一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及水稻雜種優(yōu)勢利用領(lǐng)域，該發(fā)明專利技術(shù)利用了一種反向溫敏雄性不育系為母本，通過與育性正常的父本雜交來配制F2群體，在相對高溫條件下抑制不育單株的產(chǎn)生，提高F2群體的產(chǎn)量。具體包括以下步驟：在反向溫敏雄性不育系的育性敏感期溫度低于26℃時(shí)，利用反向溫敏雄性不育系的不育特性，以反向溫敏雄性不育系作為母本，以恢復(fù)系作為父本進(jìn)行雜交或制種，獲得F1雜交種；調(diào)整播插期，在隔離條件下讓F1雜交種自交繁殖，收獲F2種子；測試F2群體的生育期、豐產(chǎn)性和適應(yīng)性，篩選適宜在長江流域作中稻種植的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型F2群體。本發(fā)明專利技術(shù)能獲得無不育單株、具有一定增產(chǎn)潛力的F2群體，且繁衍F2群體的母種生產(chǎn)程序簡單、成本低廉，克服了傳統(tǒng)方法存在的高不育株率影響產(chǎn)量優(yōu)勢的問題。

Breeding method for utilizing F2 population superiority of rice

The invention relates to the field of utilization of Heterosis in rice, the invention utilizes a reverse thermo sensitive male sterile line as female parent and male parent of hybrid breeding by normal to prepare F2 group, inhibition of sterile plants in relatively high temperature conditions, improve the population yield of F2. It includes the following steps: in the reverse thermo sensitive male sterility fertility sensitive period temperature lower than 26 DEG C, sterility of male sterile line by using reverse thermo sensitive, to reverse thermo sensitive male sterile line as female parent, to restore the system as the male parent or seed, F1 hybrid; adjusting sowing and transplanting period in the condition of separation, let F1 hybrid inbred breeding, seed harvest F2; test F2 population growth period, high yield and adaptability, suitable for high yield type F2 populations of middle season rice planting in Yangtze River basin. The invention can obtain non sterile plants, with the yield potential of F2 group, parent production procedures and reproduction of group F2 is simple and low cost, overcomes the high sterile rate of traditional methods are the yield advantage.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法
本專利技術(shù)涉及水稻雜種優(yōu)勢利用領(lǐng)域，具體涉及一種水稻的育種方法。
技術(shù)介紹
水稻的雜種優(yōu)勢利用取得了巨大成功，雜交水稻(即兩個水稻品種的雜交F1代)一般比常規(guī)水稻增產(chǎn)10％-15％，但雜交種的制種產(chǎn)量較低，生產(chǎn)成本過高，過高的雜交水稻種子價(jià)格制約了雜交水稻的發(fā)展。水稻的F2代，即雜交種的自交后代群體，其產(chǎn)量一般低于F1，但普遍高于雙親(增產(chǎn)幅度一般為5-10％)，同樣具有潛在的利用價(jià)值。從長遠(yuǎn)來看，對F2代的利用能大幅度提高制種產(chǎn)量(是F1代制種產(chǎn)量的80-100倍)，顯著降低生產(chǎn)成本，更好地協(xié)調(diào)成本與效益之間的矛盾。F2的優(yōu)勢利用需要依賴高效的F1生產(chǎn)體系；大規(guī)模生產(chǎn)F1需要親本一方為花粉徹底敗育的雄性不育系(稱為“母本”)，親本另一方為育性正常的恢復(fù)系(稱為“父本”)。化學(xué)殺雄法和遺傳繁育法是獲得雄性不育系的兩種主要途徑；化學(xué)殺雄法是使用化學(xué)產(chǎn)品殺死花粉，獲得不育系；利用化殺法制備F2群體的優(yōu)點(diǎn)是F2群體不會出現(xiàn)不育株，但缺點(diǎn)是因分蘗發(fā)育不同步，導(dǎo)致化學(xué)殺雄法難以徹底殺死所有花粉，從而影響母種(即F1種子)的種子純度。