[發明專利]一種利用水稻基因組學技術快速精準選育三系水稻不育系的方法

有效

• 申請號: 201711484657.X
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108157165B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 韓斌;張從合;黃學輝;王慧;陳金節;蔣家月;馮旗;嚴志;方玉;王阿紅;黃艷玲
• 申請（專利權）人: 中國科學院分子植物科學卓越創新中心;安徽荃銀高科種業股份有限公司;上海師范大學;安徽開泰農牧科技股份有限公司
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

本發明公開了一種利用水稻基因組學技術快速精準選育三系水稻不育系的方法，該方法通過將常規育種與分子標記輔助篩選結合，有效剔除育性恢復基因，同時利用基于水稻全基因組測序的基因分型技術進行遺傳背景篩選，可篩選獲得遺傳背景更接近目標親本的不育系和對應的保持系。與現有技術相比，該方法大大縮短了保持系的改良世代和不育系的回交世代，僅4?5年就能精準選育出綜合性狀優良的三系水稻不育系。

技術領域

本發明涉及的是水稻育種技術領域，特別是涉及一種利用水稻基因組學技術快速精準選育三系水稻不育系的方法。

背景技術

目前雜交水稻育種實踐證明快速、精準選育高配合力、米質優、多抗、異交習性好的不育系，是育成強優組合的關鍵。多年來，中國三系雜交水稻因其高產穩產、制種生產相對安全，在中國及世界得到廣泛應用，對解決糧食安全問題起到至關重要的作用。然而三系水稻不育系育種因不育系為質核互作不育的遺傳性狀的條件限制，選育新的質源的保持系較為困難，目前主要采用常規技術，多數是進行保持系之間的雜交，雖然取得很大進展，但仍未能達到將現有的水稻恢復系及常規稻等新的優良基因及新材料在三系保持系和不育系上進行運用，突破的優質多抗的三系雜交稻的親本及組合市場嚴重缺乏，制約了三系雜交稻的進一步快速發展，不能滿足市場對優質多抗雜交稻的發展需要。三系雜交稻育種存在的主要問題有以下幾點：1、不育系育種年限較長；2、質核互作型不育，保持基因主要來源于早稻品種，國內多數新保持系選育為保持系和保持系雜交，品質相對較差和遺傳距離和血緣關系較近；3、與優質抗病恢復系及常規水稻等雜交選育過程中恢復基因剔除不干凈，難以選育成功；4、已應用于生產的不育系一般只具備1-2個優異性狀，具有綜合優異性狀的不育系欠缺；5、需要新的育種手段和方法。

隨著農業供給側結構的改革，突出稻米品質的重要性，而雜交水稻的稻米品質與其不育系有密切關系，因此急需加強優質三系不育系的遺傳改良；另一方面，在三系不育系的改良過程中，要使不育系的雄性不育性性狀得到保持，對保持系的要求非常嚴格，在育種實踐中由于恢復基因的干擾和保持系中保持基因是否存在等問題，對保持系的改良比較困難。

三系水稻不育系要實現目標克服上述問題，必須進行常規育種技術與現代高新技術相結合。現代生物技術的迅速發展特別是水稻全基因組測序的完成，使水稻不育系育種能從基因水平上進行操作。為快速、精準選育聚合綜合優異性狀的三系水稻不育系和保持系奠定了堅實的基礎。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種利用水稻基因組學技術快速精準選育三系水稻不育系的方法，旨在創新育種方法和手段，解決現有選育三系不育系的年限較長、遺傳距離較近、恢復基因剔除不干凈、綜合優良性狀聚合不夠等問題。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種利用水稻基因組學技術快速精準選育三系水稻不育系的方法，包括如下步驟：

(1)以待改良的水稻保持系為母本1，以含有目標性狀的水稻恢復系為父本1，進行常規有性雜交后，與父本1回交一次，獲得的BC1F1代再自交一次，獲得BC1F2代分離群體，其中所述的目標性狀指的是母本1所沒有的待改良的優良性狀；

(2)對步驟(1)的BC1F2代分離群體進行田間單株選擇，擇優選擇含有父母本雙親優良性狀的單株進行混收，并種植BC1F2代混選株系群體種子，得到BC1F3群體；

(3)以水稻恢復系所含的育性恢復基因作為分子標記篩選基因，對步驟(2)的BC1F3群體進行分子標記篩選，選擇不含所述育性恢復基因的單株套袋并自交，同時利用二代全基因組測序技術對自交單株及父母本1進行全基因組測序和基因型分析，篩選含有雙親優良基因、遺傳背景更接近父本1、田間農藝性狀優良且柱頭外露率高的穩定優良單株進行收種；