[发明专利]一种利用诱导型雌性不育的杂交稻机械化制种方法

说明书

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，公开了一种利用诱导型雌性不育的杂交稻机械化制种方法。

背景技术

我国现行杂交稻制种技术，采取父母本分期播种，多为先播父本，后播母本；父母本箱式分开栽插，母本多行，父本双行；收获时父母本分开收割，或者授粉后成熟前割掉父本。因此，杂交水稻制种是一项劳动强度大、工序繁琐、生产成本高的技术。随着城镇化、工业化、农业产业化和农村土地流转政策的逐步实施，留守农村的青壮年劳动力逐年递减，现行劳动密集型、精耕细作型的制种技术已无足够劳动力来承担。同时，随着国民经济的发展和农村产业结构的调整，农民收入渠道不断增多，杂交水稻制种这一高风险、低回报的生产模式对农户也缺乏吸引力；而且由于部分农民对杂交水稻制种技术不熟练或觉得制种过程太繁杂，所以不敢或不愿承担杂交水稻制种工作。因此，杂交水稻机械化制种技术研究迫在眉睫。

已有不少研究者作了各种尝试开展杂交稻机械化制种。有研究者提出用谷壳颜色区别水稻不育系和恢复系种子，具体做法是将正常谷壳色的水稻不育系种子与非正常谷壳色的水稻恢复系种子机械混播，成熟后经机械混收，再用色选机分选，获得杂交种；有研究者提出用飞机将花粉喷施在母本田块里进行制种；也有研究者提出利用父、母本粒型的较大悬殊，用粒选机分选；还有研究者提出用半机械化操作的方法，即直播母本，人工栽插和收割父本，最后机械收割母本等方法；还有研究者利用水稻对除草剂苯达松的敏感特性进行杂交水稻机械化制种。然而上述多种方法均存在诸多缺陷而不能从根本上实现杂交水稻机械化制种，目前在生产上也未见大规模商业化应用。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种利用诱导型雌性不育的杂交稻机械化制种方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述利用诱导型雌性不育的杂交稻机械化制种方法包括如下步骤：

(1)将诱导型启动子驱动的水稻雌性可育基因插入水稻表达载体，水稻表达载体优选为pCAMBIA1300；

(2)将步骤(1)所制备的水稻表达载体导入雌性不育水稻，并获得纯合的转基因水稻；

(3)将纯合的转基因水稻进行不育系繁殖或杂交稻制种；进行不育系繁殖时，向纯合的转基因水稻施加诱导剂，使诱导型启动子驱动的水稻雌性可育基因表达,实现可育自交繁殖；进行杂交稻制种时，在不施加诱导剂的自然条件下将纯合的转基因水稻与母本不育系种植，杂交获得杂交种子(纯合的转基因水稻不施加诱导剂时表现为完全雌性不育,因而可作为父本用于制种与母本杂交生产杂交种子；制种过程收获时，父本由于为雌性不育而不结实，因此，父母本无论箱式播种或者混播，收获时都可混收)。

其中，步骤(1)所述水稻雌性可育基因为雌性不育水稻sfs1的雌性不育基因的野生型基因，PTB1雌性基因的野生型基因或FST雌性不育基因的野生型基因；所述雌性不育水稻sfs1的雌性不育基因序列如SEQIDNO.1所示；所述PTB1雌性基因序列如SEQIDNO.2所示；所述FST雌性不育基因序列如SEQIDNO.3所示。

步骤(1)所述诱导型启动子的DNA序列如SEQIDNo.4所示。

步骤(2)所述雌性不育水稻为雌性不育水稻sfs1(该不育系已被申请号为201210096970.7的发明专利公开)或携带PTB1雌性基因(该基因已被申请号为201010194553.7的发明专利公开)的雌性不育水稻。

步骤(3)所述不育系繁殖时是在雌配子发育期向纯合的转基因水稻施加诱导剂；所述雌配子发育期为减数分裂期至大胞子发育期。

所述诱导剂是丙环唑、腈菌唑、或丙环唑与腈菌唑的组合物。

雌性不育水稻的繁殖和杂交稻机械化制种中利用了包含上述表达盒的转基因水稻进行转育所获得的水稻材料。

下面结合原理，对本发明作进一步说明：

本发明首先构建了携带由诱导型启动子驱动的水稻雌性可育基因的表达盒的水稻表达载体。利用水稻转基因技术，将上述表达载体转入雌性不育水稻。不育系繁殖时，上述转基因水稻利用相应的诱导剂诱导重组育性基因表达,使其可育自交繁殖；杂交稻制种时，转基因水稻不施加诱导剂时表现为完全雌性不育,因而可作为父本用于制种与母本杂交生产杂交种子。制种过程收获时，父本由于为雌性不育而不结实，因此，父母本可以箱式播种，也可以混播，收获时可以混收。