[發明專利]利用核質互作型雄性不育系的次要恢復基因進行雜交作物育種的方法

無效

• 申請號: 200610072717.2
• 申請日: 2006-04-07
• 公開（公告）號: CN101049082A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 李新奇;趙昌平;袁隆平
• 申請（專利權）人: 湖南雜交水稻研究中心;北京市農林科學院
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/06;A01H1/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳華

技術領域

本發明涉及植物育種領域，具體地，本發明涉及一種利用核質互作型雄性不育系的次要恢復基因進行雜交作物育種的方法。

背景技術

人們早已發現各主要農作物的雜種優勢現象，并且將其廣泛用于玉米、高粱、水稻、油菜等農作物生產實際中。現有農作物雜種優勢的利用方式有較多缺陷，選育實用的優良組合難度大，影響了雜種優勢潛力的發揮。主要作物中小麥，棉花，大麥，大豆等幾乎還沒有利用雜種優勢。提高配合力，降低種子生產成本，提高強優組合的選育效率，是農作物雜種優勢利用研究的發展方向。

三系法是利用雜種優勢的重要途徑。雜交制種中的三系包括：核質互作型雄性不育系，保持系和恢復系。在自然界中核質互作雄性不育類型非常豐富，植物進化過程中由于生殖隔離等原因，種間，亞種間，甚至品種間雜交等都能產生細胞質核互作雄性不育。一般來說，質的提供親本和核的提供親本遺傳距離小的不育細胞質，難找到保持系，它們的不育系大多敗育不徹底，難以得到利用。質的提供親本和核的提供親本遺傳距離大的不育細胞質，易找到完全不育保持系，但一般難以恢復，配組欠自由。有很多不育細胞質由于難找到完全恢復系，不能配出結實正常組合，沒能得到利用。如普通小麥T型核質互作型雄性不育系，盡管它們敗育徹底，不育系容易選育。

影響核質互作型雄性不育性育性恢復的基因有主效恢復基因和次要恢復基因。水稻野敗核質互作型雄性不育系的主效恢復基因有兩個，T?S?Bharaj將它們定位于水稻第7和第10染色體上。恢復系中，主效基因和次要恢復基因共同作用能夠使核質互作型雄性不育系育性恢復為可育。缺乏次要恢復基因或者次要恢復基因作用弱的恢復系的育性恢復能力差。

核質互作型雄性不育系是目前水稻雜種優勢利用的主要遺傳工具。所配雜交水稻在中國種植面積接近水稻種植面積的50％。對水稻核質互作型雄性不育系的基本要求是：不育性穩定，敗育徹底，受環境條件影響小，花粉不育度＞99.5％；開花習性良好，柱頭大而外露，張穎角度大、時間長，花時集中；一般配合力強；株葉型好，抗性和米質好。目前可利用的優良的水稻核質互作型雄性不育系有限，不育系間遺傳差異小，類型相似。難以將存在于各種水稻核質互作型雄性不育系中的優良性狀綜合在一起，導致現有優良雜交水稻組合的產量，適應性、抗病蟲性、稻米品質等不能滿足各地對水稻生產的不同要求。高產優質的雜交粳稻組合和適合長江流域作雙季早稻的早中熟組合較缺乏。

核質互作型雄性不育導致不育系開花習性變差，花時推遲，許多不開穎、時間分散，花時不集中，柱頭活力下降。敗育程度越高，則開花習性越差，而且更難恢復。敗育不徹底的不育系開花習性影響較小，一般表現開花較早，花時集中，開穎好，相對容易恢復。生產上，敗育不徹底的核質互作型雄性不育系II-32A、協青早A、川香29A等都具有優良的開花習性。協調不育系不育穩定性、開花習性、和可恢復性是水稻核質互作型雄性不育系選育的一個主要問題。

生產上一個優良核質互作型雄性不育系由于繁殖面積大，其保持系容易流失，育種單位的知識產權難以保護，不育系繁殖的保密工作也非常重要。

我們的在研究中發現，水稻野敗核質互作型雄性不育系做母本與恢復系雜交，后代中的完全可育株系的育性恢復能力一般僅表現為部分恢復，或者完全無恢復能力，這種“同質恢法”選育恢復系效果不佳；某些與水稻野敗核質互作型雄性不育系雜交產生完全不育F₁的親本，并不是保持系，用這種傳統的鑒定保持系的方法是不準確的，將這些親本的細胞核完全回交到不育細胞質中，后代表現為完全雄性可育。我們進一步發現上述現象是由于許多次要恢復基因的遺傳表現隱性、不完全隱性；次要恢復基因在純合狀態下的效應高于雜合狀態下的效應的結果。雜合的次要恢復基因可能不表達或者對提高花粉可育度作用很小；純合的次要恢復基因具有顯著提高花粉可育度的作用。

發明內容

本發明的發明人為了解決目前雜種優勢利用中存在的核質互作型雄性不育系可恢復性欠佳，異交習性欠理想，雜交種花粉可育度較低以及結實受環境影響較大，和不育系的保密問題而提出并完成本發明。

本發明的目的是提供一種利用核質互作型雄性不育系的次要恢復基因進行雜交作物育種的方法。

根據本發明的利用核質互作型雄性不育系的次要恢復基因進行雜交作物育種方法包括以下步驟：

1)選取核質互作型雄性不育系A、其保持系B、和恢復系R；

2)制備保持系B的具有次要恢復基因的近等基因系B’；

3)A與B’雜交，并鑒定出完全雄性不育的A/B’F₁；