[發(fā)明專利]非洲栽培稻基因滲入恢復(fù)系和部分種間雜交水稻選育方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210375198.2
• 申請(qǐng)日: 2012-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN103704123A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳德明;阿們;段志杰;賀文闖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A01H1/02
• 分類號(hào): A01H1/02;A01H1/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于作物雜種優(yōu)勢(shì)利用的技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種利用非洲栽培稻與普通栽培稻秈稻進(jìn)行種間雜交和復(fù)(回)交選育具有非洲稻基因的基因滲入恢復(fù)系，并以該基因滲入恢復(fù)系為父本選配新型部分種間雜交稻的方法。

背景技術(shù)

雜種優(yōu)勢(shì)（Heterosis）這一現(xiàn)象最早由Shull于1908年提出，用以描述遺傳基礎(chǔ)不同的兩個(gè)親本間雜交產(chǎn)生的雜種F₁在某些性狀上或綜合表現(xiàn)上較雙親表現(xiàn)優(yōu)秀的現(xiàn)象。雜種優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在生長(zhǎng)勢(shì)和營(yíng)養(yǎng)體、抗逆性和適應(yīng)性、生理功能、產(chǎn)量因素、品質(zhì)和生化表現(xiàn)等方面。它在各類作物遺傳育種中均具有非常重要的地位。德國(guó)植物學(xué)家Koeireuter研究在對(duì)煙草等植物的研究中描述了雜種優(yōu)勢(shì)的存在。蓋特納、達(dá)爾文（1877）和孟德爾（1866）在各自的試驗(yàn)中也都證實(shí)了雜種優(yōu)勢(shì)的存在。

Jones（1926）最早報(bào)道了水稻中存在雜種優(yōu)勢(shì)。隨后，印度，日本，美國(guó)，中國(guó)等國(guó)的科學(xué)家開始投入水稻雜種優(yōu)勢(shì)的研究與利用。袁隆平等1964年開始在我國(guó)進(jìn)行水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用研究，1973年我國(guó)實(shí)現(xiàn)了秈型雜交稻的三系配套，1975年實(shí)現(xiàn)了粳稻的三系配套，1976年雜交水稻在生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)了大面積推廣，迄今生產(chǎn)上推廣利用的雜交水稻品種主要是秈稻品種間雜交稻，粳稻品種間雜交稻也有一定面積。80年代以后，水稻秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的利用研究受到重視，近年推廣的超高產(chǎn)秈稻雜交稻品種中，有些品種的親本之一有粳稻親緣或具有粳稻基因，可視為部分亞種間雜交稻。

水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用可分為三個(gè)發(fā)展階段，即品種間雜種優(yōu)勢(shì)利用，亞種間雜種優(yōu)勢(shì)利用及遠(yuǎn)緣雜種優(yōu)勢(shì)利用（楊守仁，1996）。我國(guó)目前雜種優(yōu)勢(shì)利用仍處于前二個(gè)發(fā)展階段，其中第一個(gè)發(fā)展階段，即秈稻或粳稻品種間雜種優(yōu)勢(shì)利用的技術(shù)已經(jīng)成熟；第二個(gè)發(fā)展階段，即秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)利用，由于廣親和基因的研究利用也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步；而對(duì)于第三個(gè)發(fā)展階段，即遠(yuǎn)緣雜種優(yōu)勢(shì)利用，迄今開展的具體研究很少，此前尚無(wú)人提出系統(tǒng)的遠(yuǎn)緣雜交稻育種途徑和方法。

稻屬（Oryza）包括23個(gè)物種，其中兩個(gè)為栽培種，即普通（亞洲）栽培稻（Oryza?sativa）和非洲栽培稻（Oryza?glaberrima），兩個(gè)栽培稻種分別在亞洲和非洲地區(qū)由不同的野生稻祖先種馴化起源，均具有AA染色體組。目前全球范圍內(nèi)種植的水稻主要是普通栽培稻，包括秈稻和粳稻兩個(gè)亞種。在普通栽培稻1000多年前由亞洲引種到非洲后，非洲稻的原始種植區(qū)域逐步被更高產(chǎn)的普通栽培稻品種取代，并衍生發(fā)展出大量普通栽培稻的非洲地方品種。目前非洲栽培稻僅作為旱稻有零星種植，非洲栽培稻具有較強(qiáng)的抗逆性。育種學(xué)家期望把非洲栽培稻的優(yōu)良性狀引入普通栽培稻進(jìn)行水稻遺傳改良，但普通栽培稻與非洲栽培稻間存在生殖隔離，種間雜交困難且F1代表現(xiàn)為雄性不育。20世紀(jì)90年代,西非水稻發(fā)展協(xié)會(huì)(WARDA)的Monty?Jones等利用胚拯救技術(shù)獲得種間雜交F1種子,再與普通栽培稻品種進(jìn)行回（復(fù)）交，由其后代選育成穩(wěn)定的新型純系品種,命名為非洲新稻（NERICA），在非洲推廣應(yīng)用。徐鵬等（2005）研究表明通過(guò)兩次回交,再自交2-3代,種間雜種不育的障礙基本可得到克服,并可引入非洲栽培稻的有利基因，并通過(guò)該法成功將非洲稻基因引入云南粳稻。也有研究表明利用同源四倍體水稻為橋梁，更容易將非洲栽培稻的遺傳物質(zhì)引入普通栽培稻（梁芳等，2004）。上述研究的目的均是通過(guò)種間雜交導(dǎo)入非洲栽培稻的有利基因進(jìn)行普通栽培稻常規(guī)品種的遺傳改良。

胡鳳益等（2002）報(bào)道了兩個(gè)栽培稻種間雜種具有較強(qiáng)的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，普通栽培稻秈稻與非洲栽培稻種間雜交比秈粳亞種間雜交顯著提高分蘗期的單株干重及單株莖蘗數(shù)，而粳稻與非洲栽培稻種間雜交是除秈粳雜交外的另一條增加生物產(chǎn)量的重要途徑。由于種間雜種的高度不育，此前尚無(wú)關(guān)于兩個(gè)栽培稻種間雜種谷物產(chǎn)量?jī)?yōu)勢(shì)的研究報(bào)道。發(fā)明人的研究團(tuán)隊(duì)最近首先報(bào)道了利用具有非洲稻基因的基因滲入恢復(fù)系選配的幾個(gè)部分種間雜交稻組合具有產(chǎn)量潛力（單穗谷重）的超親優(yōu)勢(shì)（Adedze?Y.M.Nevame,etc.,2012）。

發(fā)明內(nèi)容