本發(fā)明涉及水稻育種，具體為一種快速選育具有粳稻血緣秈稻恢復(fù)系的方法。

背景技術(shù)：

1、一、粳稻與秈稻的基本特征及其生態(tài)適應(yīng)性

2、水稻是世界上最重要的糧食作物之一，根據(jù)其生態(tài)型和生長特性可以分為粳稻和秈稻兩大類型。粳稻主要分布在中國東北等高緯度地區(qū)，具有短株、株型緊湊、穗大粒多、稻米品質(zhì)優(yōu)良、抗寒性強(qiáng)等特點(diǎn)。秈稻則主要分布在中國南方、東南亞和南亞等低緯度地區(qū)，具有株型高大、分蘗力強(qiáng)、生長期短、適應(yīng)性廣、抗旱耐高溫等特點(diǎn)。這兩類水稻在生態(tài)適應(yīng)性和生產(chǎn)性能上各有優(yōu)劣，通過雜交育種可以發(fā)揮其互補(bǔ)優(yōu)勢，培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的新型水稻品種。

3、二、秈粳雜交育種的意義和優(yōu)勢

4、在水稻育種中，利用雜種優(yōu)勢是提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)的重要手段。雜種優(yōu)勢是指雜交后代在生長速度、產(chǎn)量、抗病性等方面表現(xiàn)出超過親本的現(xiàn)象。由于粳稻和秈稻在生態(tài)型和遺傳背景上的差異，通過雜交可以產(chǎn)生顯著的雜種優(yōu)勢。因此，秈粳雜交育種成為近年來水稻育種研究的熱點(diǎn)。通過秈粳雜交，可以在一個品種中結(jié)合粳稻的優(yōu)質(zhì)稻米特性和秈稻的高產(chǎn)適應(yīng)性，達(dá)到培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病新品種的目的。

5、三、現(xiàn)有秈粳雜交育種的技術(shù)方法

6、目前，生產(chǎn)上秈粳雜交利用的途徑主要有兩種：

7、粳型不育系與秈粳中間型恢復(fù)系的組配：這種方法利用粳稻的不育系與秈粳中間型的恢復(fù)系雜交，獲得f1代雜交種。粳稻的不育系由于其自身基因缺陷不能正常產(chǎn)生花粉，而秈粳中間型恢復(fù)系則是通過雜交育種獲得的既具有粳稻基因又具有秈稻基因的廣親和品種。通過這種方法，可以獲得高產(chǎn)、抗病的雜交水稻新品種。

8、秈粳中間型不育系與秈型恢復(fù)系的組配：這種方法利用秈粳中間型的不育系與秈稻的恢復(fù)系雜交，獲得f1代雜交種。秈稻的恢復(fù)系能夠恢復(fù)不育系花粉活性。通過這種方法，可以培育出既具有秈稻高產(chǎn)特性，又具有粳稻抗病性的雜交水稻新品種。

9、四、現(xiàn)有技術(shù)的不足之處

10、盡管上述兩種方法在一定程度上取得了成功，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些不足之處：

11、親本品種來源少，遺傳多樣性低：目前用于秈粳雜交的親本品種主要是一些已有的廣親和恢復(fù)系和不育系，這些品種的數(shù)量有限，導(dǎo)致遺傳多樣性較低。不利于發(fā)掘和利用新的有利基因，限制了育種的潛力。

12、雜交操作復(fù)雜，效率低：利用兩個秈粳中間型廣親和恢復(fù)系雜交選育新的廣親和恢復(fù)系，需要進(jìn)行人工去雄授粉雜交。這一操作過程復(fù)雜、耗時且成本較高，同時一次雜交難以獲得大量的f1代雜交種子，限制了大規(guī)模育種的可能性。

13、五、快速選育具有粳稻血緣秈稻恢復(fù)系的方法

14、針對上述問題，本發(fā)明提出了一種利用優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻三系不育系為母本，以多個優(yōu)質(zhì)抗病秈稻品種為父本，成對雜交獲得大量不同雜交組合的f1種子。通過高效篩選和多次回交，快速選育出具有粳稻血緣的秈稻恢復(fù)系的方法。該方法具有以下幾個顯著優(yōu)點(diǎn)：

15、擴(kuò)大親本來源，提高遺傳多樣性：利用多個優(yōu)質(zhì)抗病秈稻品種為父本進(jìn)行雜交，能夠顯著擴(kuò)大親本的來源，提高后代的遺傳多樣性，有利于發(fā)掘和利用更多的有利基因。

