一种水稻种质资源的创制方法及在水稻制种中的应用技术

本发明专利技术提供了一种水稻种质资源的创制方法，属于种质资源的创制领域。本发明专利技术的方法采用籼粳来源的多种亲本进行复合杂交后再经过世代筛选，在自交后代中发现一个柱头不育材料，进一步将不育株的禾头移栽到冷灌基地种植后发现该不育株重新抽出的穗子有部分恢复了育性，且收获的种子进行种植后同样在大田中表现不育而在冷灌基地则为部分可育。本发明专利技术中的雌性不育新种质受生长温度的影响会发生育性的变化，在正常高温生长条件下，表现出完全不育的性状；而在相对低温生长条件下则可部分恢复育性，其恢复效率在30～70％之间。利用本发明专利技术的创制方法获得一种温敏型雌性不育的水稻新种质，可用于水稻机械制种。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻种质资源的创制方法及在水稻制种中的应用
本专利技术属于种质资源创制领域，具体涉及一种水稻种质资源的创制方法及在水稻制种的应用。
技术介绍
植物雌性不育性状广泛存在于各种作物品种中，在现有发现的雌性不育材料中，我们可根据其不育遗传模式分为以下几种。首先是核基因控制的雌性不育，分为显性核基因控制的雌性不育和隐性核基因控制的雌性不育，这两种材料作为母本与其他可育材料杂交都不能获得F1代杂交种子。其中显性核基因控制的雌性不育材料作为父本的F1代种子全部表现为不育，因此显性核基因控制的雌性不育材料不能用于杂交制种。而由隐性核基因控制的雌性不育材料作为父本的F1代种子可育，但是由于该雌性不育材料不能通过正常进行繁种，只能通过无性繁殖的方式来进行，成本太高，因此也不能应用到杂交制种上。其次是细胞质基因控制的雌性不育，该种质无论是作为母本或是作为父本与可育材料杂交都不能获得可育后代，因此无法开展后续的研究和应用。此外，黄祯等于2010年发现了一株具有10％左右育性的雌性不育水稻材料FSV1，该材料所产生的少量种子均为纯合雌性不育种子，可用于后续的机理研究，但是由于该材料能够自交产生少量种子，也不适合作为恢复系用于杂交水稻制种。现有杂交水稻体系中最为核心的种质材料为雄性不育系材料，可分为普通的雄性不育系和温敏雄性不育系，后者为两系杂交的实现提供了必要条件。水稻温敏雄性不育材料的来源主要是通过杂交转育然后系统选择来获得，此外还可以通过花药培养和辐射诱变的方法来创造新的雄性不育材料。与水稻雄性不育系不同的是，虽然水稻雌性不育材料时有发现，但是利用人工行为所创造出来的雌性不育系尤其是温敏水稻雌性不育材料迄今为止仍没有成功的实例。尽管普通水稻雌性不育在生产实践上难以应用，水稻温敏雌性不育材料确可应用于杂交水稻制种，实现全程机械化制种，从而大大降低了杂交水稻的制种成本。因此，育种家们不遗余力地尝试各种方法试图获得温敏特性的水稻雌性不育材料，包括杂交后代的筛选、花药培养以及化学物理诱变方法等技术，但是结果都以失败告终，没有获得一株温敏雌性不育水稻材料。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种水稻种质资源的创制方法，尤其是获得一种温敏特性的水稻雌性不育材料。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种水稻种质资源的创制方法，包括以下步骤：1)将籼稻广超丝苗和镇恢084进行第一单杂交，得第一亲本；2)将粳稻02428DM和籼稻丰丝占进行第二单杂交，得第二亲本；3)将步骤1)得到的所述第一亲本与步骤2)得到的所述第二亲本杂交，得F1代；4)将步骤3)得到的所述F1代第一自交后，得F2代筛选群体；5)在步骤4)得到的F2代筛选群体中筛选可育单株，以所述可育单株为亲本进行第二自交，得F3代筛选群体；6)以上一次自交获得的筛选群体为筛选对象，筛选可育单株，以该可育单株为亲本进行自交，得到下一代筛选群体，重复所述筛选可育单株、以所述可育单株为亲本进行自交过程6～7次后，得雌性不育系，命名为水稻种质tfs1；步骤1)与步骤2)之间并不存在时间上的限制关系。优选的，步骤1)所述第一单杂交，以籼稻广超丝苗为母本，镇恢084为父本。优选的，步骤2)所述第二单杂交，以粳稻02428DM为母本，籼稻丰丝占作为父本。优选的，步骤3)所述杂交，以第一亲本为母本，第二亲本为父本。优选的，步骤6)得到雌性不育系后，还包括种植，在30～35℃生长条件下，所述雌性不育系表现出完全不育的性状；而在25～27℃生长条件下则部分恢复育性，其恢复效率在30～70％之间。本专利技术提供了一种上述创制方法在水稻机械制种中的应用。本专利技术提供了一种水稻种质资源的创制方法，采用多亲本复合杂交法构建具有丰富遗传基础的筛选群体，借此提高温敏雌性不育株出现的概率，尤其是所用4个亲本的表型差异较大，可确保杂交亲本的遗传多样性且有利于不育株的出现概率。且利用本专利技术创制方法获得的tfs1材料作为母本完全不能产生F1杂交种子，而作为父本则可产生可育的F1代种子，这些可育的F1代杂交种子自交后分离比例完全按照3:1的规律进行，且tfs1材料颖壳不闭合的表型与雌性不育表型完全连锁。