專利名稱：一種持續(xù)批量提純繁殖水稻低溫敏核不育系原原種的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水稻兩用核不育系繁殖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及低溫敏核不育系不育起點溫度的遺傳純化、持續(xù)批量繁殖原原種技術(shù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)前生產(chǎn)上應(yīng)用的水稻光溫敏核不育系普遍存在起點溫度的遺傳“漂變”現(xiàn)象， 如曾經(jīng)廣泛應(yīng)用的光溫敏核不育系培矮64S育性轉(zhuǎn)換的臨界溫度在1991年通過省級鑒定時為23. 3°C，在按常規(guī)良種繁育程序和方法選種留種后，不育系的育性轉(zhuǎn)換溫度逐代升高， 1993年已上升到24. 2V，1994年有些地方更高達(dá)。顯然，具有這種不育起點溫度遺傳 “漂變”現(xiàn)象的兩用核不育系連續(xù)多年繁殖，起點溫度升高，種子純度下降，嚴(yán)重安全問題。 隨著兩系雜交稻種植面積的不斷擴大，給農(nóng)民和種子企業(yè)帶來的風(fēng)險也相應(yīng)增加，嚴(yán)重制約了兩系雜交水稻的發(fā)展。目前，水稻兩用核不育系的提純繁殖技術(shù)研究還沒有系統(tǒng)研究。袁隆平曾提出實施以生產(chǎn)“核心種子”為關(guān)鍵技術(shù)的光溫敏不育系的提純和原種生產(chǎn)程序(單株選擇-低溫或長日低溫處理-再生留種-原原種-原種-制種)可以有效地控制起點溫度的“漂變”。 實踐也證明，“核心種子”生產(chǎn)程序能在一定程度上防止不育系不育起點溫度逐代提高，保證不育系的不育起點溫度始終保持在同一水平上，但在原種生產(chǎn)程序上，從單株割蔸到獲得原原種因受到人控氣候室條件的限制，存在明顯的缺陷1、該程序不能年年持續(xù)提供兩用核不育系的原原種；2、該程序需要人控氣候室設(shè)備，獲得核心種子數(shù)量有限，不能批量供應(yīng)兩用核不育系原原種，且生產(chǎn)成本昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足，本發(fā)明提供一種持續(xù)批量提純繁殖水稻低溫敏核不育系原原種的方法，以保證低溫敏不育系隨世代的提高育性轉(zhuǎn)換起點溫度能準(zhǔn)確、有效地控制在生產(chǎn)實際所要求的溫度范圍內(nèi)，同時不增加繁殖不育系的難度，即隨著提純世代的增加起點溫度既不“漂高”，也不“漂低”。本發(fā)明持續(xù)批量提純繁殖水稻低溫敏核不育系原原種的方法，其包括如下步驟1)將水稻生產(chǎn)正季低溫敏核不育系群體單株分蔸，形成兩組相應(yīng)單株遺傳背景完全相同的A、B兩個群體，用導(dǎo)致不育的臨界溫度條件處理A群體，通過對A群體鑒定剔除不育起點高的單株，剩余單株組成的群體為Al ；同時用可育溫度條件處理B群體，篩選花粉育性恢復(fù)好的單株，這些單株組成的群體為Bl ；保留Al與Bl中遺傳背景相同的單株，分別形成群體A2和B2 ；將A2群體配制雜種單收得雜種F1，將B2群體中的單株自交結(jié)實單收得核心株種子；2)分別種植F1,并擴大繁殖核心株種子形成核心株系，根據(jù)雜種F1的雜種優(yōu)勢水平，選擇雜種優(yōu)勢表現(xiàn)良好的相應(yīng)核心株系，部分繁殖種子用于下年水稻生產(chǎn)正季種植群體，剩余種子混收形成批量的原原種；
3)重復(fù)步驟1)和2)。其中，步驟1)優(yōu)選還包括對A群體單株的異交習(xí)性和主要農(nóng)藝性狀鑒定，保留低溫敏不育系典型農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性的單株。所述用導(dǎo)致不育的臨界溫度條件處理A群體的方法是用臨界溫度冷水處理，所述用可育溫度條件處理B群體的方法是用可育溫度的冷水處理。處理使其在幼穗分化第IV期開始，根據(jù)不同水稻品種，選擇相應(yīng)的處理溫度和處理時間，以實現(xiàn)育性的轉(zhuǎn)換。其中，步驟2)優(yōu)選選擇典型低溫敏核不育核心株系的種子單收，用于下年水稻生產(chǎn)正季種植群體。其中步驟幻可以于冬季在海南三亞等地進行繁種。本發(fā)明中所述低溫敏不育系典型農(nóng)藝性狀是指低溫敏不育系通過技術(shù)鑒定時所具有的品種特性，諸如生育期、株型松散程度、分蘗能力強弱程度、稃尖顏色的有無、劍葉直立與否、柱頭外露率高低、開花習(xí)性、穎花形狀、芒的有無等。