CN106332770A - 一种寒地杂交粳稻选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及杂交水稻遗传育种领域，尤其涉及一种寒地杂交粳稻选育方法；包括以下步骤：S1、以携带反温敏不育基因的雁农S作为供体亲本，同时以综合性状优良的寒地粳稻R1作为轮回亲本进行回交育种，培育得到保留R1基本特性的反温敏不育系R1S；S2、以R1S作为母本，同时以综合性状优良的寒地粳稻R2为父本，大量测配杂交组合，得到R1S/R2；S3、以同生态区域区试品种为对照，评价R1S/R2的综合性状，筛选后得到寒地杂交粳稻；其中，所述综合性状包括但不局限于产量、耐寒性、抗病性和米质中的其中一种或多种，所述寒地粳稻R2与寒地粳稻R1具有遗传差异。本发明的寒地杂交粳稻选育方法，具有高不育起点温度、具稳定遗传能力、高产优质、耐冷抗病、反温敏不育的特点。

Description

一种寒地杂交粳稻选育方法

技术领域

本发明涉及杂交水稻遗传育种领域，尤其涉及一种寒地杂交粳稻选育方法。

背景技术

寒地稻区(如黑龙江省)以种植常规稻为主，品种亲缘关系较近，常规稻产量潜力已经遇到瓶颈，需要在育种思路上寻求新的突破。杂交稻能充分利用两个不同背景亲本之间的优势，一般比常规稻增产8％以上。按育种技术可将杂交稻分为“三系法”杂交稻和“两系法”杂交稻；目前，“三系法”寒地杂交粳稻面临着恢复资源少，育种效率低等问题，难以大面积推广应用，而“两系法”配组自由，育种效率高，有望为培育强优势杂交粳稻新组合带来新契机。

温敏不育系是“两系”法杂交稻的基本遗传工具。温敏不育系育性受温度影响，在不同环境温度条件下可表现为可育或者不育，从而实现自身繁殖和杂交组合制种。温敏不育系有正向和反向之分，正向温敏不育系(如安农S)表现为高温不育和低温可育特点，适合在南方稻区夏季制种和低纬度地区的早春或高纬度地区的秋季进行繁殖，而反向温敏不育系(如雁农S)具有低温不育、高温可育特征，适宜在低纬度地区的早季(如海南)或高纬度寒地稻区(如黑龙江)的夏季制种，南方夏季繁殖。由于寒地稻区常年为相对低温气候，若发展正向温敏不育系，则只能选择在南方稻区制种，会导致制种成本增加；而一旦研究成功高不育起点温度的寒地粳型反温敏不育系，则能规避原地制种风险，降低制种成本。因此，在寒地稻区因地制宜利用反温敏不育系发展两系杂交稻是提高水稻产量潜力的新途径。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高不育起点温度、具稳定遗传能力、高产优质、耐冷抗病、反温敏不育的寒地杂交粳稻选育方法。

本发明的寒地杂交粳稻选育方法，包括以下步骤：

S1、以携带反温敏不育基因的雁农S作为供体亲本，同时以综合性状优良的寒地粳稻R1作为轮回亲本进行回交育种，培育得到保留R1基本特性的反温敏不育系R1S；

S2、以R1S作为母本，同时以综合性状优良的寒地粳稻R2为父本，大量测配杂交组合，得到R1S/R2；

S3、以同生态区域区试品种为对照，评价R1S/R2的综合性状，筛选后得到寒地杂交粳稻；

其中，所述综合性状包括但不局限于产量、耐寒性、抗病性和米质中的其中一种或多种，所述寒地粳稻R2与寒地粳稻R1具有遗传差异。

应当说明的是，本发明中所指的“寒地”，包括但不限于温带中的寒温带，具体指黑龙江北部的一片区域。寒地又可分为六个积温带，分别为：1)第一积温带，位于哈尔滨以南，常年有效活动积温在2700℃以上；2)第二积温带，位于哈尔滨以北、绥化以南，常年有效活动积温在2500-2700℃；3)第三积温带，位于绥化以北、海伦以南，常年有效活动积温在2300-2500℃；4)第四积温带，位于海伦以北、嫩江以南，常年有效活动积温在2100-2300℃；5)第五积温带，位于嫩江以北、加格达奇以南，常年有效活动积温在1900-2100℃；6)第六积温带，位于加格达奇以北，常年有效活动积温在1400-1900℃。寒地水稻即指生活在寒地的水稻。

应当说明的是，全国水稻品种抗冷性鉴定协作组调查标准，将耐寒性按空壳率分为5个级别：1级在10％以下，2级10％-20％，3级20％-30％，4级30％-40％，5级40％以上。

应当说明的是，所述抗病性的划分标准，参考苗叶瘟和叶瘟，包括高抗(HR，0-1级)，抗(R，2级)、中抗(MR，3级)、中感(MS，4级)、感(S，5-6级)、以及高感(HS，7-9级)，具体如下：