回交试验表明，利用可育材料作为回交亲本，则回交1代(B1)全部为颖壳闭合可育株，而以tfs1材料作为回交亲本则颖壳闭合可育株和颖壳开裂不育株的比例为1:1，说明这一对紧密连锁的性状受一个隐性核基因所控制。在30～35℃生长条件下，所述雌性不育系表现出完全不育的性状；而在25～27℃生长条件下则部分恢复育性，其恢复效率在30～70％之间。附图说明图1温敏型雌性不育材料筛选群体的构建路线；图2为tfs1在正常高温和相对低温生长温度下的育性恢复结果图；图3为tfs1不育材料颖花在不同发育时期的表型图；图4为tfs1材料的雌蕊表型图；图5为tfs1的雄蕊表型观察及花粉活力测定结果图。具体实施方式本专利技术提供了一种水稻种质资源的创制方法，包括以下步骤：1)将籼稻广超丝苗和镇恢084进行第一单杂交，得第一亲本；2)将粳稻02428DM和籼稻丰丝占进行第二单杂交，得第二亲本；3)将步骤1)得到的所述第一亲本与步骤2)得到的所述第二亲本杂交，得F1代；4)将步骤3)得到的所述F1代第一自交后，得F2代筛选群体；5)在步骤4)得到的F2代筛选群体中筛选可育单株，以所述可育单株为亲本进行第二自交，得F3代筛选群体；6)以上一次自交获得的筛选群体为筛选对象，筛选可育单株，以该可育单株为亲本进行自交，得到下一代筛选群体，重复所述筛选可育单株、以所述可育单株为亲本进行自交过程6～7次后，得雌性不育系，命名为水稻种质tfs1；步骤1)与步骤2)之间并不存在时间上的限制关系。在本专利技术的创制方法中，将籼稻广超丝苗和镇恢084进行第一单杂交，得第一亲本。在本专利技术中，优选的以所述广超丝苗为母本，镇恢084为父本。本专利技术所述广超丝苗和镇恢084均为籼型水稻，且表型差异较大。本专利技术将粳稻02428DM和籼稻丰丝占进行第二单杂交，得第二亲本。在本专利技术中，优选的以02428DM作为母本，丰丝占作为父本。本专利技术所述第二单杂交的亲本分别属于不同类型的水稻，可确保杂交亲本的遗传多样性，并有利于提高不育株的出现概率。本专利技术将上述第一亲本与第二亲本杂交，得F1代。本专利技术所述杂交，优选的以第一亲本为母本，第二亲本为父本。本专利技术将得到的所述F1代第一自交，得F2代筛选群体。本专利技术所述F2代筛选群体的构建路线如图1所示。本专利技术所述自交可以将不同亲本来源的DNA进行重组，自交后代会继续产生分离，扩大分离群体，增大不育材料出现概率。本专利技术在得到的F2代筛选群体中筛选可育单株，以所述可育单株为亲本进行第二自交，得F3代筛选群体。本专利技术所述可育单株的筛选性状优选的还包括株型和穗型。本专利技术对利用株型和穗型筛选可育单株的方法并没有特殊限定，利用本领域的常规方法即可。具体包括穗长，每穗总粒数，粒型和株高，分蘖数等性状综合考虑，最后根据成穗率和结实率的差异挑选具有代表性的少量单株作为可育单株进行下一步的筛选，挑选方案如实施例2所示。本专利技术以上一次自交获得的筛选群体为筛选对象，筛选可育单株，以该可育单株为亲本进行自交，得到下一代筛选群体，重复所述筛选可育单株、以所述可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水稻种质资源的创制方法，包括以下步骤：1)将籼稻广超丝苗和镇恢084进行第一单杂交，得第一亲本；2)将粳稻02428DM和籼稻丰丝占进行第二单杂交，得第二亲本；3)将步骤1)得到的所述第一亲本与步骤2)得到的所述第二亲本杂交，得F1代；4)将步骤3)得到的所述F1代第一自交后，得F2代筛选群体；5)在步骤4)得到的F2代筛选群体中筛选可育单株，以所述可育单株为亲本进行第二自交，得F3代筛选群体；6)以上一次自交获得的筛选群体为筛选对象，筛选可育单株，以该可育单株为亲本进行自交，得到下一代筛选群体，重复所述筛选可育单株、以所述可育单株为亲本进行自交过程6～7次后，得温敏雌性不育系，命名为水稻种质tfs1；步骤1)与步骤2)之间并不存在时间上的限制关系。

【技术特征摘要】
1.一种水稻种质资源的创制方法，包括以下步骤：1)将籼稻广超丝苗和镇恢084进行第一单杂交，得第一亲本；2)将粳稻02428DM和籼稻丰丝占进行第二单杂交，得第二亲本；3)将步骤1)得到的所述第一亲本与步骤2)得到的所述第二亲本杂交，得F1代；4)将步骤3)得到的所述F1代第一自交后，得F2代筛选群体；5)在步骤4)得到的F2代筛选群体中筛选可育单株，以所述可育单株为亲本进行第二自交，得F3代筛选群体；6)以上一次自交获得的筛选群体为筛选对象，筛选可育单株，以该可育单株为亲本进行自交，得到下一代筛选群体，重复所述筛选可育单株、以所述可育单株为亲本进行自交过程6～7次后，得温敏雌性不育系，命名为水稻种质tfs1；步骤1)与步骤2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾海永，叶能辉，李浩轩，李传国，张建华，梁世胡，
申请(专利权)人：广东省农业科学院水稻研究所，湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44