一种利用水稻F2群体优势的育种方法技术

本发明专利技术涉及水稻杂种优势利用领域，该发明专利技术利用了一种反向温敏雄性不育系为母本，通过与育性正常的父本杂交来配制F2群体，在相对高温条件下抑制不育单株的产生，提高F2群体的产量。具体包括以下步骤：在反向温敏雄性不育系的育性敏感期温度低于26℃时，利用反向温敏雄性不育系的不育特性，以反向温敏雄性不育系作为母本，以恢复系作为父本进行杂交或制种，获得F1杂交种；调整播插期，在隔离条件下让F1杂交种自交繁殖，收获F2种子；测试F2群体的生育期、丰产性和适应性，筛选适宜在长江流域作中稻种植的丰产稳产型F2群体。本发明专利技术能获得无不育单株、具有一定增产潜力的F2群体，且繁衍F2群体的母种生产程序简单、成本低廉，克服了传统方法存在的高不育株率影响产量优势的问题。

Breeding method for utilizing F2 population superiority of rice

The invention relates to the field of utilization of Heterosis in rice, the invention utilizes a reverse thermo sensitive male sterile line as female parent and male parent of hybrid breeding by normal to prepare F2 group, inhibition of sterile plants in relatively high temperature conditions, improve the population yield of F2. It includes the following steps: in the reverse thermo sensitive male sterility fertility sensitive period temperature lower than 26 DEG C, sterility of male sterile line by using reverse thermo sensitive, to reverse thermo sensitive male sterile line as female parent, to restore the system as the male parent or seed, F1 hybrid; adjusting sowing and transplanting period in the condition of separation, let F1 hybrid inbred breeding, seed harvest F2; test F2 population growth period, high yield and adaptability, suitable for high yield type F2 populations of middle season rice planting in Yangtze River basin. The invention can obtain non sterile plants, with the yield potential of F2 group, parent production procedures and reproduction of group F2 is simple and low cost, overcomes the high sterile rate of traditional methods are the yield advantage.

