专利名称：一种条件性雄性核不育水稻的选育方法
技术领域：
本发明属于水稻杂种优势利用技术领域，其涉及一种基于光温条件选育雄性核不育水稻的育种方法。
背景技术：
目前国内外籼型水稻杂种优势利用的主要途径包括基于核质互作如野败型或红莲型的三系法(不育系、保持系、恢复系)和基于光温敏感条件的两系法。自1973年我国在世界上首先实现籼型杂交水稻三系配套以来，我国在水稻杂种优势利用研究领域一直保持世界领先水平。在70年代和80年代，我国生产上汕优系统和威优系统三系杂交水稻得到快速发展；在90年代，我国汕优、威优、冈优、II优、优优、博优和协优系统的共计上百个三系法杂交水稻组合在生产上覆盖了全国大部分籼稻区，其常年种植面积约为1400多万公顷。目前虽然三系法杂交稻利用仍是我国水稻生产上最重要的水稻杂种优势应用技术，但同时三系杂交水稻尚存在几个方面重要问题长期没有得到解决。其一是生产上利用的90％以上三系杂交稻普遍存在着品质较差的问题。虽然国内许多育种家已历经数十年之久试图改变这种状况，但由于现有改良型稻种资源中具有保持特性的优质源种质严重缺乏以及三系不育系改良育种周期长等因素，从而制约了三系杂交稻品质改良育种步伐，其育种进展仍十分缓慢。其二是近十多年来新育成的三系杂交稻组合增产潜力愈来愈小，而现有的三系不育系与粳型广亲和恢复系杂交又普遍存在生育期超亲的问题，制约了用其开发籼粳亚种间杂种优势。其三是三系杂交水稻含有的野败类型雄性不育细胞质源单一化状况日益加剧，因此一旦野败型不育胞质抗性丧失就会造成生产不可估量损失。
两系法杂交水稻是我国继实现三系法杂交稻成功应用于生产之后所独创的另一种更为先进的水稻杂种优势应用技术。其技术基础是来源于湖北石明松先生所发现的光温敏核不育水稻农垦58S。与三系法相比，两系法具有不受恢保关系限制，即核不育系可与大量常规稻品种杂交，配组自由，因而理论上更易获得强优势杂交稻新组合的特性；同时两系杂交稻组合的推广应用又可从根本上解决三系杂交稻存在的雄性不育细胞质源单一化的问题。
然而，传统上采用在不育条件下选育核不育水稻单株(第一个生长季节)，并进而在可育条件下(第二个生长季节)让中选单株禾头再生自交繁殖的育种方法选育光敏型、温敏型或光温敏型核不育水稻。这不仅导致育种周期长即每2个生长季节只能进行一个世代选育，育成1个不育性及其它农艺性状稳定的核不育系通常需7-8年时间；而且由于在不育条件下不能对不育单株是否存在诸如两段灌浆、后期转色畅或不畅、籽粒充实良或不良和稻米品质好或不好等问题进行有效判断，因而这导致了两系法杂交稻核不育系选育成效低、进展慢。
技术方案为了缩短两系法水稻核不育系的育种周期，克服水稻核不育系穗部性状改良中存在的上述两段灌浆、后期易早衰、籽粒充实不良和/或稻米品质差等缺陷，本发明提供一种光温条件性雄性核不育系水稻的选育方法，其特征在于在水稻核不育系选育的F2代分离系中选出综合性状良好的可育单株F3，在F3代分离系中选出综合性状良好的不育单株F4。由于传统的方法是在F2代选出不育株，这样，就无法确定和保证F2代以后的各代直至最终育成的核不育系及其配制的杂交种的综合性状之良好，尤其是存在两段灌浆、后期易早衰、籽粒充实不良和/或稻米品质差的问题。而本方法是在水稻核不育系选育的F2代分离系中选出综合性状良好的可育单株F3，在F3代分离系中选出综合性状良好的不育单株F4。这样就可以确保在可育单株F3直至F3代后的分离株系中选出综合性状良好的不育单株F4及更高世代优良不育单株。
为了逐步完善光温条件性核不育系综合性状的选育，应该通过多代的性状选择，即在F2代和以后若干代的分离系中继续选出含有不育基因的可育单株，直至选出综合性状良好、稳定的株系，并从该株系中选出不育单株。
