[发明专利]一种籼型杂交水稻三系不育系的选育方法

说明书

本发明公开了一种籼型杂交水稻三系不育系的选育方法，该选育方法的步骤如下：选择含有目标性状的三系不育系Q作为母本，与优质恢复系R杂交，形成杂交种F₁；以被改良的保持系为母本去雄，以杂交种F₁作父本杂交，产生杂合体BF₁；种植杂合体BF₁群体，从BF₁群体中选择综合性状好的目标单株与三系不育系M进行测配产生杂交种AF₁；通过对杂交种AF₁进行套袋自交和花粉育性鉴定，筛选出育性全不育的杂合体BF₁‑1单株，种成BF₂；否则，淘汰该单株；从种成的BF₂中选择综合性状优良的单株，与相应的剩余的不育系AF₁杂交生成A²F₁；重复直至不育系稳定。本发明通过三系不育系利用相对应的保持系并提高了不育系的丰产性。

技术领域

本发明涉及一种籼型杂交水稻三系不育系的选育方法，在丰产、优质、抗病的保持系缺乏的情况下，利用保持系的基因进行遗传改良，达到选育新不育系的目的。

背景技术

我国三系杂交水稻自1964年发现野败不育株，1976年开始在全国大面积推广，中国的水稻产量不断迈上新台阶。据统计，1976～2005年的30年间，全国累计种植杂交水稻约3.73亿hm²，增产稻谷5200多亿kg。全国杂交稻每年增产的稻谷就可以多养活7000万人，其中三系杂交稻的产量占70%～80% ^[1]。但是，近几年一些三系不育系在遇到异常高温年份的时候会出现高温自交结实导致杂交种纯度下降^[2，5]。

自1973 年石明松在湖北省沔阳县沙湖原种场种植的晚粳农垦58的大田中发现自然光敏核不育株，继而育成湖北光敏感核不育水稻农垦58S以来，两系杂交水稻迅猛发展。1995年两系法杂交水稻在生产大面积应用，到2000年全国累计推广面积达333.33万hm²，平均产量比三系杂交水稻产量高5%～10%^[1]。由于光温敏不育系两系法杂交水稻的选育不受恢保关系制约，品质优，配组自由度大，生产程序简化，种子成本降低^[6]。但是，两系不育系的育性遗传稳定性是比较脆弱的^[7]。它的育性受光、温条件的影响，其稳定性不如三系不育系，制种和繁殖都存在一定的风险^[8]。制种时，气温高，两系不育系不育性好，但是花粉和柱头的活力就下降，制种产量降低。繁殖时，气温低不育系可育好，但气温太低，不育系可育期的可育性就下降，繁殖产量也会降低。2013年8月份出现的高温导致两系制种产量低；2014年8月份的低温导致两系不育系自交结实，制种纯度低，这些都严重的影响到杂交水稻的发展^[9,10]。

质核互作型三系杂交水稻不育系的育性是受严格的恢保关系控制的，需要保持系来保持不育特性，需要恢复系来恢复育性。质核互作型三系杂交水稻不育系的育性，是受细胞质和细胞核共同作用的。一方面不育细胞质不受有性过程的影响，形成了一种封闭式的自主防护；同时另一方面，细胞核受其相应保持系的核代换所支配，而保持系又是经过长期自交纯合的高度稳定性品种，形成了另一种被动防护式的调控。正是在双重防护的作用下，从而保证了不育系的高度稳定性^[7]。

因此，三系杂交水稻无论是在不育系繁殖，还是在杂交制种过程中，在育性稳定性相对来说，比两系杂交水稻更可靠些。而且，随着育种水平的不断提高，三系杂交水稻也出现了丰产、优质、抗病的不育系，如荃9311A、荃79A、繁源A，促进了三系杂交水稻的综合性状的改良。

目前，三系不育系选育主要是保持系与保持系间的杂交^{[11，12，13]}。李新奇等提出植物细胞雄性不育系育种的反向核置换技术，通过胞质不育系与保持系复杂或回交方式，获得性状优异的符合育种目标的杂合不育株，通过单倍体育种将不育单株纯合稳定；通过目标不育系进行花药培养，筛选可育的突变体，获得目标保持系^[14]。