在篩選時可以根據(jù)相關(guān)農(nóng)藝性狀進行一步篩選更佳的株系。本發(fā)明中所述導(dǎo)致不育的臨界溫度是指符合生產(chǎn)實際所需要的育性轉(zhuǎn)換起點溫度，一般為22. 5 23. 5°C，具體視低溫敏核不育系通過技術(shù)鑒定時的溫度而定。可育溫度根據(jù)不同低溫敏核不育系繁殖要求而略有差異，一般為20 21°C。本發(fā)明方法可以解決水稻低溫敏核不育系的不育起點溫度“漂變”的問題，持續(xù)得到批量的低溫敏核不育系原原種，保留了不育系的種性；隨著繁殖世代的提高，不育起點溫度高和過低的株系逐步剔除，不育系不育起點溫度得到純化。并且，能夠同時保持低溫敏不育系異交習(xí)性、主要農(nóng)藝性狀和所配雜種優(yōu)勢水平不變。


圖1為實施例1中低溫敏核不育系持續(xù)批量繁殖原原種的技術(shù)路線圖。
具體實施例方式以下實施例進一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。在不背離本發(fā)明精神和實質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改或替換，均屬于本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。實施例1本例以水稻低溫敏核不育系810S(購自湖南省安江農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)校)為例來說明本發(fā)明的方案。1.第一年，在制種地水稻生產(chǎn)正季種植水稻低溫敏核不育系生產(chǎn)用種群體1000 株，在分蘗盛期每1單株分成2蔸并統(tǒng)一編號，形成A、B兩個遺傳背景完全相同的1000株群體；在幼穗分化第IV期開始，對A群體用23. 5°C冷水連續(xù)處理5d后，正常條件管理，抽穗后對每一單株不育性、異交習(xí)性和主要農(nóng)藝性狀進行鑒定，保留低溫敏不育系典型農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性的不育單株，剔除起點溫度高的可育株，得到群體Al ；與A群體同步，對B群體用20 21°C的冷水連續(xù)處理IOd后，正常條件管理，抽穗后，鏡檢每一單株花粉育性，保留花粉育性好的單株，形成群體Bl ；保留Al和Bl中相同編號的單株，得到群體A2和B2 (即 A2群體即為A群體中保留B群體編號的不育株，B2群體即根據(jù)A群體保留不育單株的編
4號，保留B群體中與A群體的相應(yīng)編號且花粉育性恢復(fù)很好的核心株，兩個群體遺傳背景相同，每個群體20株)；將A2群體與早稻常規(guī)品種DlOO (購自湖南省安江農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)校)配制雜種，單收得雜種F1，將B2群體中的單株自交結(jié)實單收得核心株種子；2.第一年冬第二年春，在海南三亞種植A2群體配制的雜種F1，盡可能大地繁殖B2 群體中保留的20個核心株形成株系；從雜種&的優(yōu)勢表現(xiàn)良好編號單株繁殖株系中，選取 10個典型低溫敏不育系核心株的繁殖種子形成下一年水稻生產(chǎn)正季種植的群體?；焓掌溆嗨须s種Fl的優(yōu)勢表現(xiàn)良好的株系種子，形成批量的原原種。3.第二年，在制種地水稻生產(chǎn)正季將10個典型低溫敏不育單株種子種植成10個 100株的群體，在分蘗盛期對每個群體每1株分成2蔸并編號，形成這一年的A、B兩個遺傳背景完全相同的1000株群體；在幼穗分化第IV期開始，對A群體用23. 5°C冷水連續(xù)處理 5d后，正常條件管理。抽穗后對每一單株不育性、異交習(xí)性和主要農(nóng)藝性狀進行鑒定，保留低溫敏不育系典型農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性的不育單株，剔除起點溫度高的可育株；與A群體同步，對B群體用20 21°C的冷水連續(xù)處理IOd后，正常條件管理。抽穗后，鏡檢每一單株花粉育性。根據(jù)A群體保留不育單株的編號，保留B群體10個株系每100株中與A群體的相應(yīng)編號且花粉育性恢復(fù)很好的核心株20株，并注意套袋隔離，使其自交結(jié)實，并收獲保留單株的種子；同時對A群體中保留B群體編號的不育株配制雜種Fp4.