一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，包括如下步驟：從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種（系）；用步驟1）篩選出的水稻品種（系）與不同基因型的水稻品種（系）雜交或相互雜交，從雜交后代中選育出純合穩(wěn)定的具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的水稻光溫敏核不育系；再通過人工氣候箱及自然生態(tài)環(huán)境對(duì)實(shí)生株作不育光溫臨界值的鑒定，育出的水稻品種即為可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系。該方法可選育出耐受低溫時(shí)間長(zhǎng)的光溫敏核不育水稻，可以充分利用華南地區(qū)的光溫資源，實(shí)現(xiàn)一年兩制。
【專利說明】—種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水稻育種【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用有三系法與兩系法兩種途徑。我國(guó)三系法利用水稻雜種優(yōu)勢(shì)，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(shí)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。兩系法利用水稻雜種優(yōu)勢(shì)也是我國(guó)首創(chuàng)，并成為我國(guó)首個(gè)向美國(guó)轉(zhuǎn)讓的農(nóng)業(yè)專利。1993年，我國(guó)研制的兩系法雜交水稻開始大面積試種。與原來普遍種植的三系法雜交水稻相比，兩系法雜交水稻平均每公頃增產(chǎn)15%。兩系法雜交水稻是利用我國(guó)上世紀(jì)七十年代初發(fā)現(xiàn)的水稻光溫敏核不育新種子進(jìn)行培育水稻光溫敏核不育系。這種不育系在長(zhǎng)光高溫環(huán)境下表現(xiàn)不育，從而用于制種；在短光低溫下表現(xiàn)可育，從而用于繁種；一系兩用，因而簡(jiǎn)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(duì)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(shì)。然而兩用核不育系的育性轉(zhuǎn)換主要受光、溫調(diào)控，不育性不夠穩(wěn)定，有可能因溫度的異常變化而發(fā)生波動(dòng)，使得制種和繁種都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。如1989年、1996年和1999年在長(zhǎng)江中、下游地區(qū)出現(xiàn)的盛夏低溫(日均溫22~24°C )天氣致使不育系出現(xiàn)育性波動(dòng)并少量自交結(jié)實(shí)，雜交制種失敗，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一定損失。夏季異常低溫對(duì)光溫敏核不育系育性的影響嚴(yán)重制約著兩系雜交稻的發(fā)展進(jìn)程，成為兩系雜交稻研究和應(yīng)用中必須加以克服的核心問題。因此袁隆平院士根據(jù)水稻光溫敏不育系育性轉(zhuǎn)換規(guī)律、光溫模式和育種實(shí)踐，提出以后的研究重點(diǎn)特別要注意對(duì)具有實(shí)用價(jià)值和不育起點(diǎn)溫度較低的光溫敏核不育系的選育。目前生產(chǎn)上選育的低溫敏型不育系，此類不育系的不育臨界溫度均在24 °C以下。由于不育臨界值低，因而不育期相對(duì)較長(zhǎng)，提高了制種的安全，但在自然條件下難以繁種，需采用敏感期冷水串灌或異地才能繁種。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明人在研究發(fā)現(xiàn)有些水稻光溫敏核不育系具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間的低溫基因，在相同的不育起點(diǎn)的不育系中，無花粉型光溫敏核不育系的耐較長(zhǎng)時(shí)間低溫的比例遠(yuǎn)高于其他不育系。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)這一特性能遺傳，并且研究發(fā)現(xiàn)這一特性是由多基因控制的。
[0004] 以上述發(fā)現(xiàn)為基礎(chǔ)，本發(fā)明提供了一種水稻光溫敏核雄性不育系的選育方法，該方法是通過選用無花粉型光溫敏核不育水稻與其他水稻品種(系)進(jìn)行雜交，經(jīng)選擇使光溫敏核不育水稻耐受低溫時(shí)間加長(zhǎng)，可選育出耐受低溫時(shí)間長(zhǎng)的光溫敏核不育水稻，可以充分利用華南地區(qū)的光溫資源，實(shí)現(xiàn)一年兩制。這種光溫敏核不育水稻，與不育起點(diǎn)溫度相同的普通光溫敏核不育水稻相比，其制種安全性更高，其繁種仍使用冷灌或異地繁種，只用適當(dāng)加長(zhǎng)冷灌時(shí)間或選擇低溫持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的異地繁種。二是通過雜交與選擇可把耐較長(zhǎng)時(shí)間的低溫基因聚集于新光溫敏核不育系中，當(dāng)耐受低溫時(shí)間長(zhǎng)度達(dá)到一定水平，在確保光溫敏核不育水稻制種安全的前提下，可以適當(dāng)提高其不育起點(diǎn)溫度。這樣就可以大大降低對(duì)冷灌繁殖依賴，甚至在當(dāng)?shù)刂苯舆M(jìn)行繁種，較好地解決了實(shí)用型不育系制種與繁種的矛盾，免去了異地繁殖或冷繁的條件限制，節(jié)省了人力物力，提高了不育系利用的安全性，同時(shí)，由于在選育過程中能就地繁殖加代，也加快了育種進(jìn)程。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，包括如下步驟:
