紅蓮型雜交粳稻選育方法
2023-09-24 01:59:25 2
專利名稱：紅蓮型雜交粳稻選育方法
技術領域：
本發明屬於生物和現代農業技術領域的應用技術，適用於三系法粳稻雜種優勢利用。
背景技術：
我國雜交秈稻種植面積約佔秈稻總種植面積的80%,以推廣三系雜交稻為主，其中以 利用野敗型不育係為多，紅蓮型不育系也少有應用。雜交粳稻推廣面積較小，僅佔粳稻總 種植面積的3%，以利用BT型不育係為主。野敗型、紅蓮型和BT型3種胞質不育系的恢 保關係不同、花粉敗育時期及特徵不同、育性遺傳方式不同，通常被認為是3種代表類型。
野敗型不育系是以1970年袁隆平的合作者李必湖在海南崖縣發現花粉敗育的普通野生 稻為契機，江西顏隆安、湖南袁隆平用秈稻品種珍汕97、 二九南1號為父本與其雜交和回 交，於1972年育成了珍汕97A、 二九南1號A，以後利用其細胞質轉育的一系列不育系被 稱為野敗型不育系。野敗型不育系花粉敗育發生在單核期，花粉呈不規則形的典型敗育， 稱為典敗，以其不育性穩定而得以在雜交秈稻生產利用中佔主導地位。
紅蓮型不育系是由武漢大學朱英國以海南紅芒野生稻為母本與早秈品種蓮塘早雜交和 回交，於1974年育成蓮塘早A，以後利用該細胞質轉育的一系列不育系被稱為紅蓮型不育 系。紅蓮型不育系敗育發生在二核期，花粉呈圓形，無澱粉粒充實，稱為圓敗，利用其配 制的雜交秈稻在生產上也佔有一定面積。
BT型不育系是日本琉球大學新城長有用印度春秈Chinsurah BoroII為母本與中國粳稻 臺中65雜交和回交，於1966年育成了臺中65A,以後利用該細胞質轉育的一系列不育系被 稱為BT型不育系。1972年BT型不育系臺中65A (BT-C)引入我國後，首先由湖南省農 科院轉育成BT型黎明A;遼寧省農科院楊振玉通過秈粳雜交將秈稻IR8的恢復基因引入粳 稻，於1976年育成C57等C系統恢復系，從而實現了粳"三系，，配套，雜交粳稻黎優57首 先在東北推廣應。自此以後，BT型不育系成為我國粳稻雜種優勢利用最主要的不育系類型。
長期以來，育種家育成的BT型雜交粳稻組合不少，但推廣應用速度緩慢，重要原因之 一是BT型粳稻不育系不育性不如野敗型不育系穩定，常常影響制種純度，許多種子公司怕 承擔一定的生產經營風險。BT型粳稻不育系花粉敗育發生在三核期，有澱粉粒充實，用I-KI 可染色，稱為染敗，不育性不如野敗型秈稻不育系穩定，遇高溫常發生自交結實，使雜種 Fi中出現大量不育株。自交結實現象在江蘇、安徽、上海、遼寧、寧夏等省、巿、區的BT 型不育系中普遍存在。同時，目前生產上雜交粳稻單一利用BT型不育細胞質還存在著非常 大的潛在風險，玉米T型細胞質雜種大面積感染小斑病T小種已有前車之鑑。
鑑於以上原因，我國不少水稻育種家試圖將秈稻野敗型不育細胞質轉移到粳稻中，以 克服BT型不育系不育性不穩定的缺點。遺憾的是雖育成許多野敗型粳稻不育系，但這類不
育系存在兩大缺陷， 一是開花習性明顯變劣，二是很難找到強恢復源。因此，尋求雜交粳 稻育種可利用的其它細胞質源，解決雜交粳稻BT型不育系不育性不夠穩定和細胞質單一的 問題顯得很有必要。
發明內容
本發明的目的是通過選育紅蓮型粳稻不育系和恢復系，實現紅蓮型粳稻三系配套，培 育紅蓮型雜交粳稻，以解決目前生產上雜交粳稻BT型不育系不育性不夠穩定及細胞質單一 的問題。
本發明所採用的技術方案是 一種紅蓮型雜交粳稻的選育方法，是將秈稻紅蓮型不育 細胞質導入粳稻品種，選育紅蓮型粳稻不育系及其相應的紅蓮型粳稻恢復系，再利用紅蓮 型粳稻不育系與紅蓮型粳稻恢復系配製紅蓮型雜交粳稻。
