一種低不育起點(diǎn)溫度水稻兩系不育系的選育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水稻育種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低不育起點(diǎn)溫度水稻兩系不育系的選育方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自1973年石明松發(fā)現(xiàn)水稻光敏核不育系農(nóng)墾58S以來，兩系法雜交水稻一直成為我國農(nóng)業(yè)科研工作者研宄的熱點(diǎn)。水稻光敏核不育是指在我國長(zhǎng)江流域夏季長(zhǎng)日照條件下表現(xiàn)花粉敗育，在海南短日照條件下表現(xiàn)花粉可育的現(xiàn)象。兩系雜交水稻正是以水稻光敏核不育系為載體而逐步發(fā)展的。兩系雜交水稻相對(duì)于三系而言存在許多明顯的優(yōu)勢(shì):(1)其光溫敏核不育基因一般為隱性核基因故恢復(fù)譜廣，理論上任何常規(guī)品系均可以使其育性恢復(fù)，因而配組自由。(2)光溫敏不育基因?yàn)楹瞬挥颍皇芗?xì)胞質(zhì)影響，因而不存在細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)的負(fù)面影響。(3)光溫敏核不育基因一般受細(xì)胞核內(nèi)1-2對(duì)隱性基因控制，因而很容易將該不育基因?qū)肫渌z傳背景中，進(jìn)而可以更快的改良現(xiàn)有的光溫敏核不育材料。(4)兩系不育系繁殖更容易，通過自交繁殖，無需保持系因而應(yīng)用更便利。
[0003]然而直至上世紀(jì)80年代末國內(nèi)科研工作者對(duì)水稻光溫敏核不育的影響因素的認(rèn)識(shí)還只停留在日照長(zhǎng)短對(duì)其育性的影響，對(duì)于溫度這個(gè)影響因素還考慮甚少。由此出現(xiàn)1989年長(zhǎng)江中下游地區(qū)盛夏異常低溫導(dǎo)致許多原本認(rèn)為是對(duì)日照長(zhǎng)短敏感的不育系在制種時(shí)出現(xiàn)“打擺子”現(xiàn)象，致使當(dāng)時(shí)國內(nèi)大面積的兩系雜交水稻制種失敗，從而使得我國的科研工作者不得不重新審視影響農(nóng)墾58S不育基因來源的不育系育性的環(huán)境因素，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)除日照長(zhǎng)短外，溫度也是影響不育系育性的重要因素，原來許多所謂的光敏核不育系其育性或多或少也受溫度的影響，因而指出在長(zhǎng)江中下游地區(qū)選育實(shí)用型水稻兩系不育系的育性標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是選育不育起點(diǎn)溫度較低(低于23.5以利于制種安全)，光溫互補(bǔ)作用較強(qiáng)(以利于不育系繁殖)的不育系。
[0004]兩系雜交水稻經(jīng)過近40余年的發(fā)展正逐步走向技術(shù)成熟階段；其載體-水稻兩系不育系也由當(dāng)初的水稻光敏核不育系發(fā)展為以溫敏核不育系為主的水稻兩系不育系新格局。水稻溫敏核不育系是指其育性轉(zhuǎn)變主要受幼穗分化時(shí)期外界溫度的影響，當(dāng)外界溫度低于其不育起點(diǎn)溫度時(shí)，其抽穗后表現(xiàn)可育；當(dāng)外界溫度高于其不育起點(diǎn)溫度時(shí)，抽穗時(shí)表現(xiàn)為花粉敗育。另外研宄表明:水稻溫敏核不育系感受溫度變化的部位是幼穗。因此水稻兩系不育系不育起點(diǎn)溫度對(duì)于兩系雜交水稻制種至關(guān)重要，只有利用低不育起點(diǎn)溫度(低于23.50C)的水稻兩系不育系制種，其制種安全性才能有保證；也因此育種家將低不育起點(diǎn)溫度(低于23.5°C)作為培育優(yōu)良水稻兩系不育系的一項(xiàng)重要指標(biāo)予以考慮。