一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法
【專利摘要】本發明提供了一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，包括如下步驟：從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長時間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種（系）；用步驟1）篩選出的水稻品種（系）與不同基因型的水稻品種（系）雜交或相互雜交，從雜交后代中選育出純合穩定的具有耐受較長時間低溫特性的水稻光溫敏核不育系；再通過人工氣候箱及自然生態環境對實生株作不育光溫臨界值的鑒定，育出的水稻品種即為可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系。該方法可選育出耐受低溫時間長的光溫敏核不育水稻，可以充分利用華南地區的光溫資源，實現一年兩制。
【專利說明】—種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水稻育種【技術領域】，具體地，涉及一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法。
【背景技術】
[0002]目前，水稻雜種優勢利用有三系法與兩系法兩種途徑。我國三系法利用水稻雜種優勢，早在上世紀七十年代就已大面積應用于生產。它是利用質核互作雄性不育實現三系配套，并通過不育系與保持系雜交繁殖不育系種子，不育系與恢復系雜交生產雜交一代種子供生產應用。兩系法利用水稻雜種優勢也是我國首創，并成為我國首個向美國轉讓的農業專利。1993年，我國研制的兩系法雜交水稻開始大面積試種。與原來普遍種植的三系法雜交水稻相比，兩系法雜交水稻平均每公頃增產15%。兩系法雜交水稻是利用我國上世紀七十年代初發現的水稻光溫敏核不育新種子進行培育水稻光溫敏核不育系。這種不育系在長光高溫環境下表現不育，從而用于制種；在短光低溫下表現可育，從而用于繁種；一系兩用，因而簡化了種子生產環節，降低了成本。另外光溫敏核不育系的育性受隱性純合基因控制，正常的品種都可作恢復系與其配組，不受恢復基因的限制。因而比三系法恢復系多，配組相對自由，也較容易通過導入廣親和基因，利用亞種間雜種優勢。然而兩用核不育系的育性轉換主要受光、溫調控，不育性不夠穩定，有可能因溫度的異常變化而發生波動，使得制種和繁種都存在一定的風險。如1989年、1996年和1999年在長江中、下游地區出現的盛夏低溫(日均溫22~24°C )天氣致使不育系出現育性波動并少量自交結實，雜交制種失敗，給農業生產帶來一定損失。夏季異常低溫對光溫敏核不育系育性的影響嚴重制約著兩系雜交稻的發展進程，成為兩系雜交稻研究和應用中必須加以克服的核心問題。因此袁隆平院士根據水稻光溫敏不育系育性轉換規律、光溫模式和育種實踐，提出以后的研究重點特別要注意對具有實用價值和不育起點溫度較低的光溫敏核不育系的選育。目前生產上選育的低溫敏型不育系，此類不育系的不育臨界溫度均在24 °C以下。由于不育臨界值低，因而不育期相對較長，提高了制種的安全，但在自然條件下難以繁種，需采用敏感期冷水串灌或異地才能繁種。

【發明內容】

[0003]本發明人在研究發現有些水稻光溫敏核不育系具有耐受較長時間的低溫基因，在相同的不育起點的不育系中，無花粉型光溫敏核不育系的耐較長時間低溫的比例遠高于其他不育系。本發明人還發現這一特性能遺傳，并且研究發現這一特性是由多基因控制的。
[0004] 以上述發現為基礎，本發明提供了一種水稻光溫敏核雄性不育系的選育方法，該方法是通過選用無花粉型光溫敏核不育水稻與其他水稻品種(系)進行雜交，經選擇使光溫敏核不育水稻耐受低溫時間加長，可選育出耐受低溫時間長的光溫敏核不育水稻，可以充分利用華南地區的光溫資源，實現一年兩制。這種光溫敏核不育水稻，與不育起點溫度相同的普通光溫敏核不育水稻相比，其制種安全性更高，其繁種仍使用冷灌或異地繁種，只用適當加長冷灌時間或選擇低溫持續時間更長的異地繁種。二是通過雜交與選擇可把耐較長時間的低溫基因聚集于新光溫敏核不育系中，當耐受低溫時間長度達到一定水平，在確保光溫敏核不育水稻制種安全的前提下，可以適當提高其不育起點溫度。這樣就可以大大降低對冷灌繁殖依賴，甚至在當地直接進行繁種，較好地解決了實用型不育系制種與繁種的矛盾，免去了異地繁殖或冷繁的條件限制，節省了人力物力，提高了不育系利用的安全性，同時，由于在選育過程中能就地繁殖加代，也加快了育種進程。