該育種方法共有3個程序
(1) 轉育紅蓮型粳稻不育系。根據核置換原理，用選定的粳稻目標親本作父本與紅蓮 型細胞質的秈稻不育系雜交並連續多代回交，直至各基本性狀與原選定親本同型，且不育 性穩定，即育成紅蓮型粳稻不育系，原親本即是該不育系的保持系。在已育成紅蓮型粳稻 不育系的基礎上，可以直接利用已育成的紅蓮型粳稻不育系來轉育新不育系。所說的粳稻 目標親本，可以是粳稻廣親和品種，相應地，育成紅蓮型粳稻廣親和不育系。
(2) 選育紅蓮型粳稻恢復系。選育紅蓮型粳稻恢復系可通過測交篩選或雜交選育的方 法進行。
測交篩選紅蓮型粳稻恢復系利用已轉育成的紅蓮型粳稻不育系與現有BT型粳稻恢復 系廣泛測交，通過鑑定測交Fi的小穗育性，篩選測交F"J、穗育性符合雜交稻育種應用標準 的相應親本直接作為紅蓮型粳稻恢復系。
雜交選育紅蓮型粳稻恢復系雜交選育的方法有兩個，測交篩選是必須的手段。
方法1 用篩選到的紅蓮型粳稻恢復系與綜合性狀好的優良粳稻親本雜交，通過多個 世代的選擇和穩定，在適當世代用紅蓮型粳稻不育系與被選單株測交，鑑定測交F,的小穗 育性，即通過測交篩選，從中選育新的紅蓮型粳稻恢復系。
方法2 由於秈稻中的恢復源更為廣泛，可以利用轉育的紅蓮型粳稻廣親和不育係為 母本與現有野敗型秈稻恢復系、紅蓮型秈稻恢復系或秈稻品種測交，篩選對紅蓮型粳稻廣 親和不育系具有正常恢復力的秈稻資源，然後與粳稻品種雜交。考慮到秈、粳雜種的不親 和性，雜交用的粳稻親本最好為廣親和品種，雜交方式最好採用復交或回交的方式，以提 高選育的成功率。然後對雜種後代用測交篩選的方法，從中選育新的紅蓮型粳稻(或偏粳) 恢復系。
(3) 選配紅蓮型雜交粳稻。利用已轉育成的紅蓮型粳稻不育系與紅蓮型粳稻恢復系廣 泛配組，篩選結實性好、優勢強符合生產應用標準的雜交粳稻組合。
本發明選育的紅蓮型粳稻不育系不育性比BT型不育系更加穩定，可以解決目前生產上
雜交粳稻BT型不育系不育性不夠穩定及細胞質單一的問題。本發明科學合理，實用性能好。
圖1是紅蓮型雜交粳稻選育方法的流程圖。 圖2是同核異質不育系單穗開花動態示意圖 圖3是同核異質不育系日開花動態示意圖。
其中B、 BTA、 HLA和WAA分別代表保持系、BT型不育系、HL型不育系和WA型 不育系。
具體實施例方式
結合附圖介紹實施例 實施例紅蓮型雜交粳稻的選育 選育方法流程如圖l所示 1、轉育紅蓮型粳稻不育系
1.1利用紅蓮型細胞質的秈稻不育系轉育紅蓮型粳稻不育系。
1992年選定粳稻品系六千辛為輪迴親本與紅蓮型秈稻不育系叢廣41A雜交並連續多代 回交，至BC5F!,轉育後代的基本性狀與六千辛相同，且綜合性狀一致、不育性穩定，即育 成紅蓮型粳稻不育系六千辛A,轉育過程如下
1992年正季揚州
1992- 1993年海南 1993年正季揚州
1993- 1994年海南 1994年正季揚州
1994- 1995年海南 1995年正季揚州
2008年正季揚州
紅蓮型叢廣41A x六千辛 丄
F!x六千辛 丄
BdF! x六千辛 丄
BC2F! x六千辛 丄
BC3F, x六千辛 丄
BQF, x六千辛 丄
BQF!(紅蓮型六千辛A) x六千辛
丄 丄
BC化F!(紅蓮型六千辛A)
