专利名称:一种杂交水稻种子生产技术的制作方法
本发明属于一种杂交水稻种子生产技术，尤其是通过药剂处理生产三系法杂交水稻种子的技术。
关于本项发明的现有相关技术叙述如下1.三系法杂交水稻是利用水稻质核互作雄性不育来进行种子生产的。用于杂交制种的母本不育系的种子是通过不育系和保持系的杂交繁殖后得到的，而保持系则通过自交繁殖。在现有的生产技术中，保持系和不育系必须分行栽培，授粉成熟后分行收获。这种方法不仅耗费人工，而且由于保持系和不育系形态一样，很容易造成种子的机械混杂。如果将混有保持系种子的不育系种子用于杂交制种，保持系植株在制种田中散粉，将使用于大田生产的杂交水稻种子中混有不育系和保持系的种子。这种混杂是杂交水稻种子混杂的主要原因，严重时造成制种失败或生产损失。
2.苯达松是一种稻田常用的时面喷施除草剂。在通常用量(每公顷0.5～1.5公斤)下普通水稻是抗苯达松的，但同样用量的苯达松却能够有效的杀死阔叶类和莎草科杂草。1984年Mori.K报道了通过辐射诱变粳稻品种农林8号获得了对苯达松敏感致死的突变体(Jpa.J.Breed.1984，34(suppl.)421-422)，1997年张集文等通过辐射诱变水稻光温敏雄性不育系W6154S也获得了对苯达松敏感致死的突变体(中国水稻科学，1999，13(2)；65-68)。张集文等的研究证实，水稻对苯达松敏感致死突变受一个隐性单基因控制，来源于农林8号和来源于W6154S的两个突变体是同一位点的等位突变，这一突变基因被命名为bel.，并被定位于第三染色体上的微卫星DNA标记RM55附近；水稻对苯达松敏感致死突变体同时还对磺酰脲类除草剂敏感，但对水稻的其它农艺性状没有明显的负效应，可以通过回交等方法方便的转入其他水稻品种，是一个可以用于对杂交水稻亲本进行遗传标记的重要遗传资源；应用回交转育或者人工诱变的方法，可以定向地将一个抗苯达松水稻品种培育成对苯达松敏感致死而其他农艺性状和原品种保持基本不变的新品种(杂交水稻，2000，15(6)5-8)。
3.应用水稻苯达松敏感致死突变性状已经公开了两种用于杂交水稻种子生产的重要技术。一种是Maruyama K.等讨论的将苯达松敏感致死突变性状导入杂交水稻恢复系的混植法制种技术(Japan Agricultural Research Quarterly.1991，244，243-252)。其技术方案是将不育系种子和具有苯达松敏感致死标记的恢复系种子按一定比例混合播种，在恢复系植株开花散粉后喷施苯达松溶液，杀死恢复系植株，保留不育系植株，以便于所制的杂交种子的机械化收获。其后，王忠等(杂交水稻，1992，640-41)、陈忠明等(杂交水稻，1999，239-40)也讨论了这种方法，朱启升等(杂交水稻，2000，15(3))还开展了转育具有苯达松敏感致死突变性状的恢复系的工作。这种技术要点是将苯达松敏感致死突变性状导入杂交水稻恢复系。实现这种技术的主要难点是要求恢复系和不育系的生育期非常相近，而现有推广的杂交组合不能满足这一要求，因而这一技术设想并未得到实际应用。中国专利“一种培育杂交水稻种子的方法”(申请号88109218)要求了混植法技术专利但已经放弃。
4.已经公开的应用水稻苯达松敏感致死突变性状的另一种重要技术是由张集文等发明的应用苯达松敏感致死标记进行杂交水稻除杂保纯的技术。这一技术已经公开和申请了多项专利。公开号为CN1217870A的专利申请将苯达松敏感致死突变性状导入杂交水稻母本进行制种，在杂交种子播种后喷施苯达松，杀死母本自交苗。申请号为00114492.8的专利申请将苯达松敏感致死突变性状同时导入三系法杂交水稻的保持系和不育系，应用对苯达松敏感致死的保持系和同样对苯达松敏感致死的不育系，杂交繁殖产生对苯达松敏感致死的不育系种子，用这种对苯达松敏感致死的不育系种子和恢复系制种生产杂交种子，在杂交种子播种后喷施苯达松，杀死可能混入的保持系和不育系种苗，达到除杂保纯目的。这种方法要求保持系和不育系同时具有对苯达松敏感致死隐性纯合基因型。