[0005]本發明的技術方案如下:一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，包括如下步驟:
1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長時間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系);
2)雜交:用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與不同基因型的水稻品種(系)雜交或相互雜交，通過基因的分離重組，從雜交后代中選擇具有明顯耐受較長時間低溫特性的光溫敏核不育單株；每代的 選擇中，實生株以耐受較長時間低溫的不育株為對象，入選的單株繼續進行連續多代單株系選，直至選育出純合穩定的具有耐受較長時間低溫特性的水稻光溫敏核不育系；
3)鑒定:再通過人工氣候箱及自然生態環境對實生株作不育光溫臨界值的鑒定，育出的水稻品種即為可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系。
[0006]步驟I)所述的選種的方法是:通過用水稻品種(系)與無花粉型水稻光溫敏核不育系雜交，從雜交后代F2群體中選者具有耐受較長時間低溫特性的光溫敏核不育株。
[0007]步驟2)所述的雜交方法為:
(1)用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與不同基因型的水稻品種雜交，然后用步驟I)篩選出的水稻品種(系)作輪回親本，進行回交育種；或
(2)用步驟I)篩選出的不同基因型的水稻品種(系)相互雜交(包括復交)；或
(3)用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與光溫敏核不育系雜交。
[0008]一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系N28S的選育方法，包括如下步驟:
1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長時間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系)N18S ；
2)雜交:用N18S和NR92雜交，以NR92作為輪回親本，進行回交育種，連續回交2代后，開始選擇不育期長而可育期結實率好的無花型不育株，留禾頭再生后選不育光溫臨界值低、耐低溫時間長的再生株，再經連續4代自交，選育出I個綜合性狀好的穩定純合株系，定名為水稻品種(系)N28S ；
3)鑒定:將N28S的置于人工氣候箱作不同光溫組合處理及在自然環境下作周年育性觀察，鑒定出N28S的實生株不育溫度臨界值為23.5° C，低溫誘導其由不育轉為可育日均溫21°C需8d以上，23°C需IOd以上。
[0009]用上述水稻品種(系)N28S選育低溫耐受無花型水稻光溫敏核不育系XlS的方法，包括如下步驟:
1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長時間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系)秈S ；
2)雜交:利用秈S與N28S雜交，從5代開始選無花粉不育時期長的不育株，留禾頭再生后選結實率高的老株齡再生株，經連續3代單株系選后選育出I個綜合性狀好的穩定純合株系，定名為XlS ；
3)鑒定:將XlS置于 人工氣候箱作不同光溫組合處理及在自然環境下作周年育性觀察，鑒定出XlS的不育溫度臨界值約25°C，低溫誘導其由不育轉為可育日均溫21°C需5d以上，23°C需IOd以上。
[0010]本發明的主要特點是，一般的水稻光溫敏核不育系通過控制不育起點溫度來降低制種風險，而耐受較長時間低溫的水稻光溫敏核不育系除具光溫敏核不育基因外，還兼有耐受較長時間低溫基因，并強調耐受較長時間低溫特性的強度，即具耐受較長時間低溫特性的光溫敏核不育系中應盡可能聚集較多的耐受較長時間低溫基因，使這一特性強度較大，才更具有實用性。
[0011]如:新型無花粉型耐光溫敏核不育系，以N28S為例，與臨界溫度相當的典敗型培矮64S相比，在廣州自然條件下穩定不育期相差很大，培矮64S不育期一般在100 d左右，培矮64S—般在6月上中旬才能穩定不育，未能滿足廣東早造安全制種的需要。而N28S則高達180d左右，5月中旬即可表現為穩定的無花粉敗育，可以實現早制晚用。培矮64S經3d21°C處理開始出現可育花粉，而N28S則需8d以上。這正是因為N28S較培矮64S耐21 V以下低溫時間較長引起的。目前對光溫敏核不育系制種風險概率統計大多數以持續低于臨界可育上限溫度的低溫3 d來計算，而對于如N28S這類對低溫持續時間不敏感的不育系，顯然可以選用更長的連續低溫時間來計算，這樣其風險概率將大大降低。無花粉型不育系比典敗型不育系的敗育時期早，敗育程度徹底，花粉育性恢復難。因此，在無花粉不育系中更容篩選到耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系。在起點溫度相同的情況下，無花粉型不育系的不育性可能會更加穩定，這可以大大降低異常低溫導致的制種風險。在廣東屬華南雙季稻區，可以充分利用光溫資源，加速資金周轉，降低貯運成本，適宜實施一年二季制種，貝U “早制晚用，晚制早用”。
[0012]本發明的優點和效果:由于具耐受較長時間低溫特性的光溫敏核不育系，在相同的不育起點溫度下，能夠耐受更長時間的低溫，其制種風險更低；當耐受低溫時間達到一定程度以后，提高不育起點溫度1_2°C，仍能安全制種；解決了當地同一實用型不育系不能同時制種與繁種或制種安全則繁種較困難，繁種較易則制種不夠安全的矛盾，免去了實用型不育系需異地繁殖或冷灌繁殖的條件限制和麻煩。因而通過這一發明的利用，可以降低兩系雜交稻繁制種的風險和節省大量繁制種以及新不育系選育的人力物力成本。
【具體實施方式】
[0013]以下將結合具體實施例對本發明一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法進一步說明。
[0014]實施例一:
一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系N28S的選育方法，包括如下步驟:
I)選種:不同基因型的無花型光溫敏核不育系中，選育出具明顯耐受較長時間低溫特性的無花型水稻溫光敏型核不育系N18S。N18S (農墾58S*IR8606)是華南農業大學選育的秈型水稻光溫敏核不育系，NR92是常規稻品種。
[0015]2)雜交:N18S和NR92雜交，以NR92作為輪回親本連續回交2代后，再經連續4代自交選育而成。回交后開始選擇不育期長而可育期結實率好的無花型不育株，留禾頭再生后選不育光溫臨界值低、耐低溫時間長的再生株，經連續4代單株系選后選育出I個綜合性狀好的穩定純合株系，定名為N28S。
[0016]3)鑒定:將N28S的置于人工氣候箱作不同光溫組合處理及在自然環境下作周年育性觀察，鑒定出N28S的實生株不育溫度臨界值為23.5° C，低溫誘導其由不育轉為可育日均溫21 1:需8(1以上，23 1:需10(1以上，1998年在廣東進行周年育性觀察，5月18日始穗后一直至11月5日均表現無花粉型敗育，可以早制晚用，且其無花粉敗育及耐受較長時間低溫特性均可遺傳。 [0017]實施例二:
一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系XlS的選育方法，包括如下步驟:
I):選種:從常規水稻品種秈黃占中發現自然突變不育株選育得到新型無花粉型光溫敏核不育系秈S。秈S的無花粉敗育主要是減數分裂時期的異常引起的，經鑒定起不育起點溫度為23.5°C的無花粉型溫敏核不育系，低溫誘導其由不育轉為可育日均溫21 1:需7d以上。
[0018]2)雜交:用秈S與實施例一得到的水稻品種N28S雜交，從5代開始選無花粉不育時期長的不育株，留禾頭再生后選結實率高的老株齡再生株，經連續3代單株系選后選育出I個綜合性狀好的穩定純合株系，定名為X1S。
[0019]3)鑒定:將XlS置于人工氣候箱作不同光溫組合處理及在自然環境下作周年育性觀察，鑒定出Xis的不育溫度臨界值約25°C，低溫誘導其由不育轉為可育日均溫21 V需5d以上，23 1:需10(1以上。在廣州早晚兩季可安全制種，并繁殖種子。說明XlS具有較多的耐受較長時間低溫基因，是一個具明顯耐受較長時間低溫特性的水稻低溫敏型核不育系O
[0020]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，其架構形式能夠靈活多變，可以派生系列產品。只是做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【權利要求】
1.一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長時間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系); 2)雜交:用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與不同基因型的水稻品種(系)雜交或相互雜交，通過基因的分離重組，從雜交后代中選擇具有明顯耐受較長時間低溫特性的光溫敏核不育單株；每代的選擇中，實生株以耐受較長時間低溫的不育株為對象，入選的單株繼續進行連續多代單株系選，直至選育出純合穩定的具有耐受較長時間低溫特性的水稻光溫敏核不育系； 3)鑒定:再通過人工氣候箱及自然生態環境對實生株作不育光溫臨界值的鑒定，育出的水稻品種即為可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系。
2.根據權利要求1所述的一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于，步驟I)所述的選種的方法是:通過用水稻品種(系)與無花粉型水稻光溫敏核不育系雜交，從雜交后代F2群體中選者具有耐受較長時間低溫特性的光溫敏核不育株。
3.根據權利要求1所述的一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于，步驟2)所述的雜交方法為: (1)用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與不同基因型的水稻品種雜交，然后用步驟I)篩選出的水稻品種(系)作輪回親本，進行回交育種；或 (2)用步驟I)篩選出的不同基因型的水稻品種(系)相互雜交(包括復交)；或 (3)用步驟I)篩選出的水稻品種(系)與光溫敏核不育系雜交。
4.一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系N28S的選育方法,其特征在于,包括如下步驟: 1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長時間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系)N18S ； 2)雜交:用N18S和NR92雜交，以NR92作為輪回親本，進行回交育種，連續回交2代后，開始選擇不育期長而可育期結實率好的無花型不育株，留禾頭再生后選不育光溫臨界值低、耐低溫時間長的再生株，再經連續4代自交，選育出I個綜合性狀好的穩定純合株系，定名為水稻品種(系)N28S ； 3)鑒定:將N28S的置于人工氣候箱作不同光溫組合處理及在自然環境下作周年育性觀察，鑒定出N28S的實生株不育溫度臨界值為23.5° C，低溫誘導其由不育轉為可育日均溫21°C需8d以上，23°C需IOd以上。
5.用權利要求1所述水稻品種(系)N28S選育一種可耐受較長時間低溫的光溫敏核不育系XlS的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)選種:從不同基因型的無花型光溫敏核不育系中篩選出具有耐受較長時間低溫基因的無花型光溫敏核不育系水稻品種(系)秈S ； 2)雜交:利用秈S與N28S雜交，從5代開始選無花粉不育時期長的不育株，留禾頭再生后選結實率高的老株齡再生株，經連續3代單株系選后選育出I個綜合性狀好的穩定純合株系，定名為XlS ； 3)鑒定:將XlS置于人工氣候箱作不同光溫組合處理及在自然環境下作周年育性觀察，鑒定出XlS的不育溫度臨界值約25°C，低溫誘導其由不育轉為可育日均溫21°C需5d以上，23° C需IOd以上。
【文檔編號】A01H1/04GK103960119SQ201310543951
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年11月6日 優先權日:2013年11月6日
【發明者】邱振國 申請人:仲愷農業工程學院