1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系);
2)雜交:用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與不同基因型的水稻品種(系)雜交或相互雜交，通過基因的分離重組，從雜交后代中選擇具有明顯耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的光溫敏核不育單株；每代的 選擇中，實(shí)生株以耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的不育株為對(duì)象，入選的單株繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)多代單株系選，直至選育出純合穩(wěn)定的具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的水稻光溫敏核不育系；
3)鑒定:再通過人工氣候箱及自然生態(tài)環(huán)境對(duì)實(shí)生株作不育光溫臨界值的鑒定，育出的水稻品種即為可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系。
[0006]步驟I)所述的選種的方法是:通過用水稻品種(系)與無花粉型水稻光溫敏核不育系雜交，從雜交后代F2群體中選者具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的光溫敏核不育株。
[0007]步驟2)所述的雜交方法為:
(1)用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與不同基因型的水稻品種雜交，然后用步驟I)篩選出的水稻品種(系)作輪回親本，進(jìn)行回交育種；或
(2)用步驟I)篩選出的不同基因型的水稻品種(系)相互雜交(包括復(fù)交)；或
(3)用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與光溫敏核不育系雜交。
[0008]一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系N28S的選育方法，包括如下步驟:
1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系)N18S ；
2)雜交:用N18S和NR92雜交，以NR92作為輪回親本，進(jìn)行回交育種，連續(xù)回交2代后，開始選擇不育期長(zhǎng)而可育期結(jié)實(shí)率好的無花型不育株，留禾頭再生后選不育光溫臨界值低、耐低溫時(shí)間長(zhǎng)的再生株，再經(jīng)連續(xù)4代自交，選育出I個(gè)綜合性狀好的穩(wěn)定純合株系，定名為水稻品種(系)N28S ；
3)鑒定:將N28S的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N28S的實(shí)生株不育溫度臨界值為23.5° C，低溫誘導(dǎo)其由不育轉(zhuǎn)為可育日均溫21°C需8d以上，23°C需IOd以上。
[0009]用上述水稻品種(系)N28S選育低溫耐受無花型水稻光溫敏核不育系XlS的方法，包括如下步驟:
1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系)秈S ；
2)雜交:利用秈S與N28S雜交，從5代開始選無花粉不育時(shí)期長(zhǎng)的不育株，留禾頭再生后選結(jié)實(shí)率高的老株齡再生株，經(jīng)連續(xù)3代單株系選后選育出I個(gè)綜合性狀好的穩(wěn)定純合株系，定名為XlS ；
3)鑒定:將XlS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XlS的不育溫度臨界值約25°C，低溫誘導(dǎo)其由不育轉(zhuǎn)為可育日均溫21°C需5d以上，23°C需IOd以上。
[0010]本發(fā)明的主要特點(diǎn)是，一般的水稻光溫敏核不育系通過控制不育起點(diǎn)溫度來降低制種風(fēng)險(xiǎn)，而耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的水稻光溫敏核不育系除具光溫敏核不育基因外，還兼有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因，并強(qiáng)調(diào)耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的強(qiáng)度，即具耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的光溫敏核不育系中應(yīng)盡可能聚集較多的耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因，使這一特性強(qiáng)度較大，才更具有實(shí)用性。
