一种水稻三系不育系的培育方法

1.本发明涉及水稻育种技术领域，具体涉及一种水稻三系不育系的培育方法。


背景技术：

2.种子是农业的“芯片”，是保障国家粮食安全和主要农产品有效供给的重要基础，也是一切农作物产业链的起点，粮食安全的前提是种业安全。水稻作为我国和我省最主要的食物作物，肩负着保障国家粮食安全和食物安全的双重责任，而水稻种子是水稻丰产的基础，水稻种子的质量是水稻丰产的关键，也是种业企业的生命线，是决定企业的生产、经营、兴衰成败的关键因素。杂交水稻种子发芽率是衡量种子质量的重要指标之一。前人的研究表明，种子是由父本和母本通过异交产生，其种子发芽率和活力特性同时受父母本遗传特性的影响及外界条件影响，如不利天气、过早或过迟收获、储藏不当、病虫害的影响等均会降低种子发芽率；遗传因素对种子活力的影响起主导作用，且受母体遗传的影响大于父本。获得三系杂交稻高芽率种子必须具有高芽率不育系。
3.目前培育三系不育系技术主要采取如图1的方式，步骤包括：
①
利用现有保持系亲本(或材料)
×
保持系亲本(或材料)，创制三系保持系新材料；
②
在保持系新材料中选择优良单株，利用现有不育系作母本，新创制的保持系中间材料作父本杂交；
③
目测杂交后的f1代中败育的单株作母本，选择同一个保持系材料中的优良单株作父本，继续回交；
④
获得bc1f1母本后继续采用步骤3回交；
⑤
获得bc2f1母本后，每个株系镜检，选留败育彻底、开花习性好、柱头外露率高、柱头生活力强的单株作母本，并选择成对的保持系材料中的单株继续回交；
⑥
重复步骤
②
，直到不育系败育彻底，农艺性状一致、稳定，最后优选一对，不育系选育成功。现有技术培育不育系的发芽率和耐储藏能力，只能在选育成功后才去测定，结果是培育的不育系发芽率和储藏能力可能高、可能低，效率低、成功率不高、成本高。
4.鉴于目前我国育成的三系不育系自身发芽率普遍不高，多数不育系发芽率都在80％左右。因此，研究提高三系不育系发芽率，保证种子质量安全，对保证国家粮食安全、种业企业发展、种植户丰产增收具有重要的现实意义。


