专利名称：三系法杂交水稻机械化制种方法
技术领域：
本发明属于水稻育种，涉及杂交水稻制种技术，特别是机械化生产三系杂交水稻种子的方法。
背景技术：
水稻(Oryza sativa L.)杂种优势利用分为三系法和两系法两种方法，目前杂种优势利用主要以三系法为主。三系法水稻杂种优势利用的主要途径，是通过培育雄不育系(A)，雄性不育保持系(B)，雄性不育恢复系(R)(合称三系)，达到选配强优势组合的目的。早在1958年，日本东北大学胜尾清，为利用水稻杂种优势开展了雄性不育系的研究，发现中国的红芒野稻能导致藤坂5号产生雄性不育。1966年日本琉球大学新城长友以钦苏拉一包罗II为母本与台中65杂交，育成BT型台中65不育系，同时把台中65不育系中的部分可育株经自交稳定育成了BT型不育系的同质恢复系，1968年实现三系配套。随后，日本农业技术研究所以缅甸籼稻品种里特稻与藤坂5号杂交，经连续回交育成了具有里特型不育系配制的组合，但因优势不强均未能应用于生产。中国杂交水稻的研究始于1964年，在袁隆平的领导下于1973年实现了籼型杂交水稻三系配套，在北方于1975年实现了粳型杂交水稻三系配套，从此三系杂交水稻在中国有了迅猛的发展，在组合选育上，三系杂交水稻经过几十年的发展在产量、米质及抗性上均有了较大的提高。
然而杂交水稻的发展离不开杂交水稻制种。
杂交水稻制种需建立不育系的繁殖田和杂交种的制种田。
在不育的繁殖田里，以不育系为母本、保持系为父本，分别播种，按一定行比分别相间种植，调节开花期；在开花期采用人工赶粉，使不育系接受保持系的花粉，受精结实，保持系则自交结实，然后分别收割。在不育系植株上收得的种子仍为不育系，留其中一部分供继续繁殖不育系用外，其余大部分用于制种田配制杂交种；保持系自交所结的种了仍为保持系。
在制种田里以不育系为母本、恢复系为父本，分别播种，按一定行比分别相间种植，调节开花期，在开花期采用人工赶粉，使不育系接受恢复系的花粉，受精结实，恢复系自交结实，然后分别收割，生产出杂交种子(不育系上结出的种子)和恢复系种子(恢复系自交所结种子，仍为恢复系)。
自中国三系杂交水稻配套以来，各地在制种的实践中，摸索、创造并积累了极其丰富的经验，使制种产量有了大幅度的提高。但长期以来杂交水稻制种技术与研制初期相比却没有根本的变化，依然采用以上所述的父母本差期播种，分厢栽插、人工赶粉、分别收割等技术措施，制种效率不高，劳动强度大，同时种子质量也难以控制。如何改进这种种子生产技术体系，已成为杂交水稻进一步发展和提高我国种子国际竞争力以及杂交水稻技术在美国等发达国家进一步推广所必须解决的重要课题之一。扩大制种规模是降低生产成本，提高制种效益和保证种子质量的关键，而实现杂交水稻种子生产的机械化则是规模化制种的必由之路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是杂交水稻种子生产的机械化，克服上述的分别栽插、人工赶粉、分别收割，制种效率低、劳动强度大，制种质量不高等弊端，提供三系法杂交水稻机械化制种方法。
本发明采用的技术方案，其特殊之处是①选用谷壳颜色区别于正常谷壳色的一水稻品种，与谷壳颜色正常的一水稻保持系品种杂交，获得谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻保持系种子，进而转育出谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻不育系种子；②用所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻不育系种子和谷壳颜色正常的水稻恢复系种子机械混播，在开花期赶粉，结实后通过机械混收谷壳颜色区别于正常谷壳色的杂交种种子和自交的谷壳颜色正常的恢复系种子，再用色选机分选，分别获得所述的杂交种种子和恢复系种子。
本发明的制种方法，从优化考虑还可以包括谷壳颜色区别于正常谷壳色的不育系的繁殖方法即在所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻保持系中采用转基因技术导入单隐性除草剂致死基因，导入该基因的该保持系种子和所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色的不育系种子机械混播，在开花期赶粉，然后通过喷除草剂杀死保持系，不育系结实后用机械收割，获得谷壳颜色区别于正常谷壳色的不育系种子。
本发明的制种方法，从优化考虑也可以包括谷壳颜色区别于正常谷壳色的保持系的繁殖方法即取所述的谷壳颜色区别于正常谷色的保持系种子采用机械播种、收割实现。
本发明的制种方法，从更优化考虑，可以包括所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色的不育系的繁殖方法和谷壳颜色区别于正常谷壳色的保持系的繁殖方法。
本发明所述的在开花期赶粉是指用机械或风力产生的气流赶粉。
本发明在与谷壳颜色正常(简称“常色”)的保持系杂交时，选用的是谷壳颜色区别于正常谷壳色(简称“异色”)的一水稻品种，该水稻品种是一种带隐性单基因的品种，以它作为谷壳颜色标记品种。经杂交及回交(所述的转育是指回交，即杂交后代与亲本杂交)，可以获得谷壳颜色区别于正常谷壳色的保持系(异色保持系)种子及谷壳颜色区别于正常谷壳色的不育系(异色不育系)种子。
“常色”种与“异色”种杂交可以得到“异色”后代。
