[發(fā)明專利]一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法

在審

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• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106857231A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚炎寧;段美娟;袁定陽;徐秋生;胡忠孝;高揚;盛夏冰;許可
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南雜交水稻研究中心
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所11569
• 代理人: 王加貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水稻雜種優(yōu)勢利用領(lǐng)域，具體涉及一種水稻的育種方法。

背景技術(shù)

水稻的雜種優(yōu)勢利用取得了巨大成功，雜交水稻(即兩個水稻品種的雜交F1代)一般比常規(guī)水稻增產(chǎn)10％-15％，但雜交種的制種產(chǎn)量較低，生產(chǎn)成本過高，過高的雜交水稻種子價格制約了雜交水稻的發(fā)展。水稻的F2代，即雜交種的自交后代群體，其產(chǎn)量一般低于F1，但普遍高于雙親(增產(chǎn)幅度一般為5-10％)，同樣具有潛在的利用價值。從長遠來看，對F2代的利用能大幅度提高制種產(chǎn)量(是F1代制種產(chǎn)量的80-100倍)，顯著降低生產(chǎn)成本，更好地協(xié)調(diào)成本與效益之間的矛盾。

F2的優(yōu)勢利用需要依賴高效的F1生產(chǎn)體系；大規(guī)模生產(chǎn)F1需要親本一方為花粉徹底敗育的雄性不育系(稱為“母本”)，親本另一方為育性正常的恢復(fù)系(稱為“父本”)。化學(xué)殺雄法和遺傳繁育法是獲得雄性不育系的兩種主要途徑；化學(xué)殺雄法是使用化學(xué)產(chǎn)品殺死花粉，獲得不育系；利用化殺法制備F2群體的優(yōu)點是F2群體不會出現(xiàn)不育株，但缺點是因分蘗發(fā)育不同步，導(dǎo)致化學(xué)殺雄法難以徹底殺死所有花粉，從而影響母種(即F1種子)的種子純度。遺傳繁育法是借助遺傳控制體系來實現(xiàn)雄性不育系的繁殖；目前，能實現(xiàn)遺傳繁殖的雄性不育系主要包括質(zhì)核互作型雄性不育系和正向光溫敏型雄性不育系；利用這兩類不育系來制備F2群體的優(yōu)點是母種純度有保障，缺點是F2群體中會分離出高比例的不育株(若不育性受1對隱性基因控制，則不育株率占F2群體的25％)，降低群體產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法，通過利用反向溫敏雄性不育系RMS(高溫下可育，低溫條件下不育)作為創(chuàng)制F2群體的母本，將其制備的F2群體在長江流域作為中稻種植后，該區(qū)域溫度處于F2群體育性敏感期的可育溫度范圍內(nèi)，從而消除了群體中的不育株，充分發(fā)揮了水稻的F2群體優(yōu)勢。

本發(fā)明具體的技術(shù)方案如下：

一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法，包括以下步驟：在反向溫敏雄性不育系的育性敏感期溫度低于26℃時，利用反向溫敏雄性不育系的不育特性，以反向溫敏雄性不育系(RMS)作為母本，以恢復(fù)系(NR)作為父本進行雜交或制種，獲得RMS/NR的F1雜交種；然后，通過安排合理播插期，在隔離條件下讓F1雜交種自交繁殖，收獲F2種子；測試F2群體的生育期、豐產(chǎn)性和適應(yīng)性，篩選適宜在長江流域作中稻種植的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型F2群體。該群體因剔除了不育單株，確保了優(yōu)勢的發(fā)揮。

在本發(fā)明中，所述反向溫敏雄性不育系為雁農(nóng)S或由雁農(nóng)S轉(zhuǎn)育而來的高育性轉(zhuǎn)換溫度型反向溫敏雄性不育系。該反向溫敏雄性不育系在育性敏感期溫度高于30℃時，其花粉育性正常，表現(xiàn)為可育，能自交結(jié)實，用于繁殖；當育性敏感期環(huán)境溫度低于26℃時，反向溫敏雄性不育系花粉敗育，表現(xiàn)為不育，結(jié)實率接近0％，用于制種。

優(yōu)選的，本發(fā)明的育種方法中還包括在育性敏感期溫度高于30℃時，對反向溫敏雄性不育系種子進行自交繁殖的步驟。

其中，反向溫敏雄性不育系的育性敏感期為幼穗分化發(fā)育的第四至六期。實現(xiàn)“RMS的育性敏感期溫度高于30℃”的理想條件是，在湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等地將所述反向溫敏雄性不育系的幼穗分化第四至六期安排在6月中旬至8月下旬。

本發(fā)明的恢復(fù)系(NR)的花粉可育、能正常自交結(jié)實，生產(chǎn)上已經(jīng)應(yīng)用或未應(yīng)用的可育水稻，包括三系恢復(fù)系、兩系恢復(fù)系、優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻及其他正常可育水稻資源都可以作為恢復(fù)系使用。

優(yōu)選生產(chǎn)出的F1雜交種還包括篩選步驟：篩選與長江流域中稻的生育期相當，綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的雜交組合F1。

實現(xiàn)“F1雜交種自交繁殖”的理想條件是通過適當調(diào)整播差期，使F1在28～32℃的外界環(huán)境溫度條件下(如湖南、江西等地的8月中旬至9月上旬)抽穗，以避開極端高溫或低溫天氣，提高種子產(chǎn)量；同時，通過物理隔離或錯開花期等手段，避免其他品種花粉竄入而影響種子純度。

獲得所述F1的自交繁殖種子后，還包括對F2群體進行不同生態(tài)區(qū)域的品比試驗以測試F2群體的生育期、豐產(chǎn)性和適應(yīng)性，具體試驗程序執(zhí)行由農(nóng)業(yè)部制定的長江流域中稻品比試驗方案或由長江中游省份包括湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等制定的中稻品比試驗方案，篩選適宜在長江流域作中稻種植的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型F2群體。其中，品比試驗的區(qū)試對照采用長江流域常規(guī)種植的水稻。