【技术实现步骤摘要】
一种利用水稻F2群体优势的育种方法
本专利技术涉及水稻杂种优势利用领域，具体涉及一种水稻的育种方法。
技术介绍
水稻的杂种优势利用取得了巨大成功，杂交水稻(即两个水稻品种的杂交F1代)一般比常规水稻增产10％-15％，但杂交种的制种产量较低，生产成本过高，过高的杂交水稻种子价格制约了杂交水稻的发展。水稻的F2代，即杂交种的自交后代群体，其产量一般低于F1，但普遍高于双亲(增产幅度一般为5-10％)，同样具有潜在的利用价值。从长远来看，对F2代的利用能大幅度提高制种产量(是F1代制种产量的80-100倍)，显著降低生产成本，更好地协调成本与效益之间的矛盾。F2的优势利用需要依赖高效的F1生产体系；大规模生产F1需要亲本一方为花粉彻底败育的雄性不育系(称为“母本”)，亲本另一方为育性正常的恢复系(称为“父本”)。化学杀雄法和遗传繁育法是获得雄性不育系的两种主要途径；化学杀雄法是使用化学产品杀死花粉，获得不育系；利用化杀法制备F2群体的优点是F2群体不会出现不育株，但缺点是因分蘖发育不同步，导致化学杀雄法难以彻底杀死所有花粉，从而影响母种(即F1种子)的种子纯度。遗传繁育法是借助遗传控制体系来实现雄性不育系的繁殖；目前，能实现遗传繁殖的雄性不育系主要包括质核互作型雄性不育系和正向光温敏型雄性不育系；利用这两类不育系来制备F2群体的优点是母种纯度有保障，缺点是F2群体中会分离出高比例的不育株(若不育性受1对隐性基因控制，则不育株率占F2群体的25％)，降低群体产量。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种利用水稻F2群体优势的育种方法，通过利用反向温敏雄性不育系RMS(高温下可育，低温条件下不育)作为创制F2群体的母本，将其制备的F2群体在长江流域作为中稻种植后，该区域温度处于F2群体育性敏感期的可育温度范围内，从而消除了群体中的不育株，充分发挥了水稻的F2群体优势。本专利技术具体的技术方案如下：一种利用水稻F2群体优势的育种方法，包括以下步骤：在反向温敏雄性不育系的育性敏感期温度低于26℃时，利用反向温敏雄性不育系的不育特性，以反向温敏雄性不育系(RMS)作为母本，以恢复系(NR)作为父本进行杂交或制种，获得RMS/NR的F1杂交种；然后，通过安排合理播插期，在隔离条件下让F1杂交种自交繁殖，收获F2种子；测试F2群体的生育期、丰产性和适应性，筛选适宜在长江流域作中稻种植的丰产稳产型F2群体。该群体因剔除了不育单株，确保了优势的发挥。在本专利技术中，所述反向温敏雄性不育系为雁农S或由雁农S转育而来的高育性转换温度型反向温敏雄性不育系。该反向温敏雄性不育系在育性敏感期温度高于30℃时，其花粉育性正常，表现为可育，能自交结实，用于繁殖；当育性敏感期环境温度低于26℃时，反向温敏雄性不育系花粉败育，表现为不育，结实率接近0％，用于制种。优选的，本专利技术的育种方法中还包括在育性敏感期温度高于30℃时，对反向温敏雄性不育系种子进行自交繁殖的步骤。其中，反向温敏雄性不育系的育性敏感期为幼穗分化发育的第四至六期。实现“RMS的育性敏感期温度高于30℃”的理想条件是，在湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等地将所述反向温敏雄性不育系的幼穗分化第四至六期安排在6月中旬至8月下旬。本专利技术的恢复系(NR)的花粉可育、能正常自交结实，生产上已经应用或未应用的可育水稻，包括三系恢复系、两系恢复系、优质常规稻及其他正常可育水稻资源都可以作为恢复系使用。优选生产出的F1杂交种还包括筛选步骤：筛选与长江流域中稻的生育期相当，综合农艺性状优良的杂交组合F1。实现“F1杂交种自交繁殖”的理想条件是通过适当调整播差期，使F1在28～32℃的外界环境温度条件下(如湖南、江西等地的8月中旬至9月上旬)抽穗，以避开极端高温或低温天气，提高种子产量；同时，通过物理隔离或错开花期等手段，避免其他品种花粉窜入而影响种子纯度。获得所述F1的自交繁殖种子后，还包括对F2群体进行不同生态区域的品比试验以测试F2群体的生育期、丰产性和适应性，具体试验程序执行由农业部制定的长江流域中稻品比试验方案或由长江中游省份包括湖南、湖北、江西、安徽、浙江、福建等制定的中稻品比试验方案，筛选适宜在长江流域作中稻种植的丰产稳产型F2群体。其中，品比试验的区试对照采用长江流域常规种植的水稻。所述丰产稳产型F2群体与长江流域种植的区试对照相比应满足三个基本要求，一是F2的生育期与区试对照相当，即F2群体的抽穗期(占群体总穗数的60％以上抽穗)和成熟期(90％以上的单株成熟)与区试对照的差异控制在5d以内，优选为3d以内；二是F2产量不低于区试对照，三是F2群体的品质和稻瘟病抗性均与对照相当。