一种扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法技术

本发明专利技术涉及一种扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法，包括以下步骤：i、以显性核不育为母本，以不同种质为父本，收取异交种子等量混合形成显性核不育轮回选择群体C0世代；ii、种植C0世代，进行遗传多样性检测；iii、循环ii，直至遗传多样性指数与平均值一致；申3S为父本杂交混合形成申3S背景的轮回选择群体，选择优良杂合单株；iv、通过芯片进行背景分析，继续自交使其纯合；v、在多代后，淘汰和选择，最后优选1个株系，进入制繁种。本发明专利技术中的亲本材料遗传背景丰富、来源相对广泛，通过自交的方式纯合光温敏不育基因，利用育性筛选和组合配置等常规育种方法，最终获得遗传基础扩大的改良系。

A Method of Recurrent Breeding for Widening the Genetic Basis of Two-line Male Sterile Lines

【技术实现步骤摘要】
一种扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法
本专利技术涉及农业育种领域，具体涉及一种扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法。
技术介绍
自1981年石明松报道发现光温敏雄性不育水稻以来，我国科学工作者对水稻两系法利用杂种优势进行了大量研究，取得了举世瞩目的重大成就。现在两系法杂交水稻在我国水稻杂种优势利用中已占据十分重要的位置。国家水稻数据中心(http://www.ricedata.cn/variety/)统计数据显示截至目前为止，全国已经育成的水稻光温敏核不育系有354个，其中通过省级以上审定的两系不育系共有130个。杂交育种的系谱法由于选择的范围过窄，常使不少有用基因流失，导致原始杂种群体的遗传基础日渐狭窄，导致我国两系不育系遗传背景比较单一，主要为农垦58S及安农S-1的衍生系，制约了杂种优势的利用和抗逆性的提高。随着育种目标的多样、品种素质的提高和育种效率的深化，人们考虑到群体改良的问题，使群体能聚集大量基因，扩大其变异范围并具有丰富的遗传基础，以便从改良的群体中能够不断地分离出优良类型，而群体本身仍能保持一定的变异范围，可供人们继续选择和利用，使育种工作得以持续不断地进行，开发新型不育系为两系育种助力。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提出一种扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法。本专利技术为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法，包括以下步骤：i、以三明显性核不育为母本，以若干不同的优异种质为父本，分别与所述母本进行杂交，种植并收取不育单株上的异交种子，将收取到的所述异交种子等量混合形成显性核不育轮回选择群体C0世代；ii、所述C0世代显性核不育轮回选择群体种植5000株以上，并收取农艺性状优良及田间抗性好的显性不育单株上的异交种子，混合该些异交种子形成新世代的显性核不育轮回选择群体，并随机选择该新世代的显性核不育轮回选择群体的单株480株进行遗传多样性检测以获得遗传多样性指数；iii、循环进行步骤ii，直至Cn世代显性核不育轮回选择群体的单株的遗传多样性指数与平均值一致；以该Cn世代的优良不育单株为母本，转育的申3S为父本杂交混合形成申3S背景的轮回选择群体，该群体种植2000株以上，同时利用与广占63S的温敏不育基因PTGMS2-1共分离的分子标记S2-24分析不育基因分离情况，保留杂合株，选择其中的优良不育单株；iv、通过芯片对改良的申3S背景的显性核不育群体其中含有稻瘟病抗性和温敏不育基因的单株进行背景分析，对背景中杂合区段较多的单株继续自交使其纯合；v、在多代后，选择农艺性状好且不发稻瘟病的稻兜冷水灌溉加代，淘汰不育起点温度高于申3S的单株，选择多株农艺性状整齐一致的申3S背景的光温敏核不育系与旱恢3号进一步组合测配淘汰长势差的株系，最后优选1个株系，进行生产应用的制繁种。