专利名称：长穗颈不育系的选育方法
技术领域：
本发明涉及长穗颈不育系的选育方法，属水稻杂种优势利用领域。
背景技术：
质核互作雄性不育和光温敏雄性核不育是杂交水稻成功利用的重要遗传工具。然而，由于不育性与穗颈伸出度密切相关，因而无论是三系不育系还是两系不育系，往往伴随着严重的包颈现象(即穗基部颖花包被于剑叶叶鞘内)，严重影响不育系的繁殖与制种产量。为此，人们发明了喷施赤霉素(GA3，产品名920)的方法与施用技术，虽然解决了不育系的包颈问题，但不仅增加制种成本，还会造成环境污染。
1981年，Rutger和Carnahan在粳稻“Mg/Terso”的F3群体中发现了一个最上节间伸长型隐性高秆突变体76:4512，将控制该性状的基因命名为eui(elongated uppermostinternode)并将其作为三系杂交水稻种子生产中继不育系、保持系和恢复系之后的第四遗传要素。此后，人们又先后发现了Grlc、Mh-1、“02428h”、eB-1、eB-2、Gh-2和Sh-3等多个长穗颈隐性高秆突变体，并开展了遗传与育种利用研究。申宗坦等、Virmani etal、梁康迳等采用回交转育法将eui基因(Rutger J N，Camahan H L.A forth geneticelement to facilitate hybrid cereal production-a recessive tall in rice.Crop Sci，1981，21373～376)导入不育系，克服了不育系的包颈现象，但由于分离重组和不利基因连锁带来的遗传累赘影响，解除包颈的效果往往不够理想，因而迄今未能在生产上得到利用。杨仁崔等提出的e-杂交稻育种技术是通过辐射诱变直接获得长穗颈的三系保持系、恢复系和两用不育系的育种途径。
“02428h”(Li H-B(李和标)，Sun L-H(孙立华)，Zou J-S(邹江石)，et al.Identification and study of recessive tall stalk and wide compatibility rice germplasm 02428h.Jiangsu J.of Agr.Sci.(江苏农业学报)，1992，8(3)48～50)，是李和标和孙立华等在广亲和水稻“02428”的体细胞培养后代中发现的一个隐性高秆突变体，由于02428h保留了02428的广亲和特性，因而在籼粳亚种间杂种优势利用研究中具有特殊的利用价值。但对其育种利用迄今未见报导。
培矮64S(公知公用)从国家杂交水稻工程技术研究中心引进，是一个综合性状优良的低温敏不育系。用该不育系配组育成了“两优培九”、“两优E32”、“两优特青”等一系列组合。特别是两优培九的育成被誉为超级杂交稻的先锋组合，“两优E32”的株型被视为超级杂交稻的理想株型。然而，我们在制种生产实践中发现，培矮64S的穗伸出度较差，若不用GA3处理，约有50％的颖花被包藏在剑叶叶鞘中，严重影响异交结实。因此，用该不育系制种时，必须用GA3处理以改善其穗伸出度，提高异交结实率。然而，由于该不育系对GA3的敏感性较差，GA3用量必须在450g/hm2以上才能使其穗伸出度得到有效改善。这样，不仅大大增加制种成本，降低种子质量，还会造成环境污染。
发明内容
技术问题本发明的目的是针对制种生产实践中培矮64S的穗伸出度较差、对GA3的敏感性较差的问题，通过遗传改良途径，用回交方法将02428h的eui基因导入两系不育系培矮64S中，获得长穗颈两系不育系P8hS，使培矮64S的穗伸出度得到彻底改善，且对培矮64S的主要经济性状和不育度不产生不利影响。
技术方案本发明的内容是长穗颈不育系的选育方法，其特征在于，长穗颈不育系的选育方法，包括1)以低温敏两系不育系培矮64S为母本，02428h为父本配制杂交组合，获得F1(培矮64S/02428h)，并以培矮64S为母本与F1回交获得B1F1(培矮64S∥培矮64S/02428h)；2)种植B1F1(培矮64S//培矮64S/02428h)，选择株叶形态同培矮64S，即抽穗时株高75～85cm、叶片挺直内卷，花粉育性在90％以上的单株作父本继续与培矮64S回交，获得回交种子B2F1与相应父本B1F1的自交种子B1F2，成对收获；3)成对种植B1F2与B2F1，如果在B1F2株系中分离出穗颈长在10cm