针对传统方法的缺陷，本发明主要综合性状改良是指解决存在两段灌浆、后期易早衰、籽粒充实不良和/或稻米品质差的问题，本发明的方法选育出的核不育系应以具有上部功能叶转色好，籽粒充实好的性状为主要目标。
本发明可具体采用超级97与明七596杂交育成F1。超级97是1996年引自越南的一个基本营养生长期较长的迟熟籼稻种质。明七596是由广东省农科院水稻研究所以福建三明市农科所育成的著名恢复系亲本明恢63为母本与广东省农科院水稻研究所育成的优质米品种七丝占为父本杂交选育而成的一个籼稻恢复系亲本。
实施方案采用超级97与明七596杂交育成F1，在水稻核不育系选育的F2代分离系中选出综合性状良好的可育单株F3，在F3代分离系中选出综合性状良好的不育单株F4。在以后的若干代的分离系中继续选出含有不育基因的可育单株，直至选出综合性状良好、稳定的株系，并从该株系中选出不育单株。利用含有条件性核不育基因种质水稻与另一个水稻亲本杂交，在其F2代选择除不育性性状以外的携有其它目标性状的可育单株，在随后的第二个生长季节种植F3世代，并在有不育株分离的F3代株系中继续选育携有目标性状的F4世代可育单株。这样在双季稻区对上述条件性核不育系每年可进行2个选育世代，而传统的方法每年只能进行1个世代选育。因此，采用本方法比传统的方法可提高育种效率一倍。
具体的做法如下R×S 第1年早季温烫杀雄配制杂交组合↓F1第1年晚季种植F1第2年早季在F2代选可育株第2年早季在F2代选不育株↓↓第2年晚季在有不育株分离F3禾头 第2年晚季可育条件下禾头再生F3代中继续选可育株 ↓↓繁殖第3年早季在有不育株分离F4F3第3年早季在F3代选不育株F4代中继续选可育株 ↓↓第3年晚季在有不育株分离F5禾头 第3年晚季可育条件下禾头再生F5代中继续选可育株 ↓↓繁殖第4年早季在有不育株分离F6F4第4年早季在F4代选不育株F6代中继续选可育株 ↓↓第4年晚季在有不育株分离F7禾头 第4年晚季可育条件下禾头再生F7代中继续选可育株 ↓↓繁殖第5年早季在有不育株分离F8F5第5年早季在F5代选不育株F8代中选不育株 ↓↓第5年晚季在可育条件下繁 F9禾头第5年晚季可育条件下禾头再生殖生产新不育系(F9代) ↓ ↓ 繁殖本发明方法用5年育成1个 采用传统方法需用9年育成1个新核不育系 新核不育系上述杂交育成具有良好的综合性状应该以上部功能叶转色好，籽粒充实饱满为主要指标，这样才能克服传统技术存在两段灌浆、后期易早衰、籽粒充实不良和/或稻米品质差的缺陷。当然也应该注意其它指标，例如生育期、株高、分蘖力、株型、结实率、花粉败育不育性和花器习性等。其选育过程是从F2代至除不育性性状之外的其它农艺经济性状趋于稳定的世代，每1世代按常规稻育种的方法，根据目标性状进行选择。而在这些农艺经济性状趋于稳定且仍具有不育株分离的高世代株系中再对不育性单株进行选择。然后，把这样选育出的不育单株置于可育条件下用于繁殖不育系种子。进一步继续在可育条件下种植新不育株系可扩繁不育系。而在不育条件下可用这样育成的条件性新核不育系与测交父本制种生产两系法F1代杂交种。
与本领域现有的两系核不育系选育技术相比，本发明具有的优点在于1.条件性核不育系的选育周期极为显著缩短。