1993年春選定具有廣親和性的粳稻品系蘇秋為輪迴親本與紅蓮型秈稻不育系叢廣41A 雜交並連續多代回交，至BCsF,，轉育後代的基本性狀與蘇秋相同，且綜合性狀一致、不育 性穩定，即育成紅蓮型粳稻不育系廣親和蘇秋A,轉育過程如下
1992- 1993年海南 紅蓮型. 1993年正季揚州
1993- 1994年海南 1994年正季揚州
1994- 1995年海南 1995年正季揚州
1995- 1996年海南
2008年正季揚州
叢廣41Ax蘇秋 丄
Fix蘇秋
BC,F! x蘇秋
i
BQF, x蘇秋 丄
BC3Fi x蘇秋 丄
BCtF!x蘇秋
BC5F!(紅蓮型蘇秋A)
x蘇秋
丄 丄
BC"F,(紅蓮型蘇秋A)
2002年以相同世代其它細胞質的六千辛不育係為對照，對紅蓮型粳稻不育系六千辛A (BCuFi)的育性和異交習性進行鑑定。從表l看出，紅蓮型六千辛A的花葯較BT型六 千辛A痩小，無散粉和自交結實現象，不育性比BT型六千辛A穩定；從圖2、圖3和表2 看出，紅蓮型六千辛A的開花習性、異交結實性與BT型六千辛A相仿，明顯優於野敗型 六千辛A。這一結果表明，BT型不育系由於自交結實，在生產應用中存在著潛在風險；野 敗型粳稻不育系花粉敗育徹底，育性穩定，但閉花率增高，異交結實率明顯降低，在生產 上難以應用；而紅蓮型粳稻不育系較好地協調了這兩方面的矛盾，可以在粳稻雜種優勢利 用中以紅蓮型不育系部分替代BT型不育系，以解決目前生產上雜交粳稻BT型不育系不育 性不夠穩定及細胞質單一的問題。
表1同核異質粳稻六千辛A的花粉敗育類型與套袋自交小穗育性(％)
不育系/ 保持系
花粉類型
典敗圓敗染敗正常
花葯形態
自交結 實穗所 佔比例
小穗育性
變幅
平均
六千辛B 0.50 2.50 0.00 97.00 黃色，肥大，散粉 一
BT六千辛A 0.40 1.70 96.55 1.35 黃色，較肥大，部分散粉 64.29
紅蓮六千辛A 0.65 2.25 96.45 0.65 黃色，較瘦小，不散粉 0.00
野敗六千辛A 100.0 0.00 0.00 0.00 白色，瘦小，不散粉 0.00
0.00 11.91 0.00 0.00
3.72 0.00 0.00
表2 2套同核異質粳稻六千辛A的閉花率與異交結實率(。/。)
性狀BT六千辛A紅蓮六千辛A野敗六千辛A
閉花率0.60.66.7
異交結實率32.631.910.9
1.2利用已育成的紅蓮型粳稻不育系轉育新的粳稻不育系紅蓮型陵香A。 以粳稻品種廣陵香粳為輪迴親本與紅蓮型粳稻不育系蘇秋A雜交並連續多代回交，至 BQF。轉育後代的基本性狀與廣陵香粳相同，且綜合性狀一致、不育性穩定，育成紅蓮型
紅蓮型蘇秋A x廣陵香粳 丄
粳稻不育系陵香A，轉育過程如下:
2003- 2004年海南
2004年正季揚州
2004- 2005年海南 2005年正季揚州
2005- 2006年海南 2006年正季揚州
Fi x廣陵香粳 丄
BC^ x廣陵香粳 丄
BC^ x廣陵香粳 丄
BC^ x廣陵香粳 丄
BC^ (紅蓮型陵香A)
-陵香粳(陵香B)
BCeF!(紅蓮型陵香A)
2、選育紅蓮型粳稻恢復系
2.1利用已轉育成的紅蓮型粳稻不育系與現有BT型粳稻恢復系測交，篩選紅蓮型粳稻 恢復系。
用紅蓮型、BT型和野敗型3種細胞質的粳稻不育系六千辛A分別與136個粳稻親本測 交，鑑定測交Fi的小穗育性，育性分布情況統計於表3。
表3不同細胞質六千辛A與粳稻品系測交F,不同育性段組合的％
不育系組合數翁
0-10-20-30-40-50-60-70-80-90掘
