一种选育水稻耐高温光（温）敏核雄性不育系的方法与流程

一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法
技术领域
1.本发明涉及植物遗传育种技术领域，具体为一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法。


背景技术：

2.1973年我国实现籼型三系杂交水稻配套，1976年三系杂交水稻大面积推广，为解决我国粮食安全问题作出了巨大的贡献。1973年湖北仙桃市石明松先生发现了一株天然水稻败育株“农垦58s”，对其进行了多方面的研究，经过育种家的精心培育，选育出了一批优良的籼、粳型的光(温)敏型不育系，并得到了大面积的推广应用，为我国杂交水稻的发展开辟了一条新的途径，即两系法。杂交水稻从三系法发展到两系法，是我国水稻史上的重大发明，并得到了迅速的推广。两系法杂交水稻具有独特的优点，主要为：一系两用，简化繁殖制种程序，降低了种子生产成本；丰富了细胞质的多样性；不受恢保关系的制约，配组自由等。利用两系法培育的新品种在粮食增产、农民增收方面发挥了越来越大的作用。目前，生产上利用最广的光(温)敏核雄性不育系，主要有“广占63s”、“培矮64s”、“y58s”、“p88s”、“hd9802s”、“c815s”等。
3.但是，近几年由于极端高低温天气的出现，使两系杂交水稻制种上蒙受了巨大的损失，阻碍了两系杂交水稻更好的发展。极端高温天气导致两系不育系柱头活力减弱，异交性差，制种产量低；极端低温天气导致两系不育系自身转为可育，不能生产出合格的杂交种，严重影响了杂交种子的质量。因此，光(温)敏雄性不育系的选育是杂交水稻杂种优势利用的关键因素，也是两系杂交水稻研究的核心内容。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，用于改善两系不育系高温下柱头活力减弱，异交性差等农艺性状，提高制种产量。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，具体包括以下步骤：
6.s1、采用人工剪颖去雄杂交配组法，以光(温)敏核雄性不育系仙沙s为母本，武香b为父本进行杂交，得到f1代，种植f1代，成熟后将f1代混收种植f2代群体，f2代中选择结实率高、株高较矮、米质优良的可育单株；
7.s2、种植f3单株，对f3单株进行高温胁迫处理，从中继续选择结实率高、株高较矮、米质优良的可育单株；
8.s3、按照步骤s2的方法，选择至f5代，从f5代中选择不育单株，并对不育单株进行目标性状筛选，筛选出符合目标性状的优良单株，割蔸再生，套袋自交，并收获再生子一代种子；
9.s4、种植子一代单株再生株系，分蘖期每株编号，分为两株，一株进行高温胁迫处理，一株单栽套袋用于繁殖，高温处理下选择符合目标性状的优良不育单株，特别对柱头外
露高这一性状单株的筛选，并对筛选单株进行恢复系杂交测配；
10.s5、统计杂交测配单株结实率，异交结实率高的不育单株当选，并收获对应的繁殖单株种子；
11.s6、按照步骤s4、s5的方法筛选出符合两系不育系标准的耐高温水稻光(温)敏核雄性不育系。
12.优选的，所述s1中，以光(温)敏核雄性不育系为母本，优良常规稻为父本杂交，获得f1。
13.优选的，所述s3中，不育株后世代都在简易高温棚高温胁迫，用恢复系杂交，统计异交结实率，选择耐高温的符合育种目标的光(温)敏核雄性不育系。
14.优选的，从f2选育可育单株，f3-f4利用简易高温棚高温胁迫，选育可育单株，在高温下，选择的单株株叶形态好，米质优，高异交结实，耐高温。
15.优选的，f5开始选择不育株，始终利用简易高温棚高温胁迫，并用外来恢复系对不育株杂交，统计杂交后异交结实率，在高温下，选择的不育单株，耐高温，并利用异交结实率来验证耐高温性，所选不育株耐高温性强，异交性好，不育系遇高温气候，制种产量高。
16.有益效果
17.本发明提供了一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
18.该选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，通过从低世代到高世代不间断地高温胁迫处理，并对不育系选育的每个世代进行恢复系杂交测配，筛选高温下异交结实率高的不育系单株；由于在低世代高温胁迫下连续选育结实好、株高矮的可育单株，高世代高温下选育不育单株，不育系株高矮，抗倒性好；
19.由于在低世代高温胁迫下选育结实好的可育单株，高世代不育系高温胁迫下当选异交结实率高的不育单株，不育系柱头外露高，开花习性好，异交结实率高，因此不育系高温下制种产量高，高温对其影响小，不育系闭颖性好；