采用传统的育种方法，从杂交配组至育成综合农艺经济性状基本稳定的条件性核不育系水稻一般需8至9个世代，而每年只能完成1个世代的选育进程，因此要培育出1个综合性状稳定的条件性核不育系至少需8-9年时间。但若采用本发明的方法，选育周期则可缩短将近一半。2.可克服传统方法在选育一些重要农艺经济性状存在盲目性的严重缺陷，即提高预见性和育种效率传统方法是在不育条件下选不育性目标单株，在可育条件下利用不育单株的禾头再生来繁殖不育株。然而，由于在不育条件下选育不育株时不育性掩盖了目标单株的许多重要性状表达而无法准确选择，如不育单株后期是否存在早衰、穗基部是否存在严重两段灌浆现象和是否存在充实不良、稻米外观品质是否优良等。这些正是目前育成的绝大多数条件性核不育系普遍存在的问题。
与上述传统方法比较，本发明是在不育条件下种植具有不育单株分离的株系群体中选可育性目标单株。而针对可育株的选育则可在每一个选择世代淘汰有问题的单株。因此，可以预见采用本发明的方法育成的条件性核不育系可有效地克服传统方法存在的缺陷；同时由于在每一个选择世代已淘汰有问题单株，以保留的单株育成实用型核不育系机率也增大，因而其育种成效也较传统方法高。3.育种成本可大为降低采用本发明的方法除了因育种周期的缩短和育种效率的提高而较传统方法降低成本外，在早期针对可育株的选育世代，又因本发明的方法无需创造可育性的繁殖条件而较传统方法节约大量开支。以广州为例，在正常的早晚生产季节大部分时期均处于条件性核不育系选育的不育条件下，而采用传统方法要使中选不育株繁殖，就必须在异地有冷水灌溉条件下种植不育株禾头，才能繁殖不育株。显然，这将比本发明的方法大大增加因异地种植、异地用工、交通和冷水灌溉设施等方面造成的成本。
以下以广州为例叙述本发明培育条件性核不育系粤光S的实施过程超级97×明七596 1997年早季采用温烫去雄法生产杂交种↓F11997年晚季种植F1↓F21998年早季在有不育株分离的F2代中选可育株↓F31998年晚季在有不育株分离的F3代中选可育株↓F41999年早季在有不育株分离的F4代中选可育株↓F51999年晚季在有不育株分离的F5代中选可育株↓F62000年早季在有不育株分离的F6代中选可育株↓F72000年晚季不育条件下同时选不育株和可育株 2000年冬季海南低温短日下禾头再生繁殖↓↓F9F82001年晚季粤北冷水灌溉条件下扩繁不育系 2001年冬季海南低温短日下扩繁“粤光S”
权利要求
1.一种光温条件性雄性核不育系水稻的选育方法，其特征在于在水稻核不育系选育的F2代分离系中选出综合性状良好的可育单株F3，在F3代分离系中选出综合性状良好的不育单株F4。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在F2代和以后若干代的分离世代株系中继续选出含有不育基因的可育单株，直至选出综合性状良好、稳定的株系，并从该株系中选出不育单株。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于良好的综合性状是指上部功能叶转色好，籽粒充实。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于F1为超级97与明七596杂交育成。
全文摘要
本发明涉及一种光温条件性雄性核不育系水稻的选育方法，其主要特征在于在水稻核不育系选育的F2代分离系中选出综合性状良好的可育单株F3，在F3代分离系中选出综合性状良好的不育单株F4。本法可以有效地克服传统方法育种时间长，品种的综合性能差的缺陷。
文档编号A01H1/02GK1433677SQ02114778
公开日2003年8月6日 申请日期2002年1月24日 优先权日2002年1月24日
发明者李传国, 梁世胡, 王丰, 李曙光, 廖亦龙, 黄慧君, 宋进昌, 刘振荣, 柳武革 申请人:广东省农业科学院水稻研究所