BT六千辛A1273.92.41.61.60.81.60.88.726.852.0
紅蓮六千辛A1256.46.44.010.48.810.412.818.415.27.2
野敗六千辛A12752.811.88.74.76.33.95.53.12.40.8
由表3看出BT型六千辛A測交F,小穗育性達到80%以上的組合數佔78.8%,紅蓮型 六千辛A測交F,小穗育性達到80%以上的組合數佔22.4%,野敗型六千辛A測交F,小穗 育性達到80%以上的組合數僅佔3.2%。這一結果表明，紅蓮型粳稻不育系的可恢復性雖然 不如BT型不育系，但明顯好於野敗型不育系，從BT型粳稻恢復系中可以篩選到紅蓮型粳 稻不育系的恢復系。表4列出了 8個對HL型粳稻不育系恢復度達到85%以上的粳稻恢復 系名稱。
表4 8個對紅蓮型六千辛A恢復正常的粳稻恢復系測交F的小穗育性(o/o)
恢復系BT紅蓮野敗恢復系BT紅蓮野敗
名稱六千辛A六千辛A六千辛A名稱六千辛A六千辛A六千辛A
C26一93.087.5SR298296.592.42.2
LR521897.791.661.1N13896.889.72.0
PC311一88.452.9WZR16187.387.12.0
NH814284.685.244.3WH993.485.21.5
2.2利用已轉育成的紅蓮型粳稻廣親和不育系與現有秈稻恢復系或材料測交，篩選紅蓮 型秈稻恢復系資源。用紅蓮型、BT型和野敗型3種細胞質的粳稻廣親和不育系蘇秋A分別與81個秈稻親 本測交，鑑定測交F,的小穗育性，篩選紅蓮型秈稻恢復系資源。表5列出了8個對HL型 粳稻不育系具有正常恢復力的恢復系名稱，這些恢復系一般均能正常恢復BT型不育系，一 些也能恢復野敗型粳稻不育系。
表5 8個對紅蓮型蘇秋A恢復正常的秈稻恢復系測交Fj的小穗育性
恢復系 名稱BT 蘇秋A紅蓮 蘇秋A野敗 蘇秋A恢復系 名稱BT 蘇秋A紅蓮 蘇秋A野敗 蘇秋A
HX-189.985.985.3W694188.686.458.8
MH6387.685.985.3CV1786.186.239.7
MH7586.785.073.3CV1684.485.520.0
654788.687.872.4607881.279.078.8
2.3利用篩選到的對紅蓮型粳稻不育系具有正常恢復力的秈稻恢復系與粳稻廣親和品種 雜交，選育紅蓮型粳稻恢復系。
利用對紅蓮型粳稻廣親和不育系蘇秋A具有良好的恢復力的秈稻恢復系6078、明恢63、 IR24作為恢復基因供體分別與粳稻廣親和品種02428、 lemont、晚LH422雜交、復交或回 交，通過多代選擇，用紅蓮型粳稻不育系六千辛A與被選單株初測和複測，育成4個紅蓮 型粳稻恢復系，測交結果見表6。
表6新育成紅蓮型粳稻恢復系與紅蓮型六千辛A測交F,的小穗育性(％)
恢復系名稱雜交組合雜交方式小穗育性
SWR7860785/Lemont回交85.5
SWR18明恢63/02428單交90.9
SWR81R24/02428〃晚LH422復交86.2
SJR4822IR24/02428〃晚LH422復交89.5
3、選配紅蓮型雜交粳稻利用紅蓮型粳稻不育系與紅蓮型粳稻恢復系配製紅蓮型雜交 粳稻。
用紅蓮型粳稻不育系陵香A、珍5A分別與恢復系SJR4822雜交，配製成2個紅蓮型雜 交粳稻組合，以BT型、野敗型的同核異質不育系的配組為對照，調查雜種的主要性狀於表 7。