利用現(xiàn)代大型恒溫冷水池，對(duì)兩系不育系選育過程中的中間不育系材料進(jìn)行不育起點(diǎn)溫度鑒定，增壓選擇，及早淘汰不育起點(diǎn)溫度偏高的不育株系，進(jìn)而選育綜合性狀優(yōu)良，不育起點(diǎn)溫度低(低于23.5°C)，制種安全的水稻兩系不育系對(duì)保障我國兩系雜交水稻制種安全以及兩系雜交水稻健康平穩(wěn)發(fā)展具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)目前兩系不育系選育過程中往往重視其他農(nóng)藝性狀，忽視不育起點(diǎn)溫度的選擇，導(dǎo)致選育出的兩系不育系不育起點(diǎn)溫度偏高，制種安全性差，實(shí)用性差的問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供一種較高效、精準(zhǔn)的選育低不育起點(diǎn)溫度低于23.5°C的水稻兩系不育系的技術(shù)方案。
[0006]所述的一種低不育起點(diǎn)溫度水稻兩系不育系的選育方法，其特征在于包括以下步驟:
O建立一個(gè)智能溫控恒溫冷水池，控制冷水池中的水溫恒定在23.50C ；
2)選擇生產(chǎn)應(yīng)用上不育起點(diǎn)溫度不同的水稻兩系不育系，利用冷水池處理其幼穗分化處于3-4期的幼穗3天，待抽穗后確定被處理幼穗的花粉育性，進(jìn)而確定被處理的兩系不育系的不育起點(diǎn)溫度；
3)將挑選出的不育起點(diǎn)溫度低于23.5°C的水稻兩系不育系作為親本或親本之一，進(jìn)行雜交；在F2群體中選擇綜合性狀優(yōu)良的不育單株繁殖；在F3F育株系中進(jìn)一步選擇綜合性狀優(yōu)良、異交特性好的單株繁殖；
4)從F4不育株系開始，在不育株系處于分蘗末期，挑選綜合性狀優(yōu)良、植株群體整體較一致的株系，每個(gè)株系選取3株優(yōu)異單株置于恒溫冷水池23.5°C處理3天，處理位置以冷水浸沒幼穗為準(zhǔn)，之后將處理單株搬出冷水池，同時(shí)標(biāo)記此時(shí)劍葉葉枕與倒二葉葉枕平齊的幼穗，待抽穗后確定被標(biāo)記的稻穗的花粉育性；
5)F5按步驟4)方法選擇不育起點(diǎn)溫度低于23.5°C的不育株系，結(jié)合綜合農(nóng)藝性狀以及配合力測(cè)定情況，決選優(yōu)良不育株系分單株繁殖，同時(shí)對(duì)選擇的不育株系再一次擴(kuò)大配合力測(cè)定范圍，以便更好的鑒定被選株系的配合力；
6)在F6-F7株系中，逐代對(duì)不育起點(diǎn)溫度進(jìn)行增壓選擇，選擇不育起點(diǎn)溫度低于23.50C的不育株系，同時(shí)結(jié)合株葉形態(tài)、異交特性以及配合力測(cè)定農(nóng)藝性狀，繼續(xù)進(jìn)行加代穩(wěn)定；
7)種植不育株系至F8R，鑒定決選不育株系的不育起點(diǎn)溫度，選擇不育起點(diǎn)溫度低于23.5°C，綜合農(nóng)藝性狀好，異交特性高以及配合力強(qiáng)的不育株系，即選育出不育起點(diǎn)溫度低的水稻兩系不育系。
[0007]所述的一種低不育起點(diǎn)溫度水稻兩系不育系的選育方法，其特征在于所述的步驟I)中建立智能溫控的恒溫冷水池具體為:利用大型制冷設(shè)備將預(yù)流入水池的自來水制冷至19°C，并先儲(chǔ)存至大型冷水罐，之后將冷水罐中的冷水泵入水池，水池中利用可調(diào)節(jié)的溫控開關(guān)設(shè)置冷水池的水溫23.5°C，當(dāng)水池水溫高于設(shè)定溫度23.5°C時(shí)開始向水池泵入冷水；當(dāng)水池水溫降至設(shè)定溫度23.5°C時(shí)停止向水池泵入冷水，從而保持水池水溫至設(shè)定溫度23.50C ;隨著不斷向水池泵入冷水池，冷水池中的水量會(huì)超出冷水池的體積而流出，流出的水通過旁邊的側(cè)槽回收并被泵入制冷機(jī)再次制冷而流入冷水罐。
[0008]所述的一種低不育起點(diǎn)溫度水稻兩系不育系的選育方法，其特征在于所述的步驟
4)中若被標(biāo)記的稻穗出現(xiàn)可育花粉則表明該不育株不育起點(diǎn)溫度高于23.5°C，否則不育起點(diǎn)溫度低于23.50C ;淘汰不育起點(diǎn)溫度高于23.5°C的不育株系，選擇不育起點(diǎn)溫度低于23.5°C的不育株系分單株繁殖，再各自種成株系；同時(shí)對(duì)入選的不育株系進(jìn)行配合力測(cè)定。