[0011]如:新型無花粉型耐光溫敏核不育系，以N28S為例，與臨界溫度相當(dāng)?shù)牡鋽⌒团喟?4S相比，在廣州自然條件下穩(wěn)定不育期相差很大，培矮64S不育期一般在100 d左右，培矮64S—般在6月上中旬才能穩(wěn)定不育，未能滿足廣東早造安全制種的需要。而N28S則高達(dá)180d左右，5月中旬即可表現(xiàn)為穩(wěn)定的無花粉敗育，可以實(shí)現(xiàn)早制晚用。培矮64S經(jīng)3d21°C處理開始出現(xiàn)可育花粉，而N28S則需8d以上。這正是因?yàn)镹28S較培矮64S耐21 V以下低溫時(shí)間較長(zhǎng)引起的。目前對(duì)光溫敏核不育系制種風(fēng)險(xiǎn)概率統(tǒng)計(jì)大多數(shù)以持續(xù)低于臨界可育上限溫度的低溫3 d來計(jì)算，而對(duì)于如N28S這類對(duì)低溫持續(xù)時(shí)間不敏感的不育系，顯然可以選用更長(zhǎng)的連續(xù)低溫時(shí)間來計(jì)算，這樣其風(fēng)險(xiǎn)概率將大大降低。無花粉型不育系比典敗型不育系的敗育時(shí)期早，敗育程度徹底，花粉育性恢復(fù)難。因此，在無花粉不育系中更容篩選到耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系。在起點(diǎn)溫度相同的情況下，無花粉型不育系的不育性可能會(huì)更加穩(wěn)定，這可以大大降低異常低溫導(dǎo)致的制種風(fēng)險(xiǎn)。在廣東屬華南雙季稻區(qū)，可以充分利用光溫資源，加速資金周轉(zhuǎn)，降低貯運(yùn)成本，適宜實(shí)施一年二季制種，貝U “早制晚用，晚制早用”。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果:由于具耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的光溫敏核不育系，在相同的不育起點(diǎn)溫度下，能夠耐受更長(zhǎng)時(shí)間的低溫，其制種風(fēng)險(xiǎn)更低；當(dāng)耐受低溫時(shí)間達(dá)到一定程度以后，提高不育起點(diǎn)溫度1_2°C，仍能安全制種；解決了當(dāng)?shù)赝粚?shí)用型不育系不能同時(shí)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(shí)用型不育系需異地繁殖或冷灌繁殖的條件限制和麻煩。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(xiǎn)和節(jié)省大量繁制種以及新不育系選育的人力物力成本。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法進(jìn)一步說明。
[0014]實(shí)施例一:
一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系N28S的選育方法，包括如下步驟:
I)選種:不同基因型的無花型光溫敏核不育系中，選育出具明顯耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的無花型水稻溫光敏型核不育系N18S。N18S (農(nóng)墾58S*IR8606)是華南農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的秈型水稻光溫敏核不育系，NR92是常規(guī)稻品種。
[0015]2)雜交:N18S和NR92雜交，以NR92作為輪回親本連續(xù)回交2代后，再經(jīng)連續(xù)4代自交選育而成。回交后開始選擇不育期長(zhǎng)而可育期結(jié)實(shí)率好的無花型不育株，留禾頭再生后選不育光溫臨界值低、耐低溫時(shí)間長(zhǎng)的再生株，經(jīng)連續(xù)4代單株系選后選育出I個(gè)綜合性狀好的穩(wěn)定純合株系，定名為N28S。
[0016]3)鑒定:將N28S的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N28S的實(shí)生株不育溫度臨界值為23.5° C，低溫誘導(dǎo)其由不育轉(zhuǎn)為可育日均溫21 1:需8(1以上，23 1:需10(1以上，1998年在廣東進(jìn)行周年育性觀察，5月18日始穗后一直至11月5日均表現(xiàn)無花粉型敗育，可以早制晚用，且其無花粉敗育及耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性均可遺傳。 [0017]實(shí)施例二:
一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系XlS的選育方法，包括如下步驟:
I):選種:從常規(guī)水稻品種秈黃占中發(fā)現(xiàn)自然突變不育株選育得到新型無花粉型光溫敏核不育系秈S。秈S的無花粉敗育主要是減數(shù)分裂時(shí)期的異常引起的，經(jīng)鑒定起不育起點(diǎn)溫度為23.5°C的無花粉型溫敏核不育系，低溫誘導(dǎo)其由不育轉(zhuǎn)為可育日均溫21 1:需7d以上。
[0018]2)雜交:用秈S與實(shí)施例一得到的水稻品種N28S雜交，從5代開始選無花粉不育時(shí)期長(zhǎng)的不育株，留禾頭再生后選結(jié)實(shí)率高的老株齡再生株，經(jīng)連續(xù)3代單株系選后選育出I個(gè)綜合性狀好的穩(wěn)定純合株系，定名為X1S。