16、高效獲得f1代雜交種子：利用粳稻三系不育系為母本，可以省去雜交時母本需要人工去雄的操作，提高了雜交效率，能夠一次獲得大量的f1代雜交種子，適合大規(guī)模育種。

17、篩選結(jié)實(shí)率高的組合：通過在f2代群體中記錄每個雜交組合的田間結(jié)實(shí)率，淘汰結(jié)實(shí)率低的組合，選擇結(jié)實(shí)率高的組合進(jìn)行后續(xù)育種，能夠快速提高后代的結(jié)實(shí)率。

18、多次回交，穩(wěn)定遺傳背景：在f4代群體中選擇優(yōu)良穗系為父本，與相應(yīng)秈稻品種多次回交，能夠?qū)⒕镜牟挥祷驅(qū)氲蕉i稻基因組中，穩(wěn)定后代的遺傳背景，提高育種的成功率。

19、選育出的恢復(fù)系具有高產(chǎn)、抗病、穩(wěn)定的特性：通過嚴(yán)格的篩選和多次回交，最終選育出的秈粳中間型恢復(fù)系不僅具有粳稻三系不育系的部分基因組，還保留了秈稻品種的高產(chǎn)和抗病特性，能夠在實(shí)際生產(chǎn)中表現(xiàn)出優(yōu)越的農(nóng)藝性狀。

20、六、技術(shù)原理和創(chuàng)新點(diǎn)

21、本發(fā)明的技術(shù)原理是通過利用粳稻三系不育系的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)潛力和多個優(yōu)質(zhì)抗病秈稻品種的遺傳多樣性，通過成對雜交和多次回交，快速選育出既具有粳稻血緣又具有秈稻高產(chǎn)特性的秈粳中間型恢復(fù)系。其創(chuàng)新點(diǎn)在于：

22、利用優(yōu)質(zhì)粳稻三系不育系為母本：粳稻三系不育系由于其特殊的基因缺陷，不能正常產(chǎn)生花粉，但能夠與秈稻品種雜交產(chǎn)生雜交種子。這一特性使得其在雜交育種中具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

23、成對雜交獲得多種組合的f1代種子：通過成對雜交，可以獲得大量不同組合的f1代種子，顯著擴(kuò)大了親本來源，提高了后代的遺傳多樣性。

24、高效篩選和多次回交：在育種過程中，通過高效篩選和多次回交，能夠快速淘汰結(jié)實(shí)率低的組合，選擇結(jié)實(shí)率高、農(nóng)藝性狀優(yōu)良的組合，縮短了育種周期，提高了育種效率。

25、七、實(shí)際應(yīng)用與推廣價值

26、本發(fā)明的方法不僅適用于科研單位和育種公司，也適用于大規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，通過合理利用粳稻三系不育系和多個優(yōu)質(zhì)抗病秈稻品種，結(jié)合多次雜交和回交的方法，能夠快速選育出具有粳稻血緣的秈稻恢復(fù)系。這些恢復(fù)系不僅具有較高的結(jié)實(shí)率和優(yōu)良的農(nóng)藝性狀，還能在生產(chǎn)中表現(xiàn)出優(yōu)越的抗病性和高產(chǎn)性能。通過上述具體實(shí)施例，本發(fā)明的方法不僅可行，而且在實(shí)際應(yīng)用中具有顯著的推廣價值。

27、通過本發(fā)明的方法，能夠顯著提高水稻育種的效率，縮短育種周期，降低育種成本。同時，選育出的秈粳中間型恢復(fù)系在實(shí)際生產(chǎn)中表現(xiàn)出高產(chǎn)、抗病、穩(wěn)定的優(yōu)良特性，能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，本發(fā)明的方法在水稻育種領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的推廣價值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于現(xiàn)有的技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種快速選育具有粳稻血緣秈稻恢復(fù)系的方法，包括以下步驟：