[0009]本發(fā)明的有益效果如下:1)很好的避免了傳統(tǒng)育種中容易出現(xiàn)的成型水稻兩系不育系，其不育起點(diǎn)溫度偏高，致使其制種安全性差，實(shí)用性大大降低；2)及早淘汰了不育起點(diǎn)溫度偏高的不育株系，大大減少了選育過程中繁種的工作量，提高了選育效率；3)23.50C的恒溫冷水池還能用于鑒定已經(jīng)成型的其他水稻兩系不育系的不育起點(diǎn)溫度，為評(píng)估水稻兩系不育系制種安全性提供技術(shù)指導(dǎo)。
【附圖說明】
[0010]圖1為水稻兩系不育系株系田間種植情況(右)及恒溫冷水池處理水稻兩系不育系(左);
圖2為水稻兩系不育系Y58S，廣占63S，安農(nóng)S-1，湘陵628S幼穗分化時(shí)期，夏季自然高溫條件下與23.5°C恒溫冷水池處理3天后的花粉育性表現(xiàn)；
圖3為水稻兩系不育系親本C815S和1892S幼穗分化時(shí)期，23.5°C恒溫冷水池處理3天后的花粉育性表現(xiàn)；
圖4為C815S/1892S F4不育株系中各株系幼穗分化時(shí)期，23.5°C恒溫冷水池處理3天后各不育株系的花粉育性表現(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合說明書附圖表及試驗(yàn)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。
[0012]一種低不育起點(diǎn)溫度水稻兩系不育系的選育方法，包括以下步驟:
I)建一個(gè)智能溫控恒溫冷水池:利用現(xiàn)代大型制冷設(shè)備將預(yù)流入水池的自來水制冷至190C，并先儲(chǔ)存至大型冷水罐，之后將冷水罐中的冷水泵入水池，水池中利用多個(gè)可調(diào)節(jié)的溫控開關(guān)設(shè)置冷水池的水溫23.5°C，當(dāng)水池水溫高于設(shè)定溫度23.5°C時(shí)開始向水池泵入冷水；當(dāng)水池水溫降至設(shè)定溫度23.5°C時(shí)停止向水池泵入冷水，從而保持水池水溫至設(shè)定溫度23.5 °C。隨著不斷向水池泵入冷水，冷水池中的水量會(huì)超出冷水池的體積而流出，流出的水通過旁邊的側(cè)槽回收并被泵入制冷機(jī)再次制冷而流入冷水罐，這樣既保證節(jié)約用水，又使整個(gè)系統(tǒng)處于循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)，從而保證水池水溫處于設(shè)定的恒溫狀態(tài)。
[0013]2)選擇生產(chǎn)應(yīng)用上不育起點(diǎn)溫度不同的水稻兩系不育系多個(gè)，利用恒溫冷水池23.5°C處理其幼穗分化處于3-4期的幼穗3天，待抽穗后考查被處理幼穗的花粉育性，進(jìn)而鑒定被處理的兩系不育系的不育起點(diǎn)溫度。
[0014]3)將挑選出的不育起點(diǎn)溫度低于23.5°C的水稻兩系不育系作為親本或親本之一，進(jìn)行雜交；在F2群體中選擇綜合性狀優(yōu)良的不育單株繁殖；在F3不育株系中進(jìn)一步選擇綜合性狀優(yōu)良，異交特性好的單株繁殖。
[0015]4)從F4不育株系開始，在不育株系處于分蘗末期(主莖劍葉葉枕與倒二葉葉枕平齊時(shí)期)，挑選綜合性狀優(yōu)良、植株群體整體較一致的株系，每個(gè)株系選取3株優(yōu)異單株置于恒溫冷水池23.5°C處理3天，處理位置以冷水浸沒幼穗為準(zhǔn)；之后將處理單株搬出冷水池，同時(shí)標(biāo)記此時(shí)劍葉葉枕與倒二葉葉枕平齊的幼穗，待抽穗后考察被標(biāo)記的稻穗的花粉育性。若被標(biāo)記的稻穗出現(xiàn)可育花粉則表明該不育株不育起點(diǎn)溫度高于23.5°C，否則不育起點(diǎn)溫度低于23.50C ;淘汰不育起點(diǎn)溫度高于23.5°C的不育株系，選擇不育起點(diǎn)溫度低于23.5°C的不育株系分單株繁殖，再各自種成株系；同時(shí)對(duì)入選的不育株系進(jìn)行配合力測(cè)定。
5)F5按步驟4)方法選擇不育起點(diǎn)溫度低于23.5°C的不育株系，結(jié)合綜合農(nóng)藝性狀考查以及配合力測(cè)定情況，決選優(yōu)良不育株系分單株繁殖，同時(shí)對(duì)選擇的不育株系再一次擴(kuò)大配合力測(cè)定范圍，以便更好的鑒定被選株系的配合力。
[0016]6)在F6-F7株系中，逐代對(duì)不育起點(diǎn)溫度