20.由于从低世代到高世代连续高温胁迫下，所选不育系耐高温，耐热性好，所配杂交组合耐高温性强。
21.综上所述，本发明的方法简单可靠、易于推广，利用此方法选育的耐高温不育系，对我国高档优质米和优质两系杂交水稻的稳步发展具有较大的推动作用，同时能够减少极端恶劣气候下水稻的损失，确保农民增收，粮食增产，确保国家粮食安全。
附图说明
22.图1为本发明的ty12472s选育流程图；
23.图2为本发明的简易高温处理棚设施；
24.图3为本发明的高温处理下，ty12472s与广占63s人工杂交结实穗；
25.图4为本发明的不育系人工杂交授粉结实米粒；
26.图5为本发明的新组合两优4722田间长势情况。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
30.实施例1
31.ty12472s的选育过程：
32.用于选育的亲本双亲来源：
33.1、光(温)敏核雄性不育系仙沙7s的来源：湖北省仙桃市沙湖原种场选育，2010年通过了湖北省农业厅组织的技术鉴定。
34.2、武香b的来源：93-11/ir58025//ir58025(来源于武汉大学杂交水稻国家重点实验室育成材料，并通过湖北省品种审定委员会审定)。
35.选育流程如图1所示。2008年春季海南以沙仙7s为母本人工去雄后，以武香b为父本杂交，获得f1代种子，2008年武汉种植f1代，结实正常，熟期早，米质优，混合收获所有种子f2，2009年春季海南种植f2代群体3000株以上，f2代群体出现分离，正常单株与不育系单株比例3:1，选择结实率高，株高偏矮，分蘖力强，米质优良的可育单株100个，2009年夏季武汉种植f3代单株株系100个，并利用如图2设置的简易增温棚对单株株系进行高温胁迫处理，100个株系中同样分离严重，选择结实率高，株高矮，分蘖力强，米质优良，株叶形态好的可育单株60个，2010年海南种植60个f4可育单株株系，利用图2的设置对其进行高温胁迫处理，选择结实率高，株高矮，分蘖力强，米质优良，株叶形态好的可育单株50个，2010年武汉种植f5单株株系50个，对其进行高温胁迫处理，50个株系中有14个株系中出现了不育单株，其余36个株系中没有不育单株出现，全为可育单株，淘汰掉可育的36个株系，对14个株系中的不育单株进行性状选择，选择柱头外露率高，分蘖强，株高较矮，株叶形态好，花药小呈乳白色，穗型较大的不育单株11株，搬出单独栽植，显微镜下进行花粉镜检，发现其均为无花粉型不育株，8月25日将当选的11个不育单株割蔸再生，套袋自交，10月底收获再生子一代种子，2011年春季海南种植11个再生子一代单株株系，分蘖期每个株系单株挂牌编号，每个单株分为二株，一株高温胁迫处理，一株单栽套袋用于繁殖，对高温处理下的单株选择符合目标性状的优良不育单株20个，特别注重柱头外露这一性状的选择，同时对当选单株进行父本恢复系杂交测配，杂交测配20个组合，成熟期统计20个不育单株杂交的结实情况，20个
组合中有5个结实率达到了80％以上，其余15个结实率低于80％，其中9个低于10％，4个20％-30％，2个35％-40％，当选5个结实率达到80％的不育单株，收获对应的5个当选繁殖单株种子，2011年夏季武汉种植子二代不育株系5个，继续高温胁迫处理，5个株系相对长势较为整齐，株高有所不同，选择柱头外露高的单株，用父本恢复系杂交测配，测配不育单株结实率均达到了70％以上，从5个株系中当选10个单株，并将其割蔸再生，套袋自交，收获子三代不育单株种子，如此反复选择至子五代，各个世代均高温胁迫处理，不育系进行父本恢复系结实率验证考察，2013年海南选择编号为12-4-72的株系，株系整齐一致，株高较矮，柱头外率高，不育系繁殖产量高，不育系暂定名为12472s。2013年武汉进行多父本小面积组合试制，而且2013年碰巧遇到了罕见的高温天气，12472s表现出开花习性好，结实率高，制种产量很高，亩产达到了250公斤，其它不育系如广占63s亩产低于50公斤。同年将12472s在武汉大学进行人工气温箱育性鉴定筛选，2014年继续低温育性筛选，选育出符合光(温)敏核雄性不育系标准的不育单株。不育系定名为ty12472s。
36.田间栽培、制种试验结果表明：ty12472s田间长势旺，分蘖力强，生长整齐一致，株高较矮，抗倒性强，高温下柱头外露率高，柱头总外露率100％，双边外露率75.7％，比对照广占63s柱头外露率高42.6％，双边外露率高43.1％。不育系耐高温能力强，2013年武汉极端高温下，多组合试制，不育系异交率达到65％，亩产平均250公斤以上，对照广占63s亩产平均低于50公斤；不育系人工剥检，无腹白，垩白粒率为0。