5.采用转基因技术，已经可以将一个不抗某种除草剂的水稻品种培育成抗该种除草剂同时保持原品种农艺性状的新品种。中国水稻所采用转基因技术，将Bar.基因导入京引119等水稻品种中，获得了抗除草剂草丁膦的转基因水稻(科学通报1998 43(1)67-70)，其抗性为显性单基因遗传。
本发明是以上述公开技术为基础的新的技术发明。
本发明的目的是为杂交水稻的种子生产和种子保纯提供一种更加简便有效的技术。
本发明的目的是这样实现的一种三系法杂交水稻种子生产方法，该方法包括①采用抗除草剂的不育系A和抗除草剂的保持系B杂交繁殖雄性不育系A的种子②将保持系B培育成对除草剂敏感致死的同型保持系B’，然后采用雄性不育系A和保持系B’杂交繁殖生产雄性不育系A’的种子，在繁殖田中当保持系B’开花授粉后施用除草剂杀死其植株；③所收获的雄性不育系A’的种子用于和恢复系制种生产杂交水稻种子。
所述的除草剂是苯达松。
所述的除草剂是磺酰脲类除草剂。
所述的雄性不育系是野败胞质不育系或者矮败胞质不育系或者冈型胞质不育系或者D型胞质不育系或者红莲型胞质不育系或者印水型胞质不育系或者滇型胞质不育系或者BT型胞质不育系。
所述的雄性不育系是珍籼97A或者V20A或者金23A或者II-32A或者龙特浦A或者冈46A或者D62A或者D297A或者D籼A或者协青早A或者K17A。
下面对上述技术方案和技术术语作进一步解释三系法杂交水稻是应用质核互作雄性不育原理进行种子生产的。对于一种质核互作雄性不育性A，必定有相对应的同核异质的保持系B。对质核互作雄性不育系的分类，可以根据其细胞质的不同划分为野败胞质不育系，矮败胞质不育系，冈型胞质不育系，D型胞质不育系，红莲型胞质不育系，印水型胞质不育系，滇型胞质不育系，BT型胞质不育系等等(参见中国水稻品种及其系谱，上海科学技术出版社，1991年3月第一版，第190-196页，第209-210页)。本发明的技术方案中，除了应用抗除草剂的雄性不育性A及其相对应的的抗除草剂的同核异质的保持系B外，还通过回交转育或者人工诱变或者转基因技术，将抗除草剂的的保持系B培育成对这种除草剂敏感致死的新保持系B’。保持系B’在对这种除草剂敏感致死的基因位点上隐性纯合，它和原保持系B除了对这种除草剂反应不一样外，在其他农艺性状上都基本一样，对不育系A具有相同的保持力，对恢复系具有和原保持系B一样的配合力，我们将保持系B’和保持系B称作“同型保持系”。例如，通过回交转育或者人工诱变，将抗苯达松的保持系B1培育成对苯达松敏感致死的新保持系B1’，使保持系B1’具有文献(中国水稻科学，1999，13(2)65-68)所描述的苯达松敏感致死性状，在bel.基因位点上隐性纯合。它和原保持系B1除了对苯达松反应不一样外，在其他农艺性状上都基本一样，对不育系A1具有相同的保持力，对恢复系具有和原保持系B1一样的配合力，我们将保持系B1’和保持系B1称作“同型保持系”。又例如，通过转基因技术将不抗除草剂“草丁膦”的保持系B2’育成了显性抗除草剂“草丁膦”的保持系B2，保持系B2’和保持系B2具有相同的保持力和配合力，它也被称作“同型保持系”。
在三系法杂交水稻中，不育系和保持系具有十分相近的生育期和形态性状，因此可以满足混植法制种的技术要求。将不育系A和保持系B’的种子按一定比例混合后播种育苗，混合移栽，授粉后施除草剂，杀死保持系B’植株，成熟后收获所繁殖的不育系A’种子。由于所繁殖的不育系A’种子是除草剂敏感基因杂合的，而抗除草剂是显性遗传的，因而不育系A’是对除草剂不敏感的，即使混有保持系B’的种子，也可以在制种田中用药剂清除掉，保证大田应用的杂交水稻种子纯度。在有些不育系的繁殖中，要求保持系和不育系有3天左右的播差期，这时可以将不育系和保持系种子分开催芽，然后混合或分次播种，仍然可以采用混植法繁殖。
