一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法及其应用技术

本发明专利技术属于现代农业的水稻育种技术领域，尤其涉及一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法及其应用。本发明专利技术通过将四倍体籼粳杂交稻作为促进籼稻与粳稻染色体交换和重组的载体，从而创造丰富的变异，经染色体减倍后获得兼有籼稻和粳稻遗传成分且籼粳成分相互融合的回复二倍体，经多代自交选择获得稳定遗传的回复二倍体品系，再根据回复二倍体品系的籼粳属性，选择相应籼粳属性且具有广亲和基因的光温敏雄性核不育系与之杂交，配制强优势籼粳亚种间杂交稻。本发明专利技术为水稻育种提供了新的思路和方法，对充分利用籼粳亚种间杂种优势从而大幅度提高水稻产量具有重要意义。有重要意义。有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法及其应用


[0001]本专利技术属于现代农业的水稻育种
，尤其涉及一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法及其应用。

技术介绍

[0002]籼稻(Oryza sativa ssp.indica)和粳稻(Oryza sativa ssp.japonica)是亚洲栽培稻的两个亚种，二者遗传基础差异大，籼粳亚种间杂种比品种间杂种具有更强大的杂种优势，增产潜力巨大，对提高水稻产量具有重要意义。早在1987年，袁隆平先生就从杂种优势的水平上，把杂交稻育种分为品种间、亚种间和远缘杂种优势利用三个战略发展阶段(袁隆平1987)。但由于受到籼粳亚种间杂交不亲和性的影响，长期以来籼粳亚种间杂种优势在生产上一直没有得到很好地应用(杨振玉1996)。近年来，籼粳杂交稻育种取得了较大突破，通过粳稻细胞质雄性不育系(即三系不育系)与籼粳中间型广亲和恢复系配组，已选育出“甬优”系列、“春优”系列、“浙优”系列等强优势籼粳亚种间杂交稻，在生产上显示出良好的发展势头(马荣荣等2007；吴明国等2009；王林友等2013)。但由于粳稻不育系柱头不外露或外露率较低、不育系与恢复系花时不遇等问题造成杂交制种产量低，从而种子成本较高，影响了其在生产上的大面积推广应用(宋昕蔚等2016)。