技术实现要素：

5.现有技术培育不育系的发芽率和耐储藏能力，只能在选育成功后才去测定，结果是培育的不育系发芽率和储藏能力可能高、可能低，效率低、成功率不高、成本高。基于此，本发明提供了一种水稻三系不育系发芽率高、种子质量安全的培育方法。本发明是通过如下手段实现的：
6.一种水稻三系不育系的培育方法，包括：
7.(1)创制新材料：利用现有保持系亲本(或材料)与保持系亲本(或材料)杂交，创制三系保持系新材料；
8.(2)种植f1代；
9.(3)种植f1代种子不低于2000株；
10.(4)在f1代群体中选择农艺性状优良(即：播种到抽穗≤85天，有效分蘖数≥10穗/每株、主茎叶数≤14叶，株高≤100cm，剑叶宽度适中、直立不披垂)的单株；
11.(5)将新创制的遗传稳定的保持系材料按照株系收获，常温储藏1个月、低温储藏6个月后按照株系分别测试发芽率；
12.(6)选留两次发芽率均在85％以上的株系种植，将高发芽率株系分单本插秧，密度为20cm
×
27cm，观察记录各个植株的性状、产量、每穗粒数、结实率和千粒重，将农艺性状好、产量高、每穗粒数多、结实率高和千粒重高的植株(即：播种到抽穗≤85天，有效分蘖数≥10穗/每株、主茎叶数≤14叶，株高≤100cm，剑叶直立不披，穗长≥20cm，每穗粒数≥150粒，结实率≥85％，千粒重≥22g的单株)进行编号标记，且每单株上的每穗收种50-100粒；
13.(7)种植选留单株，利用现有败育彻底(即：不育株率为100％，镜检花粉败育率达到99.99％的单株)的不育系作母本，选留株系中优选单株(即：选择播种到抽穗≤85天，有效分蘖数≥10穗/每株、主茎叶数≤14叶，株高≤100cm，剑叶直立不披，穗长≥20cm，每穗粒数≥150粒，结实率≥85％，千粒重≥22g的单株)作父本杂交；
14.(8)目测杂交后的f1代中败育(即：不育株率为100％，镜检花粉败育率达到99.99％的单株)的单株作母本，选择同一个保持系材料中的优良单株(即：选择播种到抽穗≤85天，有效分蘖数≥10穗/每株、主茎叶数≤14叶，株高≤100cm，剑叶直立不披，穗长≥20cm，每穗粒数≥150粒，结实率≥85％，千粒重≥22g的单株)作父本，继续回交；
15.(9)获得bc1f1母本后继续采用步骤(8)回交；
16.(10)获得bc2f1母本后，每个株系镜检，选留败育彻底、开花习性好、柱头外露率高、柱头生活力强的单株(即：镜检不育株率为100％，套袋自交结实率为0.00％，正常天气情况下，每日开花时间上午9-12时，11点为开花高峰，颖壳开颖角度≥25
°
、≤30
°
，柱头外露率≥80.0％，其中双外露率≥50.0％，开花4-7天后授粉正常结实)作母本，并选择成对的保持系材料中的单株继续回交；
17.(11)选择1个不育系单株，去除已开花的颖花，留下当天能开花的颖花并套袋，并采用人工授粉杂交；
18.(12)将步骤11人工授粉获得的杂交种子按收获后常温储藏1个月、低温储藏6个月后分别进行发芽试验，检测发芽率，如果2个存储期的发芽率都在85％以上，则发芽率高、储藏能力强；
19.(13)重复步骤(10)，直到不育系败育彻底，农艺性状一致、稳定，最后优选一对，不育系选育成功。
20.本发明的有益效果在于：
21.本发明的技术方案能较快确定的不育系发芽率和储藏能力，效率高、成功率高、成本低。
附图说明
22.图1为传统不育系、保持系系谱图；其中，nnnn表示年份，x季表示季节(如在海南南繁，可以种植3季)，dd表示试验地点，bc
xfx
表示回交不育系代次，fx表示保持系代次，aa、bb、cc、ee、ff等代表优选植株数量。
23.图2为本发明不育系、保持系系谱图；其中，nnnn表示年份，x季表示季节(如在海南
南繁，可以种植3季)，dd表示试验地点，bc
xfx
表示回交不育系代次，f
x
表示保持系代次，aa、bb、cc、ee、ff等代表优选植株数量。
24.图3～图6为本发明育良种子质量检验报告。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.实施例
27.(1)创制新材料：利用现有保持系亲本(或材料)与保持系亲本(或材料)杂交，创制三系保持系新材料；
28.(2)种植f1代；
29.(3)种植f1代种子不低于2000株；
30.(4)在f1代群体中选择农艺性状优良(即：播种到抽穗≤85天，有效分蘖数＞10穗/每株、主茎叶数≤14叶，株高≤100cm，剑叶宽度适中、直立不披垂的单株)的单株；
31.(5)将新创制的遗传稳定的保持系材料按照株系收获，常温储藏1个月、低温储藏6个月后按照株系分别测试发芽率；
32.(6)选留两次发芽率均在85％以上的株系种植，将高发芽率株系分单本插秧，密度为20cm
×
27cm，观察记录各个植株的性状、产量、每穗粒数、结实率和千粒重，将农艺性状好、产量高、每穗粒数多、结实率高和千粒重高的植株(即：播种到抽穗≤85天，有效分蘖数≥10穗/每株、主茎叶数≤14叶，株高≤100cm，剑叶直立不披，穗长≥20cm，每穗粒数≥150粒，结实率≥85％，千粒重≥22g的单株)进行编号标记，且每单株上的每穗收种50-100粒；