进一步的，所述若干不同的优异种质包括非洲旱稻品种61份、抗稻瘟病品种29份、抗旱亲本品种11份、抗白叶枯病品种8份、抗抗褐飞虱品种7份、磷高效品种7份、耐高温品种6份、氮高效品种4份和国家优质米标准2级品种2份共计138份。进一步的，所述步骤iv中的芯片为RICE6KSNP芯片。进一步的，步骤v中的冷水为23℃冷水。进一步的，还包括步骤vi、在没有种植的Cn世代显性核不育轮回选择群体中混合新种质进行新的轮回。本专利技术的有益效果是：本专利技术中的亲本材料为在上海市农业生物基因中心种质资源库中选取的遗传背景丰富、来源相对广泛、具有抗旱、优质、高产、抗病虫、耐盐碱等各类优异种质共138份，分别与三明显性核不育杂交，种植形成显性核不育轮回选择群体（C0），收获不育株上的种子混合形成新的群体（C1→C2→C3）。每个群体随机选择480个单株进行遗传多样性检测。待群体基本稳定后再以转育的申3S为父本，优异的显性核不育单株为母本杂交混合，通过分子标记跟踪，保证带有光温敏雄性不育基因的以杂合形态稳定遗传下去，通过自交的方式纯合光温敏不育基因，获得改良的光温敏核不育系，同时通过育性筛选和组合配置等常规育种方法，最终获得遗传基础扩大的申3S改良系（如浦旱2S）。附图说明下面结合附图对本专利技术的扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法作进一步说明。图1是本专利技术中扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法流程图；图2是不育基因标记分析图；图3是6K芯片检测染色体示意图，图中横轴表示1-12条染色体，纵轴表示染色体的遗传距离，AB表示杂合位点，BB表示纯合位点，空白处表示与申3S相同的位点。具体实施方式本实施例中的扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法，如图1所示，包括以下步骤：（1）以三明显性核不育（Ms）为母本，非洲旱稻品种61份、抗稻瘟病29份、抗旱亲本11份、抗白叶枯病8份、抗抗褐飞虱7份、磷高效7份、耐高温6份、氮高效4份、优质2份共计138为父本，杂交收获种子等量混合形成CO世代。（2）收获不育株上的种子混合形成新的群体（C1→C2→C3）。每个群体种植5000株以上，每个群体随机选择480个单株进行遗传多样性检测，考察群体的遗传稳定性。C3群体的遗传多样性指数（香农指数）与平均值一致，表明显性核不育群体的基因重组在该世代趋于稳定。群体遗传多样性指数C01.39±0.08C11.42±0.07C21.46±0.08C31.42±0.09均值1.42±0.04（3）以C3世代的优良不育株为母本，转育的申3S为父本杂交混合形成轮回选择群体，形成申3S背景的轮回选择群体。群体种植2000株以上，每行6株，株行距为16.7cm×16.7cm，水插旱管，其它与常规的田间管理方法一致。同时利用与的广占63S的温敏不育基因PTGMS2-1的共分离的分子标记（PTGMS2-1，[1]王宝和,徐建军,吴银慧,朱金燕,李生强,周勇,程小涛,梁国华.水稻光温敏雄性核不育系广占63S不育基因PTGMS2-1的遗传分析与分子定位[J].中国水稻科学,2010,24(04):429-432.）分析不育基因的分离情况，保留杂合株，选择其中的优良不育单株。与温敏核不育基因共分离的S2-24标记，能很好的区分杂合单株，如图2所示，DNA标记带型的后方第一条为可育的旱恢3号，片段较大位于上方，第二条为申3S的带型，扩增的带型稍小，电泳速度快，位于下方，含有两种条带的为杂合带型。