0级：无病；

1级：针头状大小褐点或中心未产生孢子的稍大褐点；

2级：小圆形至稍长的边缘褐色的灰色病斑，直径约1～2mm，病斑多在下部叶片上；

3级：病斑类型与2级相同，但病斑在上部叶片上；

4级：典型纺锤形病斑，为害面积为叶面积的2％；

5级：典型纺锤形病斑，为害面积为叶面积的2～10％；

6级：典型纺锤形病斑，为害面积为叶面积的11～25％；

7级：典型纺锤形病斑，为害面积为叶面积的26～50％；

8级：典型纺锤形病斑，为害面积为叶面积的51～75％；

9级：为害面积超过叶面积的75％。

所述抗病性的划分标准，参考穗瘟(以穗颈和主轴发病率为准)，包括高抗(HR，0级)，抗(R，1级)、中抗(MR，3级)、中感(MS，5、7级)、以及感(S，9级)，具体如下：

0级：无病；

1级：发病率低于5％；

3级：发病率为5.1％～1.0％；

5级：发病率为10.1％～25％；

7级：发病率为25.1％～50％；

9级：发病率超过50％。

另外，经实验证明，所述反温敏不育基因呈隐性单基因遗传，被定位在10号染色体上分子标记为RM239和RG257之间，遗传距离分别为3.6cM和4.0cM的区域。

进一步的，步骤S1中所述的雁农S为籼型不育系，具有反温敏特性，表现为在日平均气温低于29℃时不育，在日平均气温高于29℃可育。

进一步的，步骤S1中所述的寒地粳稻R1包括但不限于空育131。

进一步的，步骤S2中所述的寒地粳稻R2包括但不限于龙粳31。

进一步的，所述同生态区域区试品种包括但不局限于龙稻5。

应当说明的是，回交育种是杂交育种的一种形式，即从杂种一代起多次用杂种与亲本之一继续杂交，从而育成新品种的方法，由于一再重复与该亲本杂交，故称回交。典型的回交育种方法是将缺少某一二个有利性状的优良品种重复用作亲本，称轮回亲本。又因是有利性状的接受者，也称受体。轮回亲本应是综合性状较好，预计有发展前途的品种。用另一具有某一二个受体所缺少的有利性状的品种作亲本，只在开始回交时用1次，称非轮回亲本。因是有利性状的提供者，故称供体。所提供的有利性状最好是显性单基因控制的。回交过程中，从回交一代开始，每代都从杂种中选择具有供体的有利性状的个体与轮回亲本杂交。如此继续进行多次，直到最后得到所有性状与受体相似，但增加了从供体转来的有利性状的后代时为止。然后再进行1～2次自交，选出被转移性状为纯合的个体，进而育成新品种。在理论上每回交1次，杂种后代所含轮回亲本的遗传成分将递增一半。一般经5～6次回交，其后代的主要性状已接近轮回亲本。但如轮回亲本的主要性状涉及的基因数较多，则回交次数要适当增多。回交育种法主要用于：常规育种中有利性状的转育；选育近等基因系；单体、缺体、三体的转育；细胞质雄性不育系及核不育系的转育；克服远缘杂种不育性。

具体的，本发明中所述的回交育种，指的是以雁农S与寒地粳稻R1后代中的反温敏不育单株为母本，以寒地粳稻R1为轮回亲本进行至少两次回交、以及至少两次自交后获得反温敏不育系R1S的过程。

具体的，所述回交为3-4次，所述自交为3-4次。

进一步的，所述反温敏不育系R1S的筛选标准包括：具有R1遗传背景，柱头外露率达70％以上，柱头活力强，开花时间长，闭颖好，生育期在125d左右，具有反温敏不育特性。所述反温敏不育特性表现为，例如在黑龙江省7月中旬至8月上旬表现为稳定不育，在南方日均气温高于29℃表现为稳定可育。

进一步的，与同生态区域区试品种相比，所述寒地杂交粳稻的筛选标准为：增产8％以上，耐寒性和抗病性相当，米质达到国家二级优质稻标准。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

据观察，反温敏不育系雁农S的育性转换温度为29-29.5℃，在黑龙江佳木斯和哈尔滨地区7-8月均表现为稳定的完全败育，是用来培育反温敏寒地粳型不育系的理想材料。采用本发明选育方法获得的寒地杂交粳稻品种，具有高不育起点温度、具稳定遗传能力、高产优质、耐冷抗病、反温敏不育的特性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一寒地粳型反温敏不育系空育131S的选育

1)以含有反温敏不育基因的雁农S为母本，空育131为父本，杂交获得143粒F1种子；将F1种植于海南南繁基地，去掉伪杂种，其余全部收获，得到F2。

2)将F2种植于哈尔滨闫家岗农场试验基地，单本种植，数量为11000株，开花盛期进行育性观察，若怀疑是籼粳交不育单株，则镜检确定育性，筛选柱头外露率高的偏粳型的完全不育单株10株，割蔸再生。

