一种光温敏感型雄性核不育水稻的培育方法技术

本发明专利技术涉及一种光温敏感型雄性核不育水稻种质的选育方法，属于水稻杂种优势利用领域。利用光温敏感型核不育水稻的核不育基因呈隐性表达特性和采用常规水稻品种的育种思路，在雄性不育性表达的条件下，在核不育水稻选育的Ｆ↓［２］世代至综合农艺经济性状尚有分离的Ｆ↓［Ｎ］世代，在有雄性不育株分离的群体中选育具有目标性状的雄性可育单株，在综合农艺经济性状基本稳定的Ｆ↓［Ｎ＋１］世代选育雄性不育单株；在Ｆ↓［Ｎ＋１］世代选育的雄性不育单株，置于雄性恢复可育表达的条件下，可进行繁殖该核不育水稻种子。采用本发明专利技术育成的光温敏感型核不育水稻较传统方法的育种周期缩短近１倍，针对重要农艺经济性状的育种效率可大幅度提高，育种成本可大幅度降低。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光温敏感型雄性核不育水稻种质的培育方法，属于水稻杂种优势利用

技术介绍
目前国内外籼型水稻杂种优势利用的主要途径包括基于核质互作如野败型或红莲型的三系法(不育系、保持系、恢复系)和基于光温敏感条件的两系法。自1973年我国在世界上首先实现籼型杂交水稻三系配套以来，我国在水稻杂种优势利用研究领域一直保持世界领先水平。在上世纪70年代和80年代，我国生产上汕优系统和威优系统三系杂交水稻得到快速发展；在上世纪90年代，我国汕优、威优、冈优、II优、优优、博优和协优系统的共计上百个三系法杂交水稻组合在生产上覆盖了全国大部分籼稻区。近几年我国杂交稻常年种植面积约为1500多万公顷，大约90％以上采用三系法杂交稻组合。目前虽然三系法杂交稻利用仍是我国水稻生产上最重要的水稻杂种优势应用技术，但同时三系杂交水稻尚存在几个方面重要问题长期没有得到解决。其一是生产上种植的三系杂交稻组合普遍存在着稻米品质较差的问题。虽然国内许多水稻育种家已历经数十年之久试图改变这种状况，但由于在现有改良型稻种资源中严重缺乏具有保持特性的优质资源，以及由于三系不育系改良存在育种周期长等因素，从而制约了三系杂交稻品质改良的育种步伐；其二是由于受恢保关系的制约，近十多年育成的三系杂交稻组合的增产潜力愈来愈小；其三是我国生产上推广的三系杂交稻普遍携带有野败类型雄性不育细胞质源，造成雄性不育细胞质源过于单一化。 两系法杂交稻应用技术是我国继实现三系法杂交稻成功应用于生产之后所独创的又一种水稻杂种优势利用技术。该项技术的基础是湖北光温敏感核不育水稻种质农垦58S的发现。与三系法比较，两系法杂交稻具有不受恢保关系限制，即核不育水稻可以与大量常规稻品种杂交，使不育系实现育性恢复可育，即可自由配组，因而在理论上更易获得强优势杂交稻组合；同时两系法杂交稻组合的推广应用又可从根本上解决三系法杂交稻长期存在的雄性不育细胞质源过于单一化的隐患问题。 然而，传统的选育方法主要是以核不育株为选择目标，通过多代系统选育法获得两系法光温敏感型核不育系。其存在如下严重的技术缺陷其一是育种周期长，1个两系核不育系育成通常需至少8～9年。即一般在每2个生长季节只能完成1个选育世代在第一个生长季节在不育条件下选育核不育水稻单株，然后在第二个生长季节把在第一个生长季节中选的不育单株的禾头搬至可育条件下，再生进行自交繁殖；其二是传统的方法对除不育性之外的众多农艺经济性状不能进行有效选择，因而育成的绝大多数光温敏感型核不育水稻存在生长后期上部功能叶转色不畅、功能叶早衰、穗基部存在严重两段灌浆现象、籽粒灌浆充实不良、稻米外观品质差等严重问题。
技术实现思路
本专利技术针对传统两系不育系选育方法存在的问题，提出一种新的两系光温敏感型核不育水稻种质的选育方法。不仅可以使传统的两系不育系选育方法的育种周期缩短近1倍；而且可以大大提高两系不育系的育种效率，尤其是可有效地克服传统方法选育出的两系不育系普遍存在的诸如生长后期上部功能叶转色不畅且易早衰、茎秆抗倒性差、两段灌浆问题、籽粒充实不良、糙米外观品质不佳等问题；同时由于新方法在大多数育种世代均无需进行异地繁育，因而其育种成本又可大大降低。 本专利技术的技术方案是利用光温敏感型核不育水稻的核不育基因呈隐性表达特性和采用常规水稻品种的育种思路，在除雄性育性性状外其它农艺经济性状尚未稳定的FN世代重点选育雄性育性呈杂合状态的雄性可育目标单株，而选育出的目标单株的雄性育性性状是否呈杂合状态是根据FN+1世代种植是否存在雄性育性性状分离来判断。在FN+1世代淘汰无雄性育性分离的株系，在有雄性育性分离的株系(即FN世代选出的目标单株的雄性育性性状是呈杂合状态)继续选育雄性可育目标单株。采用此方法直至诸如株叶型性状、抽穗期性状、上部功能叶转色性状、粒形性状、糙米外观品质性状等重要农艺经济性状基本稳定的世代，再在具有雄性育性性状分离的高世代目标株系中选育目标雄性不育单株，在FN+1世代选育的雄性不育单株置于育性表达的条件下繁殖核不育水稻种子，从而育成新的光温敏感型雄性核不育水稻种质。 