以上、株高为105～115cm的隐性高秆植株，则在其相应的B2F1株系中选择株高80～95cm、叶片挺直内卷、花粉育性在90％以上的单株作父本继续与培矮64S回交，获得回交种子B3F1与相应父本的自交种子B2F2，成对收获；4)成对种植B2F2与B3F1，如果在B2F2株系中分离出穗颈长在10cm以上、株高为105cm～115cm的隐性高秆植株，则在其相应的B3F1株系中选择株高80～95cm、叶片挺直内卷、穗长24～26cm，每穗190～210粒，花粉不育度在99％以上的不育单株，割茬再生繁殖，获得B3F2种子；5)种植上述B3F2单株种子，每个单株种成一个株系，让其自交分离，在分离株系中选择穗颈长在10cm以上，株高105～115cm，叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗每穗190～210粒的单株，让其自交获得B3F3种子；6)种植上述B3F3株系，在表现隐性高秆、穗颈长在10cm以上，株高105～115cm、的株系中选不育度达100％的单株，割茬再生繁殖获得B3F4种子；7)种植B3F4株系，选择穗颈长度在10cm以上、叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗190～210粒的株系与扬稻6号(即9311)(购自江苏里下河地区农科所)测交配组，并收获其自交种子，获得B3F5株系；8)种植B3F5株系，全部表现隐性高秆和花粉不育，选择其中不育度达100％，株高105～115cm，叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗190～210粒的株系，即为获得的长穗颈不育系，暂名为“P8hS”。
有益效果 本发明的优点和效果是，本发明通过遗传改良途径，用回交方法将“02428h”的eui基因转育到两系不育系，获得长穗颈两系不育系。以光温敏核不育系为母本，隐性高秆突变体02428h为父本进行杂交，并以光温敏核不育系为轮回亲本连续回交3次。回交过程中采取边自交分离鉴定、边回交的方法，以加速世代进程，提高育种效率。在每次回交的植株上留取自交种子，在下一世代中，凡是自交后代在隐性高秆基因上发生分离的，在其相应的回交后代中继续选株回交，如此连续回交至B3F1时，选株自交，经分离纯化获得了携带eui基因的长穗颈两系不育系。
用上述回交方法将“02428h”的eui基因转育到两系不育系，获得的长穗颈两系不育系穗完全抽出，穗颈长度在10cm以上，与不含eui基因的不育系每公顷施用450-600克“920”的效果相当，可明显提高不育系的繁殖、制种产量(每公顷提高2250～3000千克)，降低生产成本，减少环境污染。
图1P8hS(左)与培矮64S(右)的株形(a)与穗颈伸出度(b)比较具体实施方式
1999年正季在南京以低温敏两系不育系培矮64S为母本，02428h为父本配制杂交组合。当年冬季在海南种植F1(培矮64S/02428h)，并以培矮64S为母本与F1回交获得B1F1(培矮64S//培矮64S/02428h)。2000年正季种植B1F1(培矮64S//培矮64S/02428h)，选择株株叶形态同培矮64S，即抽穗时株高75～85cm、叶片挺直内卷，花粉育性在90％以上的单株13个作父本继续与培矮64S回交，成熟后回交种子B2F1与相应父本B1F1的自交种子成对收获。2000年冬季在海南成对种植B1F2与B2F1。在13个B1F2株系中有9个株系分离出穗颈长在10cm以上、株高为105～115cm的隐性高秆植株。在其相应的8个B2F1株系中选择株高80～95cm、叶片挺直内卷、花粉育性在90％以上的30个单株作父本继续与培矮64S回交。成熟后回交种子B3F1与相应父本的自交种子成对收获。2001年正季在南京种植30对B2F2与B3F1，结果有18个B2F2株系分离出隐性高秆植株。在相应的16个B3F1株系中选择株高80～95cm、叶片挺直内卷、穗长24～26cm，每穗190～210粒，花粉不育度达99％以上的不育单株114个，割茬再生繁殖种子。2001年冬季在海南种植114个B3F2株系，让其自交分离。在59个分离株系中选择穗颈长在10cm以上，株高105～115cm，叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗每穗190～210粒的单株190个。