遺傳繁育法是借助遺傳控制體系來實(shí)現(xiàn)雄性不育系的繁殖；目前，能實(shí)現(xiàn)遺傳繁殖的雄性不育系主要包括質(zhì)核互作型雄性不育系和正向光溫敏型雄性不育系；利用這兩類不育系來制備F2群體的優(yōu)點(diǎn)是母種純度有保障，缺點(diǎn)是F2群體中會分離出高比例的不育株(若不育性受1對隱性基因控制，則不育株率占F2群體的25％)，降低群體產(chǎn)量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)解決的技術(shù)問題是提供了一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法，通過利用反向溫敏雄性不育系RMS(高溫下可育，低溫條件下不育)作為創(chuàng)制F2群體的母本，將其制備的F2群體在長江流域作為中稻種植后，該區(qū)域溫度處于F2群體育性敏感期的可育溫度范圍內(nèi)，從而消除了群體中的不育株，充分發(fā)揮了水稻的F2群體優(yōu)勢。本專利技術(shù)具體的技術(shù)方案如下：一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法，包括以下步驟：在反向溫敏雄性不育系的育性敏感期溫度低于26℃時(shí)，利用反向溫敏雄性不育系的不育特性，以反向溫敏雄性不育系(RMS)作為母本，以恢復(fù)系(NR)作為父本進(jìn)行雜交或制種，獲得RMS/NR的F1雜交種；然后，通過安排合理播插期，在隔離條件下讓F1雜交種自交繁殖，收獲F2種子；測試F2群體的生育期、豐產(chǎn)性和適應(yīng)性，篩選適宜在長江流域作中稻種植的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型F2群體。該群體因剔除了不育單株，確保了優(yōu)勢的發(fā)揮。在本專利技術(shù)中，所述反向溫敏雄性不育系為雁農(nóng)S或由雁農(nóng)S轉(zhuǎn)育而來的高育性轉(zhuǎn)換溫度型反向溫敏雄性不育系。該反向溫敏雄性不育系在育性敏感期溫度高于30℃時(shí)，其花粉育性正常，表現(xiàn)為可育，能自交結(jié)實(shí)，用于繁殖；當(dāng)育性敏感期環(huán)境溫度低于26℃時(shí)，反向溫敏雄性不育系花粉敗育，表現(xiàn)為不育，結(jié)實(shí)率接近0％，用于制種。優(yōu)選的，本專利技術(shù)的育種方法中還包括在育性敏感期溫度高于30℃時(shí)，對反向溫敏雄性不育系種子進(jìn)行自交繁殖的步驟。其中，反向溫敏雄性不育系的育性敏感期為幼穗分化發(fā)育的第四至六期。實(shí)現(xiàn)“RMS的育性敏感期溫度高于30℃”的理想條件是，在湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等地將所述反向溫敏雄性不育系的幼穗分化第四至六期安排在6月中旬至8月下旬。本專利技術(shù)的恢復(fù)系(NR)的花粉可育、能正常自交結(jié)實(shí)，生產(chǎn)上已經(jīng)應(yīng)用或未應(yīng)用的可育水稻，包括三系恢復(fù)系、兩系恢復(fù)系、優(yōu)質(zhì)常規(guī)稻及其他正常可育水稻資源都可以作為恢復(fù)系使用。優(yōu)選生產(chǎn)出的F1雜交種還包括篩選步驟：篩選與長江流域中稻的生育期相當(dāng)，綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的雜交組合F1。實(shí)現(xiàn)“F1雜交種自交繁殖”的理想條件是通過適當(dāng)調(diào)整播差期，使F1在28～32℃的外界環(huán)境溫度條件下(如湖南、江西等地的8月中旬至9月上旬)抽穗，以避開極端高溫或低溫天氣，提高種子產(chǎn)量；同時(shí)，通過物理隔離或錯開花期等手段，避免其他品種花粉竄入而影響種子純度。獲得所述F1的自交繁殖種子后，還包括對F2群體進(jìn)行不同生態(tài)區(qū)域的品比試驗(yàn)以測試F2群體的生育期、豐產(chǎn)性和適應(yīng)性，具體試驗(yàn)程序執(zhí)行由農(nóng)業(yè)部制定的長江流域中稻品比試驗(yàn)方案或由長江中游省份包括湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等制定的中稻品比試驗(yàn)方案，篩選適宜在長江流域作中稻種植的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型F2群體。其中，品比試驗(yàn)的區(qū)試對照采用長江流域常規(guī)種植的水稻。所述豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型F2群體與長江流域種植的區(qū)試對照相比應(yīng)滿足三個基本要求，一是F2的生育期與區(qū)試對照相當(dāng)，即F2群體的抽穗期(占群體總穗數(shù)的60％以上抽穗)和成熟期(90％以上的單株成熟)與區(qū)試對照的差異控制在5d以內(nèi)，優(yōu)選為3d以內(nèi)；二是F2產(chǎn)量不低于區(qū)試對照，三是F2群體的品質(zhì)和稻瘟病抗性均與對照相當(dāng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：本專利技術(shù)利用反向溫敏雄性不育系配制F2群體，通過反向溫敏雄性不育系與恢復(fù)系進(jìn)行雜交或制種，能高效生產(chǎn)F1代雜交種，避免了化學(xué)殺雄法所存在的花粉育性不徹底，影響F1的種子純度的問題，確保了F1代雜交種的高純度。創(chuàng)制的F2群體在高溫條件下種植不會出現(xiàn)不育單株，并通過篩選得到豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)性、品質(zhì)和抗病性均不低于區(qū)試對照的F2群體，適合用作長江流域中稻生產(chǎn)。