在第二年冬第三年春在海南三亞種植A群體配制雜種F1，盡可能大地繁殖B群體中保留的20個核心株形成株系；從雜種F1的優(yōu)勢表現(xiàn)良好編號單株繁殖株系中，選取10 個典型低溫敏不育系核心株的繁殖種子形成下一年水稻生產(chǎn)正季種植的群體。混收其余所有雜種Fl的優(yōu)勢表現(xiàn)良好的株系種子，形成批量的原原種。5.以后每年都按步驟3和4的程序重復(fù)試驗。上述方法處理結(jié)果如下2007年用制種用810S單株1000株進行處理，結(jié)果雜株占0. 2 %，不育起點溫度高于23. 5°C的單株約29. 8%，可育起點溫度低于20°C的單株約8. 5%，介于兩者之間的單株占61. 5%，從中選取代表810S種性的核心單株20株進行繁殖，通過優(yōu)勢水平鑒定，保留 18個核心單株株系，選取10個典型低溫敏不育系核心株的繁殖種子形成下一年水稻生產(chǎn)正季種植的群體，混收其余種子，即得批量原原種，所配雜種優(yōu)勢維持在原組合審定時的水平。2008年對用2007年選取的10個核心株的繁殖種子種植的1000株群體進行處理， 結(jié)果無雜株，不育起點溫度高于23. 5°C的單株約0. 9%，可育起點溫度低于20°C的單株約 0. 1%，介于兩者之間的單株占99.0%，表明2007年所收批量原原種純度有原來的61. 5% 達(dá)到了 99. 0%，所配雜種優(yōu)勢維持在原組合審定時的水平。2009年對用2008年選取的10個核心株的繁殖種子種植的1000株群體進行處理，結(jié)果無雜株，不育起點溫度高于23. 5°C的單株約0. 5%，可育起點溫度低于20°C的單株約0. 07%，介于兩者之間的單株占99. 43%，表明2008年所收批量原原種純度有原來的 99. 0%達(dá)到了 99. 43%，所配雜種優(yōu)勢維持在原組合審定時的水平。
權(quán)利要求
1.一種持續(xù)批量提純繁殖水稻低溫敏核不育系原原種的方法，其包括如下步驟1)將水稻生產(chǎn)正季低溫敏核不育系群體單株分蔸，形成兩組相應(yīng)單株遺傳背景完全相同的A、B兩個群體，用導(dǎo)致不育的臨界溫度條件處理A群體，通過對A群體鑒定剔除不育起點高的單株，剩余單株組成的群體為Al ；同時用可育溫度條件處理B群體，篩選花粉育性恢復(fù)好的單株，這些單株組成的群體為Bl ；保留Al與Bl中遺傳背景相同的單株，分別形成群體A2和B2 ；將A2群體配制雜種單收得雜種F1，將B2群體中的單株自交結(jié)實單收得核心株種子；2)分別種植&，并擴大繁殖核心株種子形成核心株系，根據(jù)雜種&的雜種優(yōu)勢水平，選擇雜種優(yōu)勢表現(xiàn)良好的相應(yīng)核心株系，部分繁殖種子用于下年水稻生產(chǎn)正季種植群體，剩余種子混收形成批量的原原種；3)重復(fù)步驟1)和2)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中步驟1)還包括對A群體單株的異交習(xí)性和農(nóng)藝性狀鑒定，保留低溫敏不育系典型農(nóng)藝性狀和異交習(xí)性的單株。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中步驟2)選擇典型低溫敏核不育核心株系的種子單收，用于下年水稻生產(chǎn)正季種植群體。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟1)用導(dǎo)致不育的臨界溫度條件處理A群體的方法是用臨界溫度冷水處理，所述用可育溫度條件處理B群體的方法是用可育溫度的冷水處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種持續(xù)批量提純繁殖水稻低溫敏核不育系原原種的方法，該方法設(shè)計了通過利用不同溫度的冷水同步處理分蔸而成的兩個遺傳背景完全相同的低溫敏核不育系群體，同時實現(xiàn)不育起點溫度、異交習(xí)性和主要農(nóng)藝性狀的鑒定和核心單株的繁殖，剔除不育起點溫度高和過低的單株。利用特定生態(tài)條件擴大繁殖原原種，同時通過單株選擇為下一年重復(fù)試驗提供不育起點溫度得到一定控制的不育系群體。這樣經(jīng)過連續(xù)多年的不育系提純繁殖，能有效控制不育系起點溫度“漂變”，持續(xù)提供高純度、不育起點溫度穩(wěn)定的批量原原種。
文檔編號A01H1/04GK102334449SQ201010236518
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者何強, 張武漢, 舒服, 袁隆平, 鄧華鳳 申請人:湖南雜交水稻研究中心