2002年正季种植190个B3F3株系，在32个在表现隐性高秆、穗颈长10cm以上、株高105～115cm的株系中选不育度达100％的单株62个，割茬再生繁殖种子。2002年冬季在海南种植62个B3F4株系，在15个穗颈长度在10cm以上、叶片挺直内卷，穗长24～26cm左右，每穗190～210粒的株系中选择农艺性状稳定一致，株高105～115cm，叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗190～210粒单株46个与9311测交配组，并收获其自交种子，获得B3F5株系；2003年正季种植46个B3F5株系，全部表现隐性高秆和花粉不育，其中5个不育性和农艺性状稳定，不育度达100％，株高105～115cm，叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗190～210粒的株系，即为获得的长穗颈不育系，暂名为“P8hS”。
通过以上方法获得的两系不育系“P8hS”的穗完全抽出，穗颈长度在10cm以上(图1)，与不含eui基因的两系不育系培矮64S每公顷施用450-600克“920”的效果相当，可明显提高不育系的繁殖、制种产量(每公顷提高2250～3000千克)，降低生产成本，减少环境污染。
权利要求
1.长穗颈不育系的选育方法，包括1)以低温敏两系不育系培矮64S为母本，02428h为父本配制杂交组合，获得F1，并以培矮64S为母本与F1回交获得B1F1；2)种植B1F1，选择株叶形态同培矮64S，即抽穗时株高75～85cm、叶片挺直内卷，花粉育性在90％以上的单株作父本继续与培矮64S回交，获得回交种子B2F1与相应父本B1F1的自交种子B1F2，成对收获；3)成对种植B1F2与B2F1，如果在B1F2株系中分离出穗颈长在10cm以上、株高为105～115cm的隐性高秆植株，则在其相应的B2F1株系中选择株高80～95cm、叶片挺直内卷、花粉育性在90％以上的单株作父本继续与培矮64S回交，获得回交种子B3F1与相应父本的自交种子B2F2，成对收获；4)成对种植B2F2与B3F1，如果在B2F2株系中分离出穗颈长在10cm以上、株高为105cm～115cm的隐性高秆植株，则在其相应的B3F1株系中选择株高80～95cm、叶片挺直内卷、穗长24～26cm，每穗190～210粒、花粉不育度在99％以上的不育单株，割茬再生繁殖，获得B3F2种子；5)种植上述B3F2单株种子，每个单株种成一个株系，让其自交分离，在分离株系中选择穗颈长在10cm以上，株高105～115cm，叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗190～210粒的单株，让其自交获得B3F3种子；6)种植上述B3F3株系，在表现隐性高秆、穗颈长10cm以上、株高105～115cm的株系中选不育度达100％的单株，割茬再生繁殖获得B3F4种子；7)种植B3F4株系，选择穗颈长度在10cm以上、叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗190～210粒的株系与9311测交配组，并收获其自交种子，获得B3F5株系；8)种植B3F5株系，全部表现隐性高秆和花粉不育，选择其中不育度达100％，株高105～115cm，叶片挺直内卷，穗长24～26cm，每穗190～210粒的株系，即为获得的长穗颈不育系，暂名为“P8hS”。
全文摘要
本发明属水稻杂种优势利用领域。它是一种通过遗传改良途径，用回交方法将隐性高秆水稻“02428h”的长穗颈基因eui导入两系不育系，获得长穗颈两系不育系的育种技术。这种不育系的穗完全抽出，穗颈长度与不含eui基因的不育系每公顷施用450－600克“920”的效果相当，使不育系的异交特性在遗传上获得根本性的改良，提高繁殖、制种产量，降低生产成本，减少环境污染。
文档编号A01H1/04GK1843088SQ20061001195
公开日2006年10月11日 申请日期2006年5月22日 优先权日2006年5月22日
发明者王才林, 赵凌, 朱镇, 张亚东 申请人:江苏省农业科学院