一種雜交作物的育種方法技術

一種雜交作物的育種方法，包括以下步驟：（1）選育有花粉直感效應作為分選標記的恢復系；（2）將選育的恢復系與光溫敏核不育系進行配組；（3）進行雜交種子生產；（4）在光溫敏核不育系遇特殊天氣，部分恢復育性條件下，混收不育系自交種和雜交種；（5）利用分選機區分雜種和自交種。利用本發明專利技術，即使兩系制種時，不育系部分穎花發生育性轉換，依然可以得到高純度、符合市場標準的兩系雜交種子。此外，由于制種風險過高而不能將光溫敏核不育系用于生產的作物也可以通過這條途徑利用雜種優勢，從而提高兩系作物的應用范圍。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及農業育種領域。具體地，本專利技術涉及一種光溫敏核不育雜交作物的育種方法。
技術介紹
人們早已發現各主要農作物的雜種優勢現象，并且將其廣泛用于玉米、高粱、水稻、油菜等農作物生產實際中?，F有農作物雜種優勢的利用方式有較多缺陷，選育實用的優良組合難度大,影響了雜種優勢潛力的發揮。主要作物中小麥，棉花，大麥，大豆等幾乎還沒有利用雜種優勢。提高配合力，降低種子生產成本，提高強優組合的選育效率，是農作物雜種優勢利用研究的發展方向。 雄性不育系由于可免除人工去雄、節約人力、降低種子成本、保證種子純度，從而在育種領域得到廣泛的重視。光溫敏核不育性是自然界中較為普遍的現象。光溫敏核不育系具有明顯的育性轉換特性，其育性表達受到光、溫因子調節，育性敏感期在某些溫度光照條件下，雄性發育為不育；育性敏感期在另外某些溫度光照條件下，雄性發育為可育。目前已發現有高溫不育或長日高溫不育，低溫不育或短日低溫不育等多種形式的光溫敏核不育性。高溫或長日高溫不育(低溫或短日低溫可育)類型光溫敏核不育系在育性轉換敏感期遇一定程度和時間的高溫表現不育，所以一般在長日高溫的夏季利用其進行制種；或遇一定程度和時間的低溫表現可育，所以一般利用海南冬季和高海拔地區進行不育系繁殖。低溫或短日低溫不育(高溫或長日高溫可育)類型光溫敏核不育系(有些人稱其為反溫敏或反光溫敏不育系)在育性轉換敏感期遇一定程度和時間的高溫表現可育，或遇一定程度和時間的低溫表現不育，分別用于繁殖和制種。在目前的光溫敏不育系中，溫度是控制育性表達的關鍵因子，沒有發現純粹由光照控制的光敏不育系，它們多為單基因隱性核不育。光溫敏不育系既可以表現為雄性可育，進行自我繁殖；又能夠表現完全雄性不育，作母本與常規品系雜交進行制種，做到一系兩用，是目前作物兩系法雜種優勢利用的主要遺傳工具。1986年袁隆平教授提出兩系法雜交水稻育種的戰略設想。世界各地廣泛開展了以光溫敏不育系為母本的作物兩系法雜種優勢利用研究。水稻兩系法雜種優勢利用具有光溫敏不育系易轉育、配組自由等顯著特點，理論上一切常規水稻品種都能轉育為光溫敏不育系，所有常規品種都能作為恢復系。因而該項研究具有優質、超高產的育種潛力。兩系法雜交稻育種現已獲得了很大成功，在生產上進入了大面積應用，它們一般比同熟期的三系法雜交水稻增產5-15%，兩系雜交作物發展大有前途。在制種階段光溫條件的異常變化，可使光溫敏核不育系不育性出現波動而恢復可育。例如，盛夏低溫，能夠引起已育成的高溫不育或長日高溫不育類型光溫敏核不育系不同程度地恢復自交結實，導致制種失敗。特別是對于小麥等群體花期跨度時間長的作物，育性敏感時期較長，遇災害天氣的可能性大，制種風險更高，以至于光溫敏核不育系小麥等尚不能大面積用于生產。近年來的研究和生產實踐說明，由于自然界天氣變化不可抗拒，年際間氣候變化差異大，光溫敏核不育系不育性容易出現波動，導致光溫敏核不育系恢復自交結實，制種失敗的機率較大，無法人為預測和控制。因為天氣變化一般是全國性的，光溫敏核不育系制種失敗也可能將是全國性的，所以育種上應該把光溫敏核不育系的制種風險降低到盡可能小的程度。因此，需要找到一種可以從兩系制種過程中產生的低純度種子獲得具有商品價值的高純度雜交種的辦法，從而降低制種風險。使原來不能通過光溫敏核不育系利用雜種優勢的作物的“兩系”途徑得到應用?；ǚ壑备杏址Q當代顯性，即有性雜交當代所結的種子或果實(包括種皮胚乳果皮等)表現出花粉供體(父本)性狀的現象，其中胚乳表現父本現象(如顏色飽滿度等)的稱為胚乳直感或種子直感，種皮或果皮表現父本現象的稱果實直感。胚乳直感是雙受精的結果，在自然界中廣泛存在。例如，玉米黃色胚乳為顯性性狀，以黃玉米的花粉對白玉米進行授粉，在母本植株上就能結出黃色胚乳的籽粒，當代就顯示出父本的顯性性狀，在這種情況下可以其作為鑒定真假雜種的直觀方法。