3)以割蔸再生的完全不育的单株为母本，以空育131为父本，再次杂交，获得542粒杂交粒；将其种植于海南南繁基地，获得近3万粒种子。

4)将获得的近3万粒种子植于哈尔滨闫家岗农场，筛选剑叶上举且柱头外露率达75％以上的偏粳型不育单株5株，割蔸再生，

5)将收到的种子按照株系种植，发现3号株系整体表现熟期早，败育彻底，按单株继续割蔸再生，至3-4期时，进行32℃恒温水浴处理5天，套袋收种，共收获1203粒种子。淘汰其他株系。

6)将1203粒种子单本种植于哈尔滨闫家岗农场，调查发现，均表现不同程度的败育，优选189株不育单株，按单株继续割蔸再生，至3-4期时，进行32℃恒温水浴处理5天，按单株套袋收种，建立株系。

7)将株系编号种植于闫家岗选种圃，调查败育株，发现139编号综合性状表现优异，命名为空育131S。

其中，空育131是中国引进的日本品种，在黑龙江省累计推广1.3亿亩，至今仍有种植面积，其生育期与龙粳31相当，具有耐寒性强，适应性广等优点。

实施例二寒地粳型强优势杂交组合131S/14-280的选育

1)分析黑龙江省常规稻品种系谱，搜集除含有空育131血缘外的其他品种或者品系，统一编号，共搜集2309份材料。

2)以空育131S为母本，以搜集的2309份材料为父本，进行杂交测配，每个组合杂交种至少100粒。

3)初测，将获得的杂交粒种植于黑龙江省闫家岗农场，对照龙稻5田间布置为每间隔500号种植一份，与对照相比较，在生育期、结实率、抗病性、丰产性等性状淘汰2269份组合，按照剩余40份组合的编号，再次做杂交，进行复测，每个组合杂交种不少于600粒。

4)将需要复测的杂交粒分为50粒、50粒和500粒三份，小份分别种植于佳木斯耐冷鉴定圃和稻瘟病鉴定圃，大份用于产量米质评价。

5)经耐寒性鉴定，40份组合中有2份达2级，7份达3级，28份达4级，3份达5级，其中达到2级耐冷性的为空育131S/14-280和空育131S/14-339，结果如表1所示；

6)经抗病性鉴定，40份组合中有3份表现抗(R)，28份表现中抗(MR)，9份表现中感(MS)，2份表现感(S)，其中空育131S/14-280表现为抗(R)，结果如表1所示；

7)经米质分析鉴定，40份组合中有22份达到国家二级优质米标准，13份达到国家三级优质米标准，5份米质一般，空育131S/14-280米质为国标二级；

8)经产量鉴定，2级，40份组合中有13份比对照龙粳31增产5.0％以上，其中空育131S/14-280增产12.5％。

表1 40份组合中耐寒性和抗病性检测结果

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、以携带反温敏不育基因的雁农S作为供体亲本，同时以综合性状优良的寒地粳稻R1作为轮回亲本进行回交育种，培育得到保留R1基本特性的反温敏不育系R1S；

S2、以R1S作为母本，同时以综合性状优良的寒地粳稻R2为父本，大量测配杂交组合，得到R1S/R2；

S3、以同生态区域区试品种为对照，评价R1S/R2的综合性状，筛选后得到寒地杂交粳稻；

其中，所述综合性状包括但不局限于产量、耐寒性、抗病性和米质中的其中一种或多种，所述寒地粳稻R2与寒地粳稻R1具有遗传差异。

2.根据权利要求1所述的寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：步骤S1中所述的雁农S为籼型不育系，具有反温敏特性，表现为在日平均气温低于29℃时不育，在日平均气温高于29℃可育。

3.根据权利要求1所述的寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：步骤S1中所述的寒地粳稻R1包括但不限于空育131。

4.根据权利要求1所述的寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：步骤S2中所述的寒地粳稻R2包括但不限于龙粳31。

5.根据权利要求1所述的寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：所述同生态区域区试品种包括但不局限于龙稻5。

6.根据权利要求1所述的寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：所述回交育种，指的是以雁农S与寒地粳稻R1后代中的反温敏不育单株为母本，以寒地粳稻R1为轮回亲本进行至少两次回交、以及至少两次自交后获得反温敏不育系R1S的过程。

7.根据权利要求6所述的寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：所述回交为3-4次，所述自交为3-4次。

8.根据权利要求1所述的寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：所述反温敏不育系R1S的筛选标准包括：具有R1遗传背景，柱头外露率达70％以上，柱头活力强，开花时间长，闭颖好，生育期在125d左右，具有反温敏不育特性。

9.根据权利要求1所述的寒地杂交粳稻选育方法，其特征在于：与同生态区域区试品种相比，所述寒地杂交粳稻的筛选标准为：增产8％以上，耐寒性和抗病性相当，米质达到国家二级优质稻标准。