（4）用RICE6KSNP芯片对改良的申3S背景的显性核不育群体其中含有稻瘟病抗性和温敏不育基因的单株YB50进行背景分析，发现YB50与申3S的遗传相似度只有27.82%，与理论值50%相差很大，表明申3S的遗传基础得到扩大。由基因芯片结果绘制基因型图谱（图3），虚线条带表示供体亲本的基因型，实线条带表示杂合的基因型，空白条带表示SNP标记在受体亲本和供体亲本中没有多态性。从基因型图谱中可以看到，YB50的背景中杂合区段较多，需要继续自交使其纯合。（5）从F5代开始选择农艺性状好、不发稻瘟病的稻兜冷水灌溉加代，采用低温智能控制系统利用23℃冷水灌溉，淘汰不育起点温度高于对照（CK申3S）的单株。目前已选育的7个农艺性状整齐一致的申3S背景的光温敏核不育系，与旱恢3号进一步的组合测配淘汰长势差的株系，最后入选的1个株系农艺性状好，总根数增加，抗旱性提高，育性合格，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法，包括以下特征步骤：i、以三明显性核不育为母本，以若干不同的优异种质为父本，分别与所述母本进行杂交，种植并收取不育单株上的异交种子，将收取到的所述异交种子等量混合形成显性核不育轮回选择群体C0世代；ii、所述C0世代显性核不育轮回选择群体种植5000株以上，并收取农艺性状优良及田间抗性好的显性不育单株上的异交种子，混合该些异交种子形成新世代的显性核不育轮回选择群体，并随机选择该新世代的显性核不育轮回选择群体的单株480株进行遗传多样性检测以获得遗传多样性指数；iii、循环进行步骤ii，直至Cn世代显性核不育轮回选择群体的单株的遗传多样性指数与平均值一致；以该Cn世代的优良不育单株为母本，转育的申3S为父本杂交混合形成申3S背景的轮回选择群体，该群体种植2000株以上，同时利用与广占63S的温敏不育基因PTGMS2‑1共分离的分子标记S2‑24分析不育基因分离情况，保留杂合株，选择其中的优良不育单株；iv、通过芯片对改良的申3S背景的显性核不育群体其中含有稻瘟病抗性和温敏不育基因的单株进行背景分析，对背景中杂合区段较多的单株继续自交使其纯合；v、在多代后，选择农艺性状好且不发稻瘟病的稻兜冷水灌溉加代，淘汰不育起点温度高于申3S的单株，选择多株农艺性状整齐一致的申3S背景的光温敏核不育系与旱恢3号进一步组合测配淘汰长势差的株系，最后优选1个株系，进行生产应用的制繁种。...

【技术特征摘要】
1.一种扩宽两系不育系遗传基础的轮回育种方法，包括以下特征步骤：i、以三明显性核不育为母本，以若干不同的优异种质为父本，分别与所述母本进行杂交，种植并收取不育单株上的异交种子，将收取到的所述异交种子等量混合形成显性核不育轮回选择群体C0世代；ii、所述C0世代显性核不育轮回选择群体种植5000株以上，并收取农艺性状优良及田间抗性好的显性不育单株上的异交种子，混合该些异交种子形成新世代的显性核不育轮回选择群体，并随机选择该新世代的显性核不育轮回选择群体的单株480株进行遗传多样性检测以获得遗传多样性指数；iii、循环进行步骤ii，直至Cn世代显性核不育轮回选择群体的单株的遗传多样性指数与平均值一致；以该Cn世代的优良不育单株为母本，转育的申3S为父本杂交混合形成申3S背景的轮回选择群体，该群体种植2000株以上，同时利用与广占63S的温敏不育基因PTGMS2-1共分离的分子标记S2-24分析不育基因分离情况，保留杂合株，选择其中的优良不育单株；iv、通过芯片对改良的申3S背景的显性核不育群体其中含有稻瘟病抗性和温敏不育基因的单株进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张分云，罗利军，余新桥，刘国兰，张安宁，王飞名，刘毅，毕俊国，孔德艳，王加红，罗星星，潘忠权，
申请(专利权)人：上海市农业生物基因中心，
类型：发明
国别省市：上海,31