色選機可根據物料光學特性的差異，利用光電技術將顆粒物料中的異色顆粒自動分揀出來，除去帶有黑點或有顏色的顆粒。采用超高速傳感器電子眼，可識別小至O.OSmm2的微小異色區域，使用方便，操作簡單，廣泛應用于大米等糧食作物的精選，能夠剔除大米中所有的堊白粒，處理速率可達3-10噸/小時。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題的是，提供一種新的雜交作物的育種方法，使得光溫敏不育即使在育性轉換期遇災害性天氣，自交結實，也能從混合種子中，獲得高純度的雜交種。、 本專利技術解決其技術問題采用的技術方案是，，包括以下步驟 (1)花粉直感分選性狀的恢復系； (2)將步驟(I)獲得的恢復系與光溫敏核不育系進行配組，選育具有強優勢的、農藝性狀優良的雜交組合； (3)將步驟(2)選配的雜交組合進行雜交種子生產； (4)當育性轉換敏感期遇上災害性天氣，導致不育系部分育性恢復，產生可育花粉，自交結實時，仍然對制種田進行人工輔助授粉和常規制種田間管理；收取不育系穗上所產生的自交種和與父本產生的雜交種子； (5)將所得種子通過分選機械分選出具有直感分選性狀的雜交種和無直感分選性狀的自交種，獲得達到生產應用標準的雜交種。進一步，步驟(I)中，所述的恢復系是通過分子生物學手段獲得的轉基因直感恢復系；或者是通過雜交、回交、細胞生物學等手段獲得的直感恢復系、直感自交系；或者是通過自然變異、人工誘變等手段獲得的變異直感恢復系；具有花粉直感性狀，所述花粉直感性狀包括顏色、氣味等性狀。 進一步，步驟(2 )中，所述的選配組合的不育系自交種子的相關性狀與步驟(I)所選育的恢復系的花粉直感相關性狀上存在差異，能夠通過機械進行區分。進一步，步驟(4)中，所述的災害性天氣為低溫、高溫、連續陰雨等與作物光溫敏核不育系保持不育特性相反的天氣條件，導致不育系育性部分恢復，部分自交結實。進一步，步驟(5)中，所述的分選機械包括以顏色或氣味等為分選標記性狀的分選機，即色選機、氣味分選機。進一步，步驟(5)中，可以通過多次分選的辦法，最終獲得目的純度的雜交種和自交種。本專利技術雜交作物的育種方法，主要是利用花粉直感效應和精確機械分選降低兩系雜交作物的制種風險，即使兩系制種時，不育系部分穎花發生育性轉換，依然可以得到高純度的、符合市場標準的兩系雜交種子，保證國家種業發展及糧食安全。利用本專利技術，由于降低了制種風險，可以淡化對不育系不育臨界溫度的要求，拓寬制種基地和不育系的選擇范圍。在雜種優勢利用中，有些作物由于不育系群體的育性轉換敏感期長而容易遇上產 生部分自交結實的災害性天氣，制種風險過高，而不能夠將光溫敏核不育系用于生產。通過利用本專利技術育種方法，能夠有效降低兩系作物的制種風險，使得這些作物能夠通過光溫敏核不育系利用雜種優勢，提高作物產量。具體實施方法 以下結合實施例對本專利技術作進一步詳細說明，但這些實施例不得用于解釋對本專利技術保護范圍的限制。各實施例所使用的各作物品種(品系)均為育種領域中常規使用的品種(品系)，通過國家審定認定或者技術鑒定，可在品種資源庫獲得或者市場采購。實施例I (1)通過基因工程手段，構建胚乳特異性啟動子PGtl驅動的紅色熒光蛋白DsRed表達盒到雙元表達載體Psbl30上，通過農桿菌介導，轉入水稻父本9311中，獲得水稻父本9311的轉基因群體，通過分子生物學的PCR和south本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雜交作物的育種方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）通過雜交、回交、復交、細胞生物學或分子生物學手段，獲得具有花粉直感分選性狀的恢復系；（2）將步驟（1）獲得的恢復系與光溫敏核不育系進行配組，選育具有強優勢的、農藝性狀優良的雜交組合；（3）將步驟（2）選配的雜交組合進行雜交種子生產；（4）當育性轉換敏感期遇上災害性天氣，導致不育系部分育性恢復，產生可育花粉，自交結實時，仍然對制種田進行人工輔助授粉和常規制種田間管理；收取不育系穗上所產生的自交種和與父本產生的雜交種子；（5）將所得種子通過分選機械分選出具有直感分選性狀的雜交種和無直感分選性狀的自交種，獲得達到生產應用標準的雜交種。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李新奇，鄺翡婷，袁定陽，李莉，李娜，袁隆平，
申請(專利權)人：湖南雜交水稻研究中心，
類型：發明
國別省市：