[0019]3)鑒定:將XlS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Xis的不育溫度臨界值約25°C，低溫誘導(dǎo)其由不育轉(zhuǎn)為可育日均溫21 V需5d以上，23 1:需10(1以上。在廣州早晚兩季可安全制種，并繁殖種子。說明XlS具有較多的耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因，是一個(gè)具明顯耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的水稻低溫敏型核不育系O
[0020]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系); 2)雜交:用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與不同基因型的水稻品種(系)雜交或相互雜交，通過基因的分離重組，從雜交后代中選擇具有明顯耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的光溫敏核不育單株；每代的選擇中，實(shí)生株以耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的不育株為對(duì)象，入選的單株繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)多代單株系選，直至選育出純合穩(wěn)定的具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的水稻光溫敏核不育系； 3)鑒定:再通過人工氣候箱及自然生態(tài)環(huán)境對(duì)實(shí)生株作不育光溫臨界值的鑒定，育出的水稻品種即為可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于，步驟I)所述的選種的方法是:通過用水稻品種(系)與無花粉型水稻光溫敏核不育系雜交，從雜交后代F2群體中選者具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫特性的光溫敏核不育株。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于，步驟2)所述的雜交方法為: (1)用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與不同基因型的水稻品種雜交，然后用步驟I)篩選出的水稻品種(系)作輪回親本，進(jìn)行回交育種；或 (2)用步驟I)篩選出的不同基因型的水稻品種(系)相互雜交(包括復(fù)交)；或 (3)用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與光溫敏核不育系雜交。
4.一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系N28S的選育方法,其特征在于,包括如下步驟: 1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系)N18S ； 2)雜交:用N18S和NR92雜交，以NR92作為輪回親本，進(jìn)行回交育種，連續(xù)回交2代后，開始選擇不育期長(zhǎng)而可育期結(jié)實(shí)率好的無花型不育株，留禾頭再生后選不育光溫臨界值低、耐低溫時(shí)間長(zhǎng)的再生株，再經(jīng)連續(xù)4代自交，選育出I個(gè)綜合性狀好的穩(wěn)定純合株系，定名為水稻品種(系)N28S ； 3)鑒定:將N28S的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N28S的實(shí)生株不育溫度臨界值為23.5° C，低溫誘導(dǎo)其由不育轉(zhuǎn)為可育日均溫21°C需8d以上，23°C需IOd以上。
5.用權(quán)利要求1所述水稻品種(系)N28S選育一種可耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫的光溫敏核不育系XlS的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長(zhǎng)時(shí)間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系)秈S ； 2)雜交:利用秈S與N28S雜交，從5代開始選無花粉不育時(shí)期長(zhǎng)的不育株，留禾頭再生后選結(jié)實(shí)率高的老株齡再生株，經(jīng)連續(xù)3代單株系選后選育出I個(gè)綜合性狀好的穩(wěn)定純合株系，定名為XlS ； 3)鑒定:將XlS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XlS的不育溫度臨界值約25°C，低溫誘導(dǎo)其由不育轉(zhuǎn)為可育日均溫21°C需5d以上，23° C需IOd以上。
【文檔編號(hào)】A01H1/04GK103960119SQ201310543951
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】邱振國(guó) 申請(qǐng)人:仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院