不育系、保持系、恢复系，用来生产杂交水稻；利用杂种优势，可以生产出高产、高品质的水稻。
在利用杂种优势进行水稻杂交生产杂交种时，以不育系与恢复系杂交制种。本发明采用异色不育系与常色恢复系杂交，用机械混播，开花时机械或借助风力赶粉结实后机械混收，所得种子中，杂交种子其谷壳颜色区别于正常谷壳色，常色恢复系自交所结种子其谷壳颜色为正常谷壳色，由此，可以用色选机分选出杂交种种子和恢复系种子，实现播插、赶粉、收割、种子分选机械化。
所述的正常谷壳色是指目前普遍生产的稻谷所呈现的谷壳颜色，所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色，是指谷壳颜色与正常谷壳色有较大色差或显著色差。
本发明首先制成异色保持系和异色不育系，在生产杂交种子时采用异色不育系。
为能一次次杂交制种，异色不育系需要繁殖。异色不育系的繁殖采用异色不育系和异色保持系杂交。为能实现机械混播、混收，采用转基因技术将单隐性除草剂致死基因导入异色保持系中，与异色不育系机械混播，开花期机械赶粉或利用风力赶粉，再喷施除草剂杀死保持系，然后用机械收割不育系，得到不育系种子。
异色保持系的繁殖，采用机械播种，自交结实后收获。
本发明由于采用水稻异色不育系、异色保持系，用异色不育系和常色恢复系杂交时，用机械混播、机械赶粉，结实后机械混收，再用色选机分选混收的水稻种子，获得杂交稻种子(可用于大田生产)和恢复系种子，故在水稻杂交制种时废除了人工分栽、人工赶粉、人工分收等工序，大大提高了水稻杂交制种效率，节省工时，节省劳力，并提高了制种质量。采用转基因技术将除草剂基因导入保持系的本发明，则可用机械方式繁殖不育系，从而可实现杂交水稻三系制种的全程机械化操作。
具体实施例方式
三系法杂交水稻机械化制种方法，采用谷壳颜色为褐色(与正常谷壳色有较大色差，作为褐色谷壳标记)的籼型广亲和品种Dular与谷壳颜色正常的保持系协青早B杂交，从中选育一个谷壳颜色褐色的保持系，并进而转育成谷壳颜色褐色的不育系(称之为“色选A”)；用色选A与谷壳颜色正常的恢复系杂交制种时，采用飞机混直播，在开花期用直升飞机产生的气流赶粉，结实后用机械混收杂交种种子和恢复系种子，再用色选机利用色差分选出谷壳颜色褐色的杂交种种子和谷壳颜色正常的恢复系种子；在谷壳颜色褐色的保持系中导入单隐性苯达松致死基因，在繁殖不育系时采用飞机混直播谷壳颜色褐色的不育系种子和谷壳颜色褐色的保持系种子，在开花期用直升飞机产生的气流赶粉，然后通过喷撒苯达松杀死保持系，不育系结实后用机械收割，得到谷壳颜色褐色的不育系种子；对谷壳颜色褐色的保持系的繁殖也采用机械播种、移栽、收获，实现三系杂交水稻种子生产的全程机械化制种。
权利要求
1.三系法杂交水稻机械化制种方法，其特征是①选用谷壳颜色区别于正常谷壳色的一水稻品种，与谷壳颜色正常的一水稻保持系品种杂交，获得谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻保持系种子，进而转育出谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻不育系种子；②用所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻不育系种子和谷壳颜色正常的水稻恢复系种子机械混播，在开花期赶粉，结实后通过机械混收谷壳颜色区别于正常谷壳色的杂交种种子和自交的谷壳颜色正常的恢复系种子，再用色选机分选，分别获得所述的杂交种种子和恢复系种子。
2.如权利要求1所述的制种方法，其特征是包括谷壳颜色区别于正常谷壳色的不育系的繁殖方法在所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻保持系中采用转基因技术导入单隐性除草剂致死基因，导入该基因的该保持系种子和所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色的不育系种子机械混播，在开花期赶粉，然后通过喷除草剂杀死保持系，不育系结实后用机械收割，获得谷壳颜色区别于正常谷壳色的不育系种子。
3.如权利要求1或2所述的制种方法，其特征是包括谷壳颜色区别于正常谷壳色的保持系的繁殖方法取所述的谷壳颜色区别于正常谷色的保持系种子采用机械播种、收割实现。
4.如权利要求1或2所述的制种方法，其特征是所述的在开花期赶粉是指用机械或风力产生的气流赶粉。
全文摘要
可替代人工分厢栽插、赶粉、人工收割的三系法杂交水稻机械化制种方法，①选用谷壳颜色区别于正常谷壳色的一水稻品种，与谷壳颜色正常的一水稻保持系品种杂交，获得谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻保持系种子，进而转育出谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻不育系种子；②用所述的谷壳颜色区别于正常谷壳色的水稻不育系种子和谷壳颜色正常的水稻恢复系种子机械混播，在开花期机械赶粉，结实后经机械混收谷壳颜色区别于正常谷壳色的杂交种种子和自交的谷壳颜色正常的恢复系种子，再用色选机分选，分别获得所述的杂交种种子和恢复系种子。本发明适用于杂交水稻制种。
文档编号A01H1/02GK1442038SQ02104889
公开日2003年9月17日 申请日期2002年3月4日 优先权日2002年3月4日
发明者曹立勇, 程式华, 何立斌, 杨长登 申请人:曹立勇