技术实现思路

[0003]如上述
技术介绍
中所述，水稻籼粳亚种间杂种具有强大的杂种优势，增产潜力巨大，对提高水稻产量具有重要意义。相比目前生产上主要应用的籼稻品种间杂种优势可以大幅提高水稻产量，因此国内有很多研究单位和个人在开展利用籼粳亚种间杂种优势的相关研究。其中影响较大的是“甬优”系列、“春优”系列、“浙优”系列籼粳亚种间杂交稻，其利用的是三系育种技术，即杂交的母本是粳稻细胞质雄性不育系。存在的问题是粳稻不育系柱头不外露或外露率较低、不育系与恢复系花时不遇等，造成杂交制种产量低，因此种子成本很高。另外，还受恢保关系限制，选育强优势杂交组合的概率较低(三系育种的通病)。本专利利用的是两系杂交育种，配组自由、不受恢保关系限制，而且不存在花时不遇的问题。
[0004]利用两系法进行籼粳亚种间杂种优势利用的研究也较多，但其仅仅是在二倍体水平上进行育种，材料遗传多样性受到限制。本专利技术与目前这些单纯二倍体水平的水稻育种相比，创造性在于充分利用多倍体水稻对籼、粳基因组共存造成的不稳定性具有高度兼容的能力，同时利用多倍体水稻远比二倍体水稻复杂的减数分裂行为，将四倍体籼粳杂交稻作为促进籼稻与粳稻染色体交换和重组的载体，使染色体的结构和组成发生改变，从而创造出丰富变异。经染色体减倍后可获得兼有籼稻和粳稻遗传成分且籼粳成分相互融合的回复二倍体水稻，这些回复二倍体比普通籼稻或粳稻品种具有更广泛的遗传基础，遗传多样性更加丰富，解决了目前水稻育种亲本遗传基础狭窄的问题。如上所述，这些回复二倍体兼有籼稻和粳稻遗传成分且籼粳成分是相互融合的，遗传多样性比二倍体水平直接进行籼粳
杂交选育的籼粳中间型材料更好，利用这些回复二倍体可配制出强优势籼粳亚种间杂交稻，充分利用籼粳亚种间杂种优势，有效提高水稻产量。
[0005]综上，针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法及其应用，目的在于解决现有技术中的一部分问题或至少缓解现有技术中的一部分问题。
[0006]本专利技术是这样实现的，一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法，包括以下步骤：
[0007]S1.四倍体水稻籼粳亚种间杂交
[0008]选用具有优良特性的四倍体籼稻和粳稻为亲本，二者杂交获得四倍体籼粳亚种间杂种；
[0009]S2.四倍体籼粳亚种间杂种经染色体减倍获得回复二倍体
[0010]通过四倍体籼粳亚种间杂种的花药培养或未受精子房培养，获得回复二倍体；
[0011]S3.回复二倍体自交成稳定品系
[0012]回复二倍体经过连续自交至稳定遗传，每代都对植株的综合性状进行选择，获得综合性状优良的回复二倍体品系；
[0013]S4.回复二倍体品系的籼粳属性鉴定
[0014]对回复二倍体品系的籼粳属性进行鉴定；
[0015]S5.光温敏雄性核不育系的选择
[0016]根据回复二倍体品系的籼粳属性，选择具有广亲和基因和相应籼粳属性的光温敏雄性核不育系作母本；若回复二倍体品系为籼型或偏籼型，则选择粳型或偏粳型不育系作母本；若回复二倍体品系为粳型或偏粳型，则选择籼型或偏籼型不育系作母本；
[0017]S6.回复二倍体品系与光温敏雄性核不育系杂交获得强优势籼粳亚种间杂交稻
[0018]将回复二倍体品系与选择的相应光温敏雄性核不育系进行杂交，通过农艺性状考察，综合分析，筛选获得强优势籼粳亚种间杂交稻。
[0019]进一步地，所述优良特性的四倍体籼稻包括品种9311
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4x。
[0020]进一步地，所述优良特性的四倍体粳稻包括品种HN2026
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4x。
[0021]进一步地，步骤S2中，种植四倍籼粳亚种间杂种，植株孕穗期，选取花粉发育处于单核靠边期的幼穗，经低温预处理后，通过花药培养获得回复二倍体植株。
[0022]进一步地，步骤S3中，回复二倍体经过连续7～8代自交至稳定遗传。
[0023]进一步地，步骤S4中，通过InDel分子标记法鉴定回复二倍体品系的籼粳属性。
[0024]进一步地，步骤S6中，农艺性状包括株高、单株有效穗数、穗长、穗总粒数、穗实粒数、结实率、千粒重、单株产量；同时结合超亲优势、超标优势等进行综合分析，筛选获得强优势籼粳亚种间杂交稻。
[0025]本专利技术还提供了如上述的一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法在配制强优势籼粳亚种间杂交稻中的应用。
[0026]本专利技术利用四倍体籼粳杂交稻经染色体减倍而来的兼有籼稻和粳稻遗传成分的回复二倍体品系与具有广亲和基因的光温敏雄性核不育系(即两系不育系)配组，从而实现籼粳亚种间杂种优势的利用，这种利用广亲和两系不育系与籼粳中间型恢复系的配组方式与上述“粳不/籼恢”的三系配组方式相比，配组自由、不受恢保关系限制，而且不存在花时
不遇的问题，具有更广泛的应用前景。本专利技术与目前单纯二倍体水平的水稻育种相比，创造性在于充分利用多倍体水稻对籼、粳基因组共存造成的不稳定性具有高度兼容的能力，同时利用多倍体水稻远比二倍体水稻复杂的减数分裂行为，将四倍体籼粳杂交稻作为促进籼稻与粳稻染色体交换和重组的载体，使染色体的结构和组成发生改变，从而创造出丰富变异。经染色体减倍后可获得兼有籼稻和粳稻遗传成分且籼粳成分相互融合的回复二倍体水稻，这些回复二倍体比普通籼稻或粳稻品种具有更广泛的遗传基础，遗传多样性更加丰富，解决了目前水稻育种亲本遗传基础狭窄的问题，利用这些回复二倍体可配制出强优势籼粳亚种间杂交稻，充分利用籼粳亚种间杂种优势，有效提高水稻产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.四倍体水稻籼粳亚种间杂交选用具有优良特性的四倍体籼稻和粳稻为亲本，二者杂交获得四倍体籼粳亚种间杂种；S2.四倍体籼粳亚种间杂种经染色体减倍获得回复二倍体通过四倍体籼粳亚种间杂种的花药培养或未受精子房培养，获得回复二倍体；S3.回复二倍体自交成稳定品系回复二倍体经过连续自交至稳定遗传，每代都对植株的综合性状进行选择，获得综合性状优良的回复二倍体品系；S4.回复二倍体品系的籼粳属性鉴定对回复二倍体品系的籼粳属性进行鉴定；S5.光温敏雄性核不育系的选择根据回复二倍体品系的籼粳属性，选择具有广亲和基因和相应籼粳属性的光温敏雄性核不育系作母本；若回复二倍体品系为籼型或偏籼型，则选择粳型或偏粳型不育系作母本；若回复二倍体品系为粳型或偏粳型，则选择籼型或偏籼型不育系作母本；S6.回复二倍体品系与光温敏雄性核不育系杂交获得强优势籼粳亚种间杂交稻将回复二倍体品系与选择的相应光温敏雄性核不育系进行杂交，通过农艺性状考察，综合分析，筛选获得强优势籼粳亚种间杂交稻。2.根据权利要求1所述的一种利用四倍体水稻回复二倍体配制强优势籼粳亚种间杂交稻的方法，其特征在于：所述优良特性的四倍体籼稻包括品种9311
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4x。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋兆建，吕品苍，蔡得田，张献华，王维，何玉池，刘育华，
申请(专利权)人：武汉多倍体生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：