根据上述技术原理，1997年早季在广州以携带有隐性光温敏感型核不育基因的籼稻种质“超级97”与另一个野败型籼稻恢复系“明七596”杂交，晚季种植F1代。1998年早季种植F2代，在F2代群体中发现有雄性不育单株分离，从F2代1300多个单株中选择13个具有目标农艺经济性状的雄性可育单株。1998年晚季种植13个F3代株系，其中有2个株系出现了雄性不育单株分离。在成熟期，从1个有雄性不育株分离的株系选育了2个目标单株。采用相同的方法，从1999年早季至2001年晚季，每年均种植2个选育世代。在2001年晚季，选育世代至F8代。该F8世代株系在抽穗期、株高、株叶型、粒形等重要农艺经济性状上已基本稳定，于是从一个有雄性不育株分离的群体选育了3个目标雄性不育单株。其中2个雄性不育单株表现稃尖和柱头均为紫色，另1个表现稃尖为秆黄色、柱头为白色。2001年冬季将这3个雄性不育单株的禾头运至海南省三亚市本单位育种基地，在低温短日的光温条件下种植再生，于2002年3月初再生的禾头抽穗开花散粉正常，雄性恢复可育，至此将具有紫色稃尖和紫色柱头的低温敏感型核不育系定名为“粤光S”，将具有秆黄色稃尖和白色柱头的低温敏感型核不育系定名为“粤光2S”。 “粤光S”除了具有在高温长日条件下表现完全雄性不育、在低温短日或冷水灌溉条件下表现雄性可育特性外，还具有以下主要特征特性 1.秆粗壮，抗倒性强； 2.叶色淡绿，生长后期上部功能叶挺直，且转色好，不早衰； 3.叶片长度中，叶片宽度中； 4.叶片曲度为平展； 5.柱头和稃尖均为紫色； 6.谷粒壳色为秆黄色； 7.穗大，着粒密； 8.粒形长大，千粒重约为24.5～25.5克； 9.稻米品质优，垩白米率和垩白度低，直链淀粉含量16％左右，胶稠度60～70mm，饭味软； 10.以该不育系配制的两系法杂交稻组合结实率高，无明显两段灌浆现象。 “粤光2S”除了具有在高温长日条件下表现完全雄性不育、在低温短日或冷水灌溉条件下表现雄性可育特性外，还具有以下主要特征特性 1.秆粗壮，抗倒性强； 2.叶色淡绿，生长后期上部功能叶挺直，且转色好，不早衰； 3.叶片长度中，叶片宽度中； 4.叶片曲度为平展； 5.柱头为白色，稃尖为秆黄色； 6.谷粒壳色为秆黄色； 7.穗大，着粒密； 8.粒形长大，千粒重约为24.5～25.5克； 9.稻米品质优，垩白米率和垩白度低，直链淀粉含量16％左右，胶稠度60～70mm，饭味软； 10.以该不育系配制的两系法杂交稻组合结实率高，无明显两段灌浆现象。 采用同样原理和技术路线，于2001春在海南省三亚市以光温敏感型核不育水稻种质“培矮64S”与“粤光S”温烫杂交，于2005年春季育成另外2个光温敏感型核不育水稻种质“粤光3S”和“粤光4S”。 “粤光3S”除了在高温长日条件下表现完全雄性不育、在低温短日或冷水灌溉条件下表现雄性可育外，也还具有如下主要特征特性 1.秆粗壮，抗倒性强； 2.叶色浓绿，生长后期上部功能叶挺直，且转色好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光温敏感型雄性核不育水稻种质的培育方法，采用系统选育法，其中至少有一个亲本是携带有水稻光温敏感型核不育基因，其特征在于：在雄性不育性表达的条件下，在核不育水稻选育的Ｆ↓［２］世代至综合农艺经济性状尚有分离的Ｆ↓［Ｎ］世代，在有雄性不育株分离的群体中选育具有目标性状的雄性可育单株，在综合农艺经济性状基本稳定的Ｆ↓［Ｎ＋１］世代选育雄性不育单株；在Ｆ↓［Ｎ＋１］世代选育的雄性不育单株置于育性表达的条件下繁殖核不育水稻种子。

【技术特征摘要】
1、一种光温敏感型雄性核不育水稻种质的培育方法，采用系统选育法，其中至少有一个亲本是携带有水稻光温敏感型核不育基因，其特征在于在雄性不育性表达的条件下，在核不育水稻选育的F2世代至综合农艺经济性状尚有分离的FN世代，在有雄性不育株分离的群体中选育具有目标性状的雄性可育单株，在综合农艺经济性状基本稳定的FN+1世代选育雄性不育单株；在FN+1世代选育的雄性不育单株置于育性表达的条件下繁殖核不育水稻种子。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于FN为7至10个世代。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于雄性不育性表达的条件为高温长日条...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传国，梁世胡，宋进昌，
申请(专利权)人：广东省农业科学院水稻研究所，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]