本專利技術(shù)育種方法能高效生產(chǎn)F1代雜交種，F(xiàn)2種子無不育株，群體產(chǎn)量高。能夠低成本高產(chǎn)出的生產(chǎn)F2種子，充分發(fā)揮并利用F2種子潛在的雜種優(yōu)勢，提高水稻產(chǎn)量。附圖說明下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明。圖1：本專利技術(shù)育種方法的示意圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)合理利用反向溫敏雄性不育系，為培育有產(chǎn)量優(yōu)勢的F2群體創(chuàng)造了條件。反向溫敏雄性不育系屬于一種特殊類型的雄性不育系；在高溫條件下，這類資源或品系的花粉育性正常，可自交結(jié)實(shí)，用來繁殖；而在低溫條件下，其花粉徹底敗育，不能結(jié)實(shí)，從而用來制種。從生產(chǎn)實(shí)用性考慮，反向溫敏雄性不育系的育性轉(zhuǎn)換溫度越高，其在低溫條件下制種就越安全，反之則不利于安全制種；而在繁殖方面，育性轉(zhuǎn)換溫度越高的反向溫敏雄性不育系適宜選擇在長江流域的夏季進(jìn)行繁殖，而低轉(zhuǎn)換溫度的反向溫敏雄性不育系具有更寬松的繁殖條件，如整個長江流域及其以南區(qū)域都是其理想的繁殖場所。雁農(nóng)S具有較高的育性轉(zhuǎn)化溫度，因此，利用反向溫敏雄性不育系為母本與正常可育父本配制的F2群體，理論上是一個反向溫敏不育單株占比25％的群體；只要該群體的育性敏感期處于高溫條件下(如湖南長沙6-8月的日均溫度超過了30℃)時(shí)，其中的反向溫敏不育單株就會因高溫誘導(dǎo)而恢復(fù)育性；也就是說，反向溫敏雄性不育系的F2群體在高溫條件下不會出現(xiàn)不育單株，這在一定程度上穩(wěn)定了群體產(chǎn)量。通過對湖南、江西等省份的多年多點(diǎn)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，利用雁農(nóng)S配制的多個F2群體適宜作中稻種植，其群體不會出現(xiàn)不育株，并且具有一定的增產(chǎn)潛力，表明該方法是實(shí)用的。如圖1所示，本專利技術(shù)一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法，包括以下步驟：1.在育性敏感期氣溫高于30℃時(shí)，對雁農(nóng)S或由雁農(nóng)S轉(zhuǎn)育而來的高育性轉(zhuǎn)換溫度型反向溫敏雄性不育系RMS進(jìn)行自交繁殖；2.在育性敏感期氣溫低于26℃時(shí)，以RMS為母本，恢復(fù)系NR為父本進(jìn)行雜交，獲得RMS/NR的F1雜交種；3.篩選與長江流域中稻的生育期相當(dāng)，綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良的雜交組合F1；4.通過合理安排播插期，在隔離條件下讓F1單株自交繁殖，收獲F2種子；5.將F2種植在長江流域，篩選適本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法，其特征在于，包括以下步驟：在反向溫敏雄性不育系的育性敏感期溫度低于26℃時(shí)，利用反向溫敏雄性不育系的不育特性，以反向溫敏雄性不育系作為母本，以恢復(fù)系作為父本進(jìn)行雜交或制種，獲得F1雜交種；調(diào)整播插期，在隔離條件下讓F1雜交種自交繁殖，收獲F2種子；測試F2群體的生育期、豐產(chǎn)性和適應(yīng)性，篩選適宜在長江流域作中稻種植的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型F2群體。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用水稻F2群體優(yōu)勢的育種方法，其特征在于，包括以下步驟：在反向溫敏雄性不育系的育性敏感期溫度低于26℃時(shí)，利用反向溫敏雄性不育系的不育特性，以反向溫敏雄性不育系作為母本，以恢復(fù)系作為父本進(jìn)行雜交或制種，獲得F1雜交種；調(diào)整播插期，在隔離條件下讓F1雜交種自交繁殖，收獲F2種子；測試F2群體的生育期、豐產(chǎn)性和適應(yīng)性，篩選適宜在長江流域作中稻種植的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)型F2群體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的育種方法，其特征在于，所述反向溫敏雄性不育系為雁農(nóng)S或由雁農(nóng)S轉(zhuǎn)育而來的高育性轉(zhuǎn)換溫度型反向溫敏雄性不育系。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的育種方法，其特征在于，所述反向溫敏雄性不育系為在育性敏感期溫度高于30℃時(shí)，對反向溫敏雄性不育系種子進(jìn)行自交繁殖得到。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的育種方法，其特征在于，所述反向溫敏雄性不育系的育性敏感期為幼穗分化發(fā)育的第四至六期。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：譚炎寧，段美娟，袁定陽，徐秋生，胡忠孝，高揚(yáng)，盛夏冰，許可，
申請(專利權(quán))人：湖南雜交水稻研究中心，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南,43