37.实施例2
38.ty12472s与广占63s利用图2简易设置高温胁迫下人工授粉异交性比较，
39.结实率比较：
[0040][0041]
统计结果表明：ty12472s和对照广占63s高温下，利用两个父本对其人工杂交，r1父本杂交，ty12472s比广占63s结实率高74.8％；r2父本杂交，ty12472s比广占63s结实率高75.8％，表明ty12472s的耐高温能力强，高温下柱头活力强，异交性好。
[0042]
实施例3
[0043]
两优4722的选育过程：
[0044]
2012年，海南用选育的光(温)敏核雄性不育系ty12472s为母本，优质两系恢复系r12为父本杂交，2012年夏季武汉种植杂交种，观察其杂种优势，杂交种生长势旺，茎秆粗壮，穗大粒多，结实率高，后期转色好，米质优，手工剥检，无腹白，米粒细长，同年复测，海南观察杂种优势，表现突出，2013年武汉进行小面积组合试制，2014年进行小区品比试验，试验结果表明，生育期与对照丰两优4号相当，株高比对照矮，产量比对照增产3.4％，米质和抗性优于对照。
[0045]
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
[0046]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：s1、采用人工剪颖去雄杂交配组法，以光(温)敏核雄性不育系仙沙s为母本，武香b为父本进行杂交，得到f1代，种植f1代，成熟后将f1代混收种植f2代群体，f2代中选择结实率高、株高较矮、米质优良的可育单株；s2、种植f3单株，对f3单株进行高温胁迫处理，从中继续选择结实率高、株高较矮、米质优良的可育单株；s3、按照步骤s2的方法，选择至f5代，从f5代中选择不育单株，并对不育单株进行目标性状筛选，筛选出符合目标性状的优良单株，割蔸再生，套袋自交，并收获再生子一代种子；s4、种植子一代单株再生株系，分蘖期每株编号，分为两株，一株进行高温胁迫处理，一株单栽套袋用于繁殖，高温处理下选择符合目标性状的优良不育单株，特别对柱头外露高这一性状单株的筛选，并对筛选单株进行恢复系杂交测配；s5、统计杂交测配单株结实率，异交结实率高的不育单株当选，并收获对应的繁殖单株种子；s6、按照步骤s4、s5的方法筛选出符合两系不育系标准的耐高温水稻光(温)敏核雄性不育系。2.根据权利要求1所述的一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，其特征在于：所述s1中，以光(温)敏核雄性不育系为母本，优良常规稻为父本杂交，获得f1。3.根据权利要求1所述的一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，其特征在于：所述s3中，不育株后世代都在简易高温棚高温胁迫，用恢复系杂交，统计异交结实率，选择耐高温的符合育种目标的光(温)敏核雄性不育系。4.根据权利要求1所述的一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，其特征在于：从f2选育可育单株，f3-f4利用简易高温棚高温胁迫，选育可育单株，在高温下，选择的单株株叶形态好，米质优，高异交结实，耐高温。5.根据权利要求1所述的一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，其特征在于：f5开始选择不育株，始终利用简易高温棚高温胁迫，并用外来恢复系对不育株杂交，统计杂交后异交结实率，在高温下，选择的不育单株，耐高温，并利用异交结实率来验证耐高温性，所选不育株耐高温性强，异交性好，不育系遇高温气候，制种产量高。

技术总结
本发明公开了一种选育水稻耐高温光(温)敏核雄性不育系的方法，具体包括以下步骤：S1、采用人工剪颖去雄杂交配组法，以光(温)敏核雄性不育系仙沙s为母本，武香B为父本进行杂交，得到F1代，种植F1代，成熟后将F1代混收种植F2代群体，F2代中选择结实率高、株高较矮、米质优良的可育单株；S2、种植F3单株，对F3单株进行高温胁迫处理，从中继续选择结实率高、株高较矮、米质优良的可育单株；本发明涉及植物遗传育种技术领域。利用本方法选育的不育系，耐高温性强，异交性好，米质优，很大幅度地提高了高温下不育系的制种产量。不育系的制种产量。不育系的制种产量。


技术研发人员：黄兴国 王井章 李刚 刘求喜 陈海英 李从朗 杨爱华 陈志银 蔡明学 李从耀 孟宪平
受保护的技术使用者：团风县农业科技示范中心
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/12