本发明的优点和积极效果如下1.应用本项技术可以有效的根除不育系繁殖过程中的保持系种子机械混杂，从而提高杂交水稻种子的纯度。
2.应用本项技术，采用混植法繁殖不育系种子，简化了繁殖田的种植方式，可以实行机械化收获，提高不育系繁殖的劳动生产率，提高种子的收获质量。
本发明的实施例如下II-32A是一个优良的印水型胞质质核互作雄性不育系，其保持系为II-32B。用于杂交制种的母本不育系种子是用II-32A×II-32B杂交繁殖生产的。1998-2001年采用II-32B和CN1217870A中所公开的突变体8077杂交，并以II-32B为轮回亲本多次回交，育成具有苯达松敏感致死标记的同型保持系II-32B’。以II-32A×II-32B繁殖II-32A种子。再用II-32A×II-32B’杂交繁殖，就可以获得用于配制杂交组合种子的母本不育系II-32A’种子。以II-32A’×恢复系501，就可以生产杂交组合II优501的种子。在用II-32A×II-32B’杂交繁殖II-32A’种子的生产过程中，按照10∶1的比例，将II-32A和II-32B’的种子混合播种，混合育苗，混合移栽，在II-32B’开花后人工赶粉结束后，每亩喷施0.1％的苯达松溶液约100升，即可杀死II-32B’植株，而不育系II-32A的植株安全无害。待不育系II-32A上的杂交种子成熟后，就可以人工或者机械化收获不育系II-32A’的纯净种子。这种II-32A’种子和II-32A种子具有一样的应用价值，但是可以确保其中不会混有保持系种子，从而确保制得的杂交组合II优501的种子的纯度。
权利要求
1.一种三系法杂交水稻种子生产方法，其特征是该方法包括①采用抗除草剂的不育系A和抗除草剂的保持系B杂交繁殖雄性不育系A的种子；②将保持系B培育成对除草剂敏感致死的同型保持系B’，然后采用雄性不育系A和保持系B’杂交繁殖生产雄性不育系A’的种子，在繁殖田中当保持系B’开花授粉后施用除草剂杀死其植株；③所收获的雄性不育系A’的种子用于和恢复系制种生产杂交水稻种子。
2.如权力要求1所述的方法，其特征是所述的除草剂是苯达松。
3.如权力要求1所述的方法，其特征是所述的除草剂是磺酰脲类除草剂。
4.如权力要求1所述的方法，其特征是所述的雄性不育系是野败胞质不育系或者矮败胞质不育系或者冈型胞质不育系或者D型胞质不育系或者红莲型胞质不育系或者印水型胞质不育系或者滇型胞质不育系或者BT型胞质不育系。
5.如权力要求1所述的方法，其特征是所述的雄性不育系是珍籼97A或者V20A或者金23A或者II-32A或者龙特浦A或者冈46A或者D62A或者D297A或者D籼A或者协青早A或者K17A。
专利摘要
一种三系法杂交水稻种子生产技术①采用抗除草剂的不育系A和相应的抗除草剂的保持系B杂交繁殖雄性不育系A的种子；②将保持系B培育成对除草剂敏感致死的同型保持系B’，然后采用雄性不育系A和保持系B’杂交繁殖产生雄性不育系A’的种子，在繁殖田中当保持系B’开花授粉后施用除草剂杀死其植株；③所收获的雄性不育系A’的种子用于和恢复系制种生产杂交水稻种子。应用对苯达松敏感致死的保持系就可以实施上述技术。应用本项技术可以有效的根除不育系繁殖过程中的保持系种子机械混杂，简化了繁殖田的种植方式，实行机械化收获，从而提高不育系繁殖的劳动生产率，提高杂交水稻种子的纯度，提高种子的收获质量。
文档编号A01H1/02GKCN1429478SQ01138368
公开日2003年7月16日 申请日期2001年12月29日
发明者张集文 申请人:张集文导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan