本發明涉及一種多倍體兩系雜交稻選育方法，屬于現代農業的作物新品種選育技術領域。

背景技術：

雜種優勢是生物界普遍存在的現象。上世紀70年代以袁隆平為代表的科學家完成的水稻三系(雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢復系)雜交形成的三系雜交水稻被稱為第二次綠色革命，為中國水稻生產起了重大推動作用。此后，石明松(1983)發現的湖北光敏感核不育系及其兩系恢復系把水稻雜種優勢利用提高到一個新高度。但是，目前全世界種植的水稻是二倍體，即指它的細胞內僅含有二套染色體，為2n＝2X＝24。在經歷高稈品種向矮稈品種轉變的第一次綠色革命，以及由常規稻品種向雜交稻品種轉變的第二次綠色革命，獲得大幅度增產的幾十年后，水稻產量自上世紀80年代中期以來的較長時間處于高產平緩的徘徊期。不同年代選育品種間增產幅度不超過5％，難以滿足在2050年時增產50％而緩解世界糧食危機的要求。為此，蔡得田、袁隆平等(2001)從進化生物學角度提出“利用遠緣雜交和多倍體雙重優勢選育超級稻”的新戰略。經歷20年研究，確定了多倍體水稻亞種間、種間、基因組間雜種優勢利用三步戰略，把解決多倍體水稻育種結實率低的瓶頸問題作為重中之重來解決。發明了利用組織培養和秋水仙素處理相結合高效率誘導形成多倍體水稻的專利技術和選育出“多倍體減數分裂穩定性PMeS(PMeS多倍體減數分裂穩定性的英文縮寫)”高結實品系，突破了多倍體水稻結實率低的瓶頸問題，從而帶來多倍體水稻育種的快速發展。大批多倍體水稻材料已經構成，一批多倍體水稻常規品系正進入品種區試階段。而充分利用多倍體雜種優勢，選育多倍體水稻不育系、多倍體水稻恢復系和配制多倍體雜種，將水稻生產推向新階段，對于保障世界糧食安全將具有極其重要的作用。如像小麥、棉花、油菜那樣經由二倍體野生種進化到栽培的四倍體或六倍體種，其產量成倍增加那樣，培育具有四套或六套染色體的多倍體水稻將具有增產50％的潛力，可以從根本上緩解世界糧食危機。

本發明是利用多倍體的莖稈粗壯、花器變大、穗大粒大、花粉量大、花粉粒大、結實率高等強大雜種優勢，結合現有的二倍體雜種優勢轉換成多倍體“兩系”雜交稻雜種優勢,開辟了水稻育種的新途徑。研究多倍體水稻兩系不育系和恢復系，進行雜交配組，形成細胞內含有染色體為4X＝48的四倍體不育系、恢復系和雜交稻品系。既能克服秈粳亞種雜交的不親和性，又具有較遠緣雜交和多倍體雙重優勢的更大增產潛力和抗性優勢，對于解決世界糧食危機具有重大意義。

技術實現要素：

本發明的目的是提出一種多倍體兩系雜交稻的選育方法，利用多倍體的莖稈粗壯、花器變大、穗大粒大、花粉量大、花粉粒大、結實率高等強大雜種優勢，結合現有的二倍體雜種優勢轉換成多倍體“兩系”雜交稻雜種優勢。

本發明是這樣實現的。一種多倍體兩系雜交稻的選育方法，它包括：

a、確定具有PMeS基因特點的四倍體水稻光(溫)敏雄性核不育系和具有PMeS(多倍體減數分裂穩定性的英文縮寫)基因特點的四倍體水稻兩系恢復系。如采用含有PMeS基因的多倍體水稻雄性核不育系PS001、PS002……..PS068等68個品系為配制兩系多倍體雜種組合的不育系；含有PMeS基因的多倍體水稻兩系恢復系PR005、PR001、PR002……PR098等98個多倍體兩系雜交稻的恢復系；

b、確定采用秈不育/粳恢復或粳不育/秈恢復雜種的組合方式，將秈型不育系與粳型恢復系或者粳型不育系與秈型恢復系雜交配組；

c、分別對PS001～PS068等不同四倍體水稻兩系不育系進行生育期、形態性狀、開花習性、不育與轉育特點、異配性和配制組合雜種優勢檢測；

d、分別對PR001～PR089等不同四倍體兩系恢復系進行生育期、形態特征、開花習性、花藥特點、異配性和組合雜交優勢檢測分析；

e、采用PS001～PS068不同四倍體水稻兩系不育系與PR001～PR089等兩系恢復系配制成不同組合四倍體水稻雜種--PSR001～PSR165；

f、將配制成四倍體水稻雜種不同組合進行品系比較，從生育期、形態特征、抗性及開花習性、結實率與四倍體水稻恢復系和對照二倍體雜種進行比較；

g、挑選出形態特征優良，生育期合適、抗性較強、結實率在80％以上，比四倍體水稻恢復系和對照二倍體雜種增產3％以上的穩定四倍體雜種組合，確定為多倍體兩系雜交稻組合，命名為PSRxxx。

本發明具有明顯的優點。它利用了多倍體水稻強大雜種優勢，利用PMeS基因品系解決多倍體水稻結實率低的瓶頸問題而選育的多倍體不育系和恢復系，將現有的二倍體雜種優勢轉換成多倍體“兩系”雜交稻雜種優勢,選育出穗大粒大產量高的多倍體兩系雜交稻新品種。

附圖說明

圖1多倍體雜交稻及其親本，

其中左：不育系(母本)；中：多倍體雜交稻；右：恢復系(父本)；

圖2多倍體雜交稻制種

具體實施方式

下面以實施例對本發明作進一步說明，

實施例多倍體兩系雜交稻PSR015的選育過程

a、確定具有PMeS基因特點的四倍體水稻光(溫)敏雄性核不育系和具有PMeS基因特點的四倍體水稻兩系恢復系。采用含有PMeS基因的多倍體水稻雄性核不育系PS001為配制兩系多倍體雜種組合的不育系，含有PMeS基因的多倍體水稻兩系恢復系PR005為多倍體兩系雜交稻的恢復系；

b、確定采用秈不育/粳恢復雜種組合方式，將秈型不育系PS001與粳型恢復系PR005雜交配組；

c、對PS001四倍體水稻兩系不育系進行生育期，形態性狀，開花習性，不育與轉育特點，異配性和配制組合雜種優勢檢測；

d、對PR005四倍體兩系恢復系進行生育期、形態特征、開花習性、花藥特點、異配性和組合雜交優勢檢測分析；

e、采用PS001四倍體水稻兩系不育系與PR005兩系恢復系配制成的組合雜種--PSR015；

f、將配制成四倍體水稻雜種進行品系比較，從生育期、形態特征、抗性及開花習性、結實率與四倍體水稻恢復系和對照二倍體雜種進行比較；

g、選育出PS001×PR005的雜交組合，其整齊一致、形態特征優良，生育期合適(在武漢正季播種，全生育期135-138天)、抗性較強、結實率在80％以上，比四倍體水稻恢復系和對照二倍體雜種增產5.2％以上的穩定四倍體雜種組合，確定為多倍體兩系雜交稻組合，初命名為PSR015。