2、以粳稻三系不育系為母本；

3、以多個優(yōu)質(zhì)抗病秈稻品種為父本；

4、成對雜交獲得f1代種子；

5、種植f1植株，調(diào)查結(jié)實(shí)率，淘汰結(jié)實(shí)率低于30％的組合，收獲結(jié)實(shí)率高的f2代種子；

6、種植f2代群體，選擇結(jié)實(shí)率大于60％的單穗；

7、按單穗種植f3代群體，選擇農(nóng)藝性狀好的穗系為父本在開花期與秈稻品種回交，獲得bc1f1代種子；成熟時收獲結(jié)實(shí)好的f4代種子。

8、種植bc1f1代種子，篩選農(nóng)藝性狀好、結(jié)實(shí)率高的組合，獲得自交種子；

9、種植bc1f2代種子，并與相應(yīng)f4代穗系父本繼續(xù)回交，獲得bc2f1代種子；

10、種植bc2f1代種子，篩選農(nóng)藝性狀好、結(jié)實(shí)率高的組合，獲得自交種子；

11、持續(xù)自交并在后代群體中嚴(yán)格選擇結(jié)實(shí)率高且農(nóng)藝性狀好的單穗，穗系種植；

12、在bc2f8代選擇優(yōu)良穗系進(jìn)入品比試驗(yàn)，同時與粳稻三系不育系雜交，測驗(yàn)恢復(fù)力，篩選優(yōu)良品系為秈粳中間型恢復(fù)系苗頭品種。

13、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述粳稻三系不育系為20a。

14、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述優(yōu)質(zhì)抗病秈稻品種為矮腳絲苗。

15、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述成對雜交的步驟中，每個父本秈稻品種分別與粳稻三系不育系進(jìn)行雜交，以獲得多種不同組合的f1代種子。

16、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述種植f1代植株的步驟中，記錄每個雜交組合的結(jié)實(shí)率，并淘汰結(jié)實(shí)率低于50％的組合。

17、5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速選育具有粳稻血緣秈稻恢復(fù)系的方法，其特征在于：所述f2代群體的篩選標(biāo)準(zhǔn)包括結(jié)實(shí)率、抗病性和生長勢，以確保后代具有優(yōu)良的農(nóng)藝性狀。

18、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述f3代群體的種植密度為每個單穗種植30至50穴，密度適中有利于單穗的結(jié)實(shí)率和生長勢。

19、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述f3代群體的回交步驟中，每個優(yōu)良穗系分別與秈稻品種回交，以確保遺傳背景的穩(wěn)定性和多樣性。

20、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述bc1f1代種子的篩選標(biāo)準(zhǔn)包括結(jié)實(shí)率、抗病性和農(nóng)藝性狀，結(jié)實(shí)率需高于75％，以確保后代的優(yōu)良性能。

21、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述bc1f2代種子的種植和篩選步驟中，結(jié)合分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，以提高篩選效率和準(zhǔn)確性。

22、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述bc2f1代種子的篩選標(biāo)準(zhǔn)包括抗病性、結(jié)實(shí)率和農(nóng)藝性狀，結(jié)實(shí)率需高于80％，以確保后代的優(yōu)良性能和穩(wěn)定性；所述bc2f8代的優(yōu)良穗系選擇標(biāo)準(zhǔn)包括與粳稻三系不育系的配合力恢復(fù)率需達(dá)到90％以上，并且結(jié)實(shí)率需高于85％，以確保最終選育出的秈粳中間型恢復(fù)系具有良好的配合力和結(jié)實(shí)率。

23、有益效果：

24、本發(fā)明通過利用粳稻三系不育系為母本，多個優(yōu)質(zhì)抗病秈稻品種為父本，成對雜交獲得多種f1代種子，顯著擴(kuò)大了親本的來源。這種方法不僅提高了后代的遺傳多樣性，有利于發(fā)掘和利用更多的有利基因，還能在雜交過程中充分利用不同品種的優(yōu)良特性，實(shí)現(xiàn)基因重組，提高育種效率，最終選育出具有粳稻血緣的秈稻恢復(fù)系。

25、本發(fā)明通過利用粳稻三系不育系的高效育性恢復(fù)能力，省去了雜交時母本需要人工去雄的繁瑣操作，顯著提高了雜交效率。此外，在f2代群體中記錄每個雜交組合的田間結(jié)實(shí)率，淘汰結(jié)實(shí)率低的組合，選擇結(jié)實(shí)率高的組合進(jìn)行后續(xù)育種，有效提高了后代的結(jié)實(shí)率。多次回交和嚴(yán)格篩選確保了選育出的恢復(fù)系具有高結(jié)實(shí)率和優(yōu)良的農(nóng)藝性狀。

26、本發(fā)明通過成對雜交和多次回交，高效篩選和淘汰結(jié)實(shí)率低的組合，能夠在較短時間內(nèi)選育出優(yōu)良的秈粳中間型恢復(fù)系。與傳統(tǒng)育種方法相比，本發(fā)明顯著縮短了育種周期，降低了育種成本。同時，選育出的恢復(fù)系不僅具有高產(chǎn)和抗病特性，還能在實(shí)際生產(chǎn)中表現(xiàn)出優(yōu)越的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。