育系.N9S的選育是利用具株齡調(diào)控育性基因由我國湖北農(nóng)科院選育的水稻光溫敏核不育系W7415S及具株齡調(diào)控育性基因來源于我國臺灣的秈稻品種C71140和我國廣東省農(nóng)科院育成的秈稻品種七山占為親本，通過復(fù)合雜交的方法選育出來。
6.據(jù)權(quán)利要求所述的具株齡調(diào)控育性特性水稻光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于所說的具株齡調(diào)控育性特性的水稻低溫敏型核不育系N26S的選育是利用具株齡調(diào)控育性基因由我國湖北農(nóng)科院選育的水稻光溫敏核不育系W7415S及具株齡調(diào)控育性基因來源于我國臺灣的秈稻品種C71140為親本，通過單交的方法選育出來。
全文摘要
本發(fā)明屬于水稻育種領(lǐng)域。尤其是株齡調(diào)控育性的水稻光溫敏核不育系的育種。通過選用具有株齡調(diào)控育性基因的水稻品種(系)和光溫敏核不育系相互雜交，經(jīng)選擇使較多的株齡調(diào)控育性基因與光溫敏核不育基因聚集于一體，可選育出具明顯株齡調(diào)控育性特性的光溫敏核不育系。這種不育系實生株不育光溫臨界值較低，不育期較長可用于當(dāng)?shù)匕踩品N；同時由于老株齡再生株不育光溫臨界值較高，可在當(dāng)?shù)卣７狈N，較好地解決了實用型不育系制種與繁種的矛盾，免去了異地繁殖或冷灌繁殖的條件限制，節(jié)省了人力物力，提高了不育系利用的安全性，同時，由于在選育過程中能就地繁殖加代，也加快了育種進程。
文檔編號A01H1/02GK1401219SQ0211515
公開日2003年3月12日 申請日期2002年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月27日
發(fā)明者陳雄輝, 萬邦惠, 梁克勤, 陸燕鵬, 彭海峰, 余讓才 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)