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术利用反向温敏雄性不育系配制F2群体，通过反向温敏雄性不育系与恢复系进行杂交或制种，能高效生产F1代杂交种，避免了化学杀雄法所存在的花粉育性不彻底，影响F1的种子纯度的问题，确保了F1代杂交种的高纯度。创制的F2群体在高温条件下种植不会出现不育单株，并通过筛选得到丰产稳产性、品质和抗病性均不低于区试对照的F2群体，适合用作长江流域中稻生产。本专利技术育种方法能高效生产F1代杂交种，F2种子无不育株，群体产量高。能够低成本高产出的生产F2种子，充分发挥并利用F2种子潜在的杂种优势，提高水稻产量。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步说明。图1：本专利技术育种方法的示意图。具体实施方式本专利技术合理利用反向温敏雄性不育系，为培育有产量优势的F2群体创造了条件。反向温敏雄性不育系属于一种特殊类型的雄性不育系；在高温条件下，这类资源或品系的花粉育性正常，可自交结实，用来繁殖；而在低温条件下，其花粉彻底败育，不能结实，从而用来制种。从生产实用性考虑，反向温敏雄性不育系的育性转换温度越高，其在低温条件下制种就越安全，反之则不利于安全制种；而在繁殖方面，育性转换温度越高的反向温敏雄性不育系适宜选择在长江流域的夏季进行繁殖，而低转换温度的反向温敏雄性不育系具有更宽松的繁殖条件，如整个长江流域及其以南区域都是其理想的繁殖场所。雁农S具有较高的育性转化温度，因此，利用反向温敏雄性不育系为母本与正常可育父本配制的F2群体，理论上是一个反向温敏不育单株占比25％的群体；只要该群体的育性敏感期处于高温条件下(如湖南长沙6-8月的日均温度超过了30℃)时，其中的反向温敏不育单株就会因高温诱导而恢复育性；也就是说，反向温敏雄性不育系的F2群体在高温条件下不会出现不育单株，这在一定程度上稳定了群体产量。通过对湖南、江西等省份的多年多点试验发现，利用雁农S配制的多个F2群体适宜作中稻种植，其群体不会出现不育株，并且具有一定的增产潜力，表明该方法是实用的。如图1所示，本专利技术一种利用水稻F2群体优势的育种方法，包括以下步骤：1.在育性敏感期气温高于30℃时，对雁农S或由雁农S转育而来的高育性转换温度型反向温敏雄性不育系RMS进行自交繁殖；2.在育性敏感期气温低于26℃时，以RMS为母本，恢复系NR为父本进行杂交，获得RMS/NR的F1杂交种；3.筛选与长江流域中稻的生育期相当，综合农艺性状优良的杂交组合F1；4.通过合理安排播插期，在隔离条件下让F1单株自交繁殖，收获F2种子；5.将F2种植在长江流域，筛选适本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用水稻F2群体优势的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：在反向温敏雄性不育系的育性敏感期温度低于26℃时，利用反向温敏雄性不育系的不育特性，以反向温敏雄性不育系作为母本，以恢复系作为父本进行杂交或制种，获得F1杂交种；调整播插期，在隔离条件下让F1杂交种自交繁殖，收获F2种子；测试F2群体的生育期、丰产性和适应性，筛选适宜在长江流域作中稻种植的丰产稳产型F2群体。

【技术特征摘要】
1.一种利用水稻F2群体优势的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：在反向温敏雄性不育系的育性敏感期温度低于26℃时，利用反向温敏雄性不育系的不育特性，以反向温敏雄性不育系作为母本，以恢复系作为父本进行杂交或制种，获得F1杂交种；调整播插期，在隔离条件下让F1杂交种自交繁殖，收获F2种子；测试F2群体的生育期、丰产性和适应性，筛选适宜在长江流域作中稻种植的丰产稳产型F2群体。2.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，所述反向温敏雄性不育系为雁农S或由雁农S转育而来的高育性转换温度型反向温敏雄性不育系。3.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，所述反向温敏雄性不育系为在育性敏感期温度高于30℃时，对反向温敏雄性不育系种子进行自交繁殖得到。4.根据权利要求1所述的育种方法，其特征在于，所述反向温敏雄性不育系的育性敏感期为幼穗分化发育的第四至六期。5.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭炎宁，段美娟，袁定阳，徐秋生，胡忠孝，高扬，盛夏冰，许可，
申请(专利权)人：湖南杂交水稻研究中心，
类型：发明
国别省市：湖南,43