專利名稱：水稻粳型親秈恢復(fù)系的選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水稻育種領(lǐng)域，特別涉及水稻秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的利用。
背景技術(shù)：
水稻(O.sativa L.)被劃分為兩個(gè)亞種，即秈亞種(indica)和粳亞種(japonica)，它們各具有許多優(yōu)良的農(nóng)藝性狀，彼此間有很大的互補(bǔ)性。秈亞種又稱為秈型，粳亞種又稱為粳型。由于長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，秈粳亞種間形成了一定的生殖隔離，其雜種一代通常會(huì)出現(xiàn)一定程度的不育性。因此，秈粳亞種間育種受到了限制，秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的利用存在很大的障礙。
二十世紀(jì)八十年代中期，日本學(xué)者池橋宏(H.Ikehashi)等人提出了利用“廣親和基因”選育對(duì)秈稻和粳稻都親和的品種——廣親和品種，和利用廣親和品種克服秈粳亞種間雜種不育性的設(shè)想。其后，日本、菲律賓和中國(guó)等國(guó)育種家先后篩選和選育出一些廣親和品種(系)。二十世紀(jì)八十年代后期，我國(guó)學(xué)者張桂權(quán)等針對(duì)廣親和品種選育和利用中存在的一些問題，在系統(tǒng)研究秈粳亞種間雜種不育性遺傳機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了利用“特異親和基因”創(chuàng)建對(duì)秈稻具有親和性的粳型品種——粳型親秈系，和利用粳型親秈系克服秈粳亞種間雜種不育性的設(shè)想，根據(jù)這一設(shè)想我國(guó)育種家已成功地育成了一批粳型親秈系。但是目前選育的粳型親秈系對(duì)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性缺乏恢復(fù)力，因此只能用于配制“兩系”秈粳亞種間雜交稻，而不能配制“三系”秈粳亞種間雜交稻，其利用范圍受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用“特異親和基因”和“野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性恢復(fù)基因”選育出對(duì)秈稻有親和性、且能恢復(fù)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性的粳型品系，即粳型親秈恢復(fù)系，從而克服秈粳亞種間的雜種不育性。這種粳型親秈恢復(fù)系既可以與秈型兩用核不育系配制“兩系”秈粳亞種間雜交稻，又可以與秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系配制“三系”秈粳亞種間雜交稻，還可以用于選育秈粳亞種間的純合品種。本發(fā)明者認(rèn)為，從克服秈粳亞種間的雜種不育性，利用秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的目的來看，選育粳型親秈恢復(fù)系既切實(shí)可行，又具有廣泛的利用價(jià)值。
根據(jù)“特異親和性”假說，水稻秈粳亞種間雜種不育性至少受六個(gè)特異親和基因座位控制，秈稻和粳稻在多個(gè)特異親和基因座位上攜帶不同的基因型，秈稻通常攜帶Si/Si基因型，粳稻通常攜帶Sj/Sj基因型，因此，在它們的雜種F1(Si/Sj)中，由于Si基因和Sj基因相互作用，導(dǎo)致攜帶Sj基因的雄配子敗育，結(jié)實(shí)率下降；而粳型親秈系在多個(gè)特異親和基因座位上攜帶Si/Si基因型，與秈稻雜交的F1雜種(Si/Si)表現(xiàn)育性正常。但現(xiàn)有的粳型親秈系具有粳稻遺傳背景，且與珍汕97A等野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的測(cè)交F1表現(xiàn)高度不育，因此在兩個(gè)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因座上所攜帶的基因型為rf-3/rf-3和rf-4/rf-4，所以一般的粳型親秈系對(duì)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性不具有恢復(fù)性，它們的雜種F1雖然不存在亞種間雜種不育性，但卻表現(xiàn)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性，仍不能正常結(jié)實(shí)。如果使粳型親秈系在兩個(gè)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因座位上的基因型從rf-3/rf-3和rf-4/rf-4分別變?yōu)镽f-3/Rf-3和Rf-4/Rf-4，則粳型親秈系與秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系雜交，其雜種F1的育性表現(xiàn)正常。這樣的粳型親秈系就是粳型親秈恢復(fù)系。
本發(fā)明所提供的水稻粳型親秈恢復(fù)系的選育方法是選用粳型親秈系或粳稻品種(系)與秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系雜交選育出同時(shí)具有親秈性和恢復(fù)性的粳型親秈恢復(fù)系。將粳型親秈恢復(fù)系與常規(guī)秈稻品種或秈型兩用核不育系或秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系雜交，雜種F1的結(jié)實(shí)正常，粳型親秈恢復(fù)系的基因組屬粳型。選育方法中所采用的粳型親秈系是由本發(fā)明者培育的，有關(guān)的選育和鑒定方法已發(fā)表在下列文獻(xiàn)中(A)丁效華等，水稻粳型親秈系親和性的測(cè)定，中國(guó)水稻科學(xué)，2002，16(4)366-368；(B)丁效華等，水稻粳型親秈系粳型性的判別，中國(guó)水稻科學(xué)，2003，17(1)21-24。選育方法中所采用的粳稻品種(系)與野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系是水稻育種家所備的一般性育種材料。
本發(fā)明所提供的水稻粳型親秈恢復(fù)系的具體選育方法為下列三種方法之一(1)選用粳型親秈系與秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系雜交，并用粳型親秈系作輪回親本回交，把Rf-3和Rf-4基因轉(zhuǎn)移到粳型親秈系中，選育出具恢復(fù)性的粳型親秈系。(2)用粳稻和秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系雜交，并用粳稻作輪回親本回交，通過分子標(biāo)記輔助選擇，把多個(gè)座位的Si或Sn基因以及Rf-3和RF-4基因轉(zhuǎn)移到粳稻中，選育出具親秈性和恢復(fù)性的粳型品系。(3)通過分子標(biāo)記輔助選擇，把不同材料中多個(gè)座位的Si基因或Sn基因與Rf-3和Rf-4基因聚合在一起，選育出粳型親秈恢復(fù)系。為了確定這三種選育方法是否實(shí)現(xiàn)了有關(guān)目的基因的轉(zhuǎn)移，得到的育種產(chǎn)品是否為真正的粳型親秈恢復(fù)系，還需要采用下列方法進(jìn)行鑒定(1)按上述文獻(xiàn)(A)中描述的方法，測(cè)定產(chǎn)品的親和性，如其與秈型測(cè)驗(yàn)種親和，而與粳型測(cè)驗(yàn)種不親和，則該產(chǎn)品在多數(shù)特異親和基因座位上攜帶Si基因；如其與秈型測(cè)驗(yàn)種親和，同時(shí)與粳型測(cè)驗(yàn)種也親和，則該產(chǎn)品在多數(shù)特異親和基因座位上攜帶Sn基因；(2)按上述文獻(xiàn)(B)中描述的方法，測(cè)定產(chǎn)品的粳型性，如Dj值大于0.5，則證明其具有粳型基因組；(3)以秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系(如珍汕97A、龍?zhí)仄諥等)為母本，以育種產(chǎn)品為父本，進(jìn)行雜交，然后測(cè)定雜種F1的育性，如育性正常，證明該產(chǎn)品同時(shí)攜帶Rf-3和Rf-4基因，具有野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性的恢復(fù)性。
本發(fā)明的主要特點(diǎn)是利用“特異親和基因”和“野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性恢復(fù)基因”選育粳型親秈恢復(fù)系。因此與利用“廣親和基因”選育廣親和品種(系)和利用“特異親和基因”選育粳型親秈系的技術(shù)有明顯不同。粳型親秈恢復(fù)系的選育目標(biāo)有三個(gè)方面，一是強(qiáng)調(diào)親秈性，只對(duì)親秈性加以選擇，而對(duì)親粳性不作選擇；二是強(qiáng)調(diào)粳型性，即基因組必須屬于粳型，而不是秈型；三是強(qiáng)調(diào)恢復(fù)性，即對(duì)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性具有恢復(fù)能力。廣親和品種(系)選育時(shí)只強(qiáng)調(diào)廣親和性這一個(gè)目標(biāo)，即對(duì)秈稻和粳稻都要親和；而選育粳型親秈系時(shí)強(qiáng)調(diào)的是親秈性和粳型性，恢復(fù)性則不是其育種目標(biāo)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果是利用粳型親秈恢復(fù)系與秈型兩用核不育系和秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系雜交，既可克服雜種不育性，使雜種F1具有正常的結(jié)實(shí)率，又使F1雜種表現(xiàn)出秈粳亞種間的雜種優(yōu)勢(shì)。因此，通過粳型親秈恢復(fù)系的選育和利用可以實(shí)現(xiàn)秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的利用。粳型親秈恢復(fù)系還可以用于秈粳亞種間純系品種的選育，育成兼有秈稻和粳稻優(yōu)良性狀的水稻新品種。利用粳型親秈恢復(fù)系選育的新品種和新組合，可以進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量潛力，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一從IC31-95-2/4R-1-8//IC31-16-13組合中，通過分子標(biāo)記輔助選擇，聚合目的基因，然后自交純合選育出粳型親秈恢復(fù)系M12Rf-52。其中，親本IC31-95-2為粳型親秈系，是由粳型親秈系G2416-3(從TISL2/02428//Cpslo17/毫格勞選育而來，有關(guān)選育和鑒定方法參見上述文獻(xiàn)A和B，其中TISL2是攜帶S-bi/S-bi基因型的粳稻品種臺(tái)中65的近等基因系，02428是我國(guó)江蘇農(nóng)科院選育的粳稻品種，Cpslo17是原產(chǎn)美國(guó)的粳稻品種，毫格勞為我國(guó)云南的地方品種)與粳稻品種臺(tái)中65雜交F2分離群體中，通過分子標(biāo)記輔助選擇而來，具有G2416-3的親秈性；4R-1-8為秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系，是由G1141(來源于Cpslo17/Karang serang 55的雜交后代，其中Karang serang 55為原產(chǎn)印度尼西亞的爪哇稻品種)和IRBB60(秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系IR24的抗白葉枯病的近等基因系，攜帶Rf-3和Rf-4基因)雜交F2分離群體中，通過分子標(biāo)記輔助選擇而來，具有IRBB60的恢復(fù)性；IC31-16-13為與IC31-95-2同來源的粳型親秈系。這三個(gè)親本均由本發(fā)明人育成。經(jīng)鑒定，M12Rf-52的基因組為粳型，與秈稻具有親和性，與秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的雜種F1結(jié)實(shí)也正常，但與粳稻的親和性較低。因此M12Rf-52是一個(gè)粳型親秈恢復(fù)系。
實(shí)施例二從IC32-9-1/4R-1-8//IC32-1-43組合中，通過分子標(biāo)記輔助選擇，聚合目的基因，然后自交純合選育出粳型親秈恢復(fù)系M13Rf-22。其中，親本IC32-9-1為粳型親秈系，是由粳型親秈系G2417-2-1(其來源與G2416-3相同)與粳稻品種臺(tái)中65雜交F2分離群體中，通過分子標(biāo)記輔助選擇而來，具有G2417-2-1的親秈性；4R-1-8為秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系，是由G1141(來源于Cpslo17/Karang serang 55的雜交后代)和IRBB60(秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系IR24的抗白葉枯病的近等基因系，攜帶Rf-3和Rf-4基因)雜交F2分離群體中，通過分子標(biāo)記輔助選擇而來，具有IRBB60的恢復(fù)性；IC32-1-43為與IC32-9-1同來源的粳型親秈系。這三個(gè)親本均由本發(fā)明人育成。經(jīng)鑒定，M13Rf-22的基因組為粳型，與秈稻具有親和性，與秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的雜種F1結(jié)實(shí)也正常。因此M13Rf-22是一個(gè)粳型親秈恢復(fù)系。
權(quán)利要求
1.一種水稻粳型親秈恢復(fù)系的選育方法，其特征在于通過選用粳型親秈系或粳稻品種(系)與秈型野敗型細(xì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系雜交選育出對(duì)秈稻有親和性、且能恢復(fù)野敗型細(xì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育性的粳型親秈恢復(fù)系，這種粳型親秈恢復(fù)系與常規(guī)秈稻品種、秈型兩用核不育系和秈型野敗型細(xì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系雜交，雜種F1的結(jié)實(shí)正常，其具體方法包括下列方法中的任意一種(1)選用粳型親秈系與秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系雜交，并用粳型親秈系作輪回親本回交，把Rf-3和Rf-4基因轉(zhuǎn)移到粳型親秈系中，選育出粳型親秈恢復(fù)系；(2)用粳稻和秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系雜交，并用粳稻作輪回親本回交，通過分子標(biāo)記輔助選擇，把多個(gè)座位的Si或Sn基因以及Rf-3和Rf-4基因轉(zhuǎn)移到粳稻中，選育出粳型親秈恢復(fù)系；(3)通過分子標(biāo)記輔助選擇，把不同材料中多個(gè)座位的Si基因或Sn基因與Rf-3和Rf-4基因聚合在一起，選育出粳型親秈恢復(fù)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述的粳型親秈恢復(fù)系的選育方法，其特征在于利用粳型親秈系IC31-95-2、秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系4R-1-8和粳型親秈系IC31-16-13作親本，通過分子標(biāo)記輔助選擇，聚合目的基因，然后自交純合選育出粳型親秈恢復(fù)系M12Rf-52。
3.根據(jù)權(quán)利要求所述的粳型親秈恢復(fù)系的選育方法，其特征在于利用粳型親秈系IC32-9-1、秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系4R-1-8和粳型親秈系IC32-1-43作親本，通過分子標(biāo)記輔助選擇，聚合目的基因，然后自交純合選育出粳型親秈恢復(fù)系M13Rf-22。
全文摘要
本發(fā)明屬于水稻育種領(lǐng)域，特別涉及水稻秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的利用。本發(fā)明的目的是利用“特異親和基因”和“野敗型細(xì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)基因”選育出與秈稻具有親和性且能恢復(fù)水稻野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性的粳型品系——粳型親秈恢復(fù)系。這種粳型親秈恢復(fù)系與常規(guī)秈稻品種、秈型兩用核不育系和秈型野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系雜交，既可以克服秈粳亞種間的雜種不育性，又可恢復(fù)野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育性，從而使雜種F1具有正常的結(jié)實(shí)率，并表現(xiàn)出秈粳亞種間的雜種優(yōu)勢(shì)。因此，通過粳型親秈恢復(fù)系的選育和利用可以實(shí)現(xiàn)水稻秈粳亞種間雜種優(yōu)勢(shì)的利用。
文檔編號(hào)A01H1/04GK1559189SQ20041001547
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月27日
發(fā)明者張桂權(quán), 丁效華, 張澤民, 曾瑞珍, 李文濤, 易懋升, 朱文銀 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)