33.(7)种植选留单株，利用现有败育彻底(即：不育株率为100％，镜检花粉败育率达到99.99％的单株)的不育系作母本，选留株系中优选单株(即：选择播种到抽穗≤85天，有效分蘖数≥10穗/每株、主茎叶数≤14叶，株高≤100cm，剑叶直立不披，穗长≥20cm，每穗粒数≥150粒，结实率≥85％，千粒重≥22g的单株)作父本杂交；
34.(8)目测杂交后的f1代中败育(即：不育株率为100％，镜检花粉败育率达到99.99％的单株)的单株作母本，选择同一个保持系材料中的优良单株(即：选择播种到抽穗≤85天，有效分蘖数≥10穗/每株、主茎叶数≤14叶，株高≤100cm，剑叶直立不披，穗长≥20cm，每穗粒数≥150粒，结实率≥85％，千粒重≥22g的单株)作父本，继续回交；
35.(9)获得bc1f1母本后继续采用步骤(8)回交；
36.(10)获得bc2f1母本后，每个株系镜检，选留败育彻底、开花习性好、柱头外露率高、柱头生活力强的单株(即：镜检不育株率为100％，套袋自交结实率为0.00％，正常天气情况下，每日开花时间上午9-12时，11点为开花高峰，颖壳开颖角度≥25
°
、≤30
°
，柱头外露率≥80.0％，其中双外露率≥50.0％，开花4-7天后授粉正常结实)作母本，并选择成对的保持系材料中的单株继续回交；
37.(11)选择1个不育系单株，去除已开花的颖花，留下当天能开花的颖花并套袋，并采用人工授粉杂交；
38.(12)将步骤11人工授粉获得的杂交种子按收获后常温储藏1个月、低温储藏6个月
后分别进行发芽试验，检测发芽率，如果2个存储期的发芽率都在85％以上，则发芽率高、储藏能力强；
39.(13)重复步骤(10)，直到不育系败育彻底，农艺性状一致、稳定，最后优选一对，不育系选育成功。
40.应用例
41.玉龙1a培育
42.2005年四川省农业科学院水稻高粱研究所用泸香618b作母本，泸6b作父本杂交；2005年秋季海南种植f1，混收真杂种；2005年冬海南种植f2群体2200株，选取株叶型态好、花粉量大、结实率高的47个优良单株，常温储藏1个月、低温储藏6个月后每个单株收获的种子测试发芽率，留下发芽率在85％以上的单株10个；2006年夏泸州，将高发芽率株系分单本插秧，密度为20cm
×
27cm，观察记录各个植株的性状、产量、每穗粒数、结实率和千粒重，将农艺性状好、产量高、每穗粒数多、结实率高和千粒重高的植株进行编号标记且每单株上的每穗收种50-100粒；2006年秋在海南种植10个f3单株，用育性好、败育测底的川谷a测交，得f1和f4；2007年夏泸州目测杂交后的f1代中败育的单株作母本，选择同一个保持系材料中的优良单株作父本，继续回交；获得bc1f1母本后，2008年夏泸州选取8对继续回交；2009年夏泸州种植bc2f1母本及保持系，每个株系镜检，选留败育彻底、开花习性好、柱头外露率高、柱头生活力强的单株作母本，并选择成对的保持系材料中的单株继续回交；镜检败育彻底、开花习性好、柱头外露率高、柱头生活力强的单株，连续回交；2010年夏泸州选取5对继续回交，同时每对选择1个不育系单株，去除已开花的颖花，留下当天能开花的颖花并套袋，并采用人工授粉杂交；将人工授粉获得的杂交种子按收获后常温储藏1个月、低温储藏6个月后分别进行发芽试验，检测发芽率，选留2个存储期的发芽率都在85％以上的株系；2011-2013年夏泸州继续回交；2014-2015年在泸州、海南连续回交；2016年泸州海南继续回交，并用恢复系scr12、泸恢1603、泸恢1611、成恢727、泸恢1612进行配合力和可恢性测定；2017年夏泸州继续回交，获得bc13f1和f17，筛选出编号为4111/4112的一对株系败育彻底、可恢性较强、农艺性状较优，分别定名不育系玉龙1a和保持系玉龙1b，现分别为bc15f1和f19代。2019年4月收获在海南繁殖的玉龙1a种子，2019年6月自测发芽率90.5％，低温储存6个月后，送育良种子质量检测中心测试，发芽率92％。
43.玉龙1a株高80cm、玉龙1b株高100.0cm；剑叶直立、中长、叶宽中等；主茎叶片数13.0叶，单株有效穗12.0穗，穗长21.0cm；谷粒黄色、颖尖秆黄色、花药黄色、柱头白色、长粒型、无芒，谷粒长10.2mm，长宽比3.57，米粒长6.7mm，长宽比3.4，千粒重24.50克；穗呈纺锤型，穗着粒170.0粒，玉龙1b结实率90.2％。玉龙1a镜检不育株率为100％，套袋自交结实率为0.00％，玉龙1a每日开花时间上午9-12时，11点为开花高峰，颖壳开颖角度28
°
，柱头外露率82.0％，其中双外露率51.0％，开花6天后授粉能正常结实。测试结果详见图3～6。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。