[发明专利]一种水稻普通核不育系的选育方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水稻普通核不育系的选育方法，尤其涉及一种不育基因来源广泛、选育程序简单、周期较短、且分子标记开发过程简单的水稻普通核不育系的选育方法，属于杂种优势利用领域，尤其是在水稻亚种间杂种优势利用领域。

背景技术

杂交水稻就是选用两个在遗传上有一定差异，同时它们的优良性状又能互补的水稻品种，进行杂交，生产具有杂种优势的第一代杂交种，用于生产。水稻有籼稻和粳稻(包括爪哇稻)两个亚种，中国的杨守仁研究报道，籼粳亚种间具有较强的杂种优势，主要表现在植株高大，穗大粒多，发芽率高，分蘖势强，茎秆粗壮抗倒，根系发达，再生抗病力强的特点。亚种间杂种强优势产生的根本原因：籼粳亚种间杂交组合的遗传差异较大。

在杂交水稻的研究中有三个重要的概念：

雄性不育系：是一种雄性器官发育不完善，不能形成正常的花粉，其雌性器官发育正常。因而不能自身繁殖，需要借助于外来水稻花粉才能结出种子。因此，借助这种母水稻作为遗传工具，通过人工辅助授粉的办法，就能大量生产杂交种子。

保持系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是可以保持相应不育系的不育性，用它的花粉授给不育系后，所产生后代，仍然是雄性不育的。因此，借助保持系，不育系就能一代一代地繁殖下去。

恢复系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系所产生的杂交种雄性恢复正常，能自交结实，如果该杂交种有优势的话，就可用于生产。

其中，不育系为生产大量杂交种子提供了可能性，同时借助保持系来繁殖不育系，以及利用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优势的杂交稻。

而现有技术中水稻籼粳交不育系的选育方法通常是：利用广亲和基因，籼粳架桥，培育出籼粳中间型保持系，再将不育基因转育至保持系中，育成保持系。

例如，培C311(粳型)和轮回422(爪哇型)的选育，其技术路线见说明书附图2所示。

又例如，籼型培矮64及培矮64S的选育，其技术路线见说明书附图3所示。

在水稻杂交不育系的选育方法中还通常会借助分子标记技术对目标性状的基因进行选择。分子标记与传统的表型选择相比，主要有以下几个方面的优点：(1)对目标性状的选择不受基因表达和环境条件的影响。(2)可在早代和植株生长的任何阶段进行选择，从而缩短育种周期。(3)分离世代能够快速准确地鉴定植株的基因型。(4)可有效地克服目标基因与不利基因的连锁。(5)快速准确地进行聚合育种。在作物育种中，主要是应用分子标记辅助选择进行前景选择和背景选择，其可靠性主要取决于标记与目标基因间连锁的紧密程度。若只用一个标记对目标基因进行选择，则标记与目标基因间的连锁必须非常紧密，才能够达到很高的正确率。若同时用两侧相邻的两个标记对目标基因进行跟踪选择，可大大提高选择的正确率。

目前，主要利用分子标记标记广亲和基因S5n和恢复基因Rf(6)，Rf(4)，Rf(3)，其技术路线见说明书附图4所示。

综合以上，现有的水稻不育系的选育方法中存在以下问题：

(1)程序复杂，周期过长。由于亚洲栽培水稻籼粳杂种存在不育现象，因此在选育籼粳交不育系时，从表型上很难区分是因为籼粳交导致的不育，还是不育基因导致的不育，因此，籼粳交的育种路线上均是从育得可育的保持系后，再导入不育基因，转育成不育系。此方法，程序复杂，周期极长，至少需要十几年才能育成一个籼粳交不育系。

(2)不育基因来源单一。当前主流的杂交水稻不育系的不育基因主要来自野败、红莲A、农垦58s、安农S等不育基因，不育基因来源相对简单，极大程度上限制了杂交水稻杂种优势利用的程度。且这些基因的分子机理相对复杂，分子标记开发过程相对复杂。

(3)普通核不育在自然界存在广泛，来源丰富，由隐性单基因控制其育性，机理相对简单，分子标记开发过程简单，但却一直没有在生产中被利用。

CN103477971B公开了一种水稻不育系的选育方法，以高产抗病不育系陆18S为母本，以优质且有遗传早熟力强广占63-4S为父本杂交，选育出两系不育系。

CN103947541A公开了一种水稻细胞质雄性不育系的选育方法。该方法包括：以东乡野生水稻为母本，分别与第一水稻品种杂交，得到第一杂交子代；将第一杂交子代作为母本，并与第二水稻品种进行杂交，得到第二杂交子代；在第二杂交子代中分离出雄性不育株，并作为母本，分别与第三水稻品种进行杂交，得到第三杂交子代；将第三杂交子代作为父本，以雄性不育株作为母本，进行回交，转育成水稻细胞质雄性不育系。