表7紅蓮型雜交粳稻與其它細胞質雜交粳稻主要性狀比較
組合播抽 天數 d株咼 cm單株 穗數穗總 粒數結實率 %千粒重 g單株 產量 g堊白 粒率 %堊白度 °/0
紅蓮陵香AxSJR4822103跳78.8193.885.925.937.928.04.3
BT陵香AxSJR4822103109.28.7195.686.125.537.427.54.0
紅蓮珍5AxSJR4822104.110.48.3208.289,223.335.916.53.2
野敗珍5AxSJR4822105107.08.4211.512.623.95.415.03.5
由表7看出，組合紅蓮型陵香AxSJR4822的結實率與組合BT型陵香AxSJR4822之間 沒有差異，組合紅蓮型珍5AxSJR4822的結實率顯著高於組合野敗型珍5AxSJR4822,在生 育期、株髙、品質及其它產量性狀上，紅蓮型雜交粳稻與其它細胞質雜交粳稻無顯著差異， 這表明利用紅蓮型粳稻不育系配製雜交粳稻是切實可行的，而野敗型粳稻不育系的利用十 分困難。
權利要求
1、一種紅蓮型雜交粳稻的選育方法，其特徵是(1)將秈稻紅蓮型不育細胞質導入粳稻品種，選育紅蓮型粳稻不育系；(2)選育相應的紅蓮型粳稻恢復系；(3)利用紅蓮型粳稻不育系與紅蓮型粳稻恢復系選配紅蓮型雜交粳稻。
2、 按照權利要求1所述的紅蓮型雜交粳稻的選育方法，其特徵在於，步驟(1)是將 秈稻紅蓮型不育細胞質導入粳稻品種，回交轉育紅蓮型粳稻不育系。
3、 按照權利要求1所述的紅蓮型雜交粳稻的選育方法，其特徵在於，步驟(2)是利 用步驟(1)得到的紅蓮型粳稻不育系從BT型粳稻恢復系中測交篩選紅蓮型粳稻恢復系。
4、 按照權利要求3所述的紅蓮型雜交粳稻的選育方法，其特徵在於，用篩選到的紅蓮 型粳稻恢復系與優良粳稻親本雜交，通過多個世代的選擇和穩定，在適當世代用紅蓮型粳 稻不育系與被選單株測交，鑑定測交F!的小穗育性，從中選育新的紅蓮型粳稻恢復系。
5、 按照權利要求2所述的紅蓮型雜交粳稻的選育方法，其特徵在於，其中所說的粳稻 品種是粳稻廣親和品種，回交轉育紅蓮型粳稻廣親和不育系。
6、 按照權利要求5所述的紅蓮型雜交粳稻的選育方法，其特徵在於，步驟(2)是用 轉育的紅蓮型粳稻廣親和不育係為母本與現有野敗型秈稻恢復系、紅蓮型秈稻恢復系或秈 稻品種測交，篩選對紅蓮型粳稻廣親和不育系具有正常恢復力的秈稻，然後與粳稻品種雜 交，然後對雜種後代用測交篩選的方法，從中選育新的紅蓮型粳稻或恢復系；其中，雜交 用的粳稻親本為廣親和品種，雜交方式採用復交或回交的方式。
全文摘要
紅蓮型雜交粳稻選育方法屬於生物和現代農業技術領域的應用技術，適用於三系法粳稻雜種優勢利用。所說的紅蓮型雜交粳稻選育方法是將秈稻紅蓮型不育細胞質導入粳稻品種，轉育紅蓮型粳稻不育系，並利用紅蓮型粳稻不育系測交篩選或雜交選育紅蓮型粳稻恢復系，再利用紅蓮型粳稻不育系與紅蓮型粳稻恢復系選配紅蓮型雜交粳稻。本發明通過選育紅蓮型粳稻不育系及其相應的恢復系，培育紅蓮型雜交粳稻，解決了目前生產上雜交粳稻BT型不育系不育性不夠穩定及細胞質單一的問題，實現紅蓮型粳三系配套。
文檔編號A01H1/02GK101347095SQ20081019635
公開日2009年1月21日 申請日期2008年9月5日 優先權日2008年9月5日
發明者嚴長傑, 於恆秀, 劉巧泉, 張宏根, 梁國華, 湯述翥, 程祝寬, 裔傳燈, 陸駒飛, 顧銘洪, 龔志雲 申請人:揚州大學