水稻双列随机轮回选择育种方法技术

一种水稻双列随机轮回选择育种方法，其特征在于：利用光（温）敏核不育材料、三系杂交稻的遗传工具和品质优良水稻品种建立基础群体，自由杂交，收不育株上的种子进行群体加代，选择不育株、优良可育株，在温室控制条件下混合种植，抽穗期喷施“９２０”，自由杂交形成第二轮群体，进入第二轮继续进行轮回选择，选择目标材料并继续轮回选育出新品种。本发明专利技术的育种方法遗传组成均衡、育种效率高、操作简单方便。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及作物遗传育种技术，尤其涉及的是一种水稻双列随机轮回选择育种方法。
技术介绍
随着中国加入WTO和人民生活水平的不断提高，农产品的生产与销售将面临更为严峻的挑战，在提高农作物产量的同时改善农产品的质量以增强农业产业的国际竞争力迫在眉捷，选育并推广优良的农作物新品种是提高农产品质量的最重要措施。而不断研究利用新方法和新资源是提高育种水平和育种效益、选育优质高产新品种的关键，这已成为育种家的共识。品种改良的任务一方面是把分散于不同个体的目标性状重组在一起，另一方面是累加那些具有加性效应的目标基因，强化目标性状。同时，基因型是基因成员之间关系复杂的集体。一个性状或一组性状是否表达，或表达充分与否，与其背景基因型有密切关系。作物育种就是改良目标性状及其背景基因型的过程。近些年，国内乃至国外的水稻育种工作都处于爬坡状态，选育的品种在主体性状上大多都没有突破性进展。造成这种局面的原因是多方面的，受限于沿用许久的常规杂交育种方法是其重要原因之一。水稻是异花授粉作物，人工授粉困难，尽管有人进行过尝试，但收效甚小。光敏核不育材料发现之后，提出了利用之进行轮回育种的设想并在籼稻育种中开展了尝试，但在粳稻育种上至今未提出系统的育种程序和方法。北方粳稻区自七十年代起开展了杂交粳稻研究，八十年代又起步开展光敏核不育材料的研究。但目前无论三系杂交稻还是两系杂交稻在东北稻区的应用面积均较小，且有继续下滑的趋势。而目前优异的光敏核不育材料由于气候和温度的原因，光敏核不育在东北寒冷稻区育性表现很难稳定，不可能直接应用于两系杂交稻选育，因此没有得到充分的利用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种遗传组成均衡、育种效率高、操作简单方便的水稻双列随机轮回选择育种方法。本专利技术的技术方案是利用光(温)敏核不育材料、三系杂交稻的遗传工具和品质优良水稻品种建立基础群体，自由杂交，收不育株上的种子进行群体加代，选择不育株、优良可育株，在温室控制条件下混合种植，抽穗期喷施“920”，自由杂交形成第二轮群体，进入第二轮继续进行轮回选择，选择目标材料并继续轮回选育出新品种。光(温)敏核不育材料也可用细胞质不育材料或质核互作雄性不育系代替。本专利技术的积极效果是1、省去了人工过程，使其能广泛应用于水稻品种改良。双列随机交配轮回选择中基础群体的建立主要用雄性不育材料为一列(称不育列)，用可恢复育性的常规优良品种作另一列，称可育列，两列混合在人工辅助下自然异交，后代中亦选择不育列和可育列进入下一轮，因此无需进行人工互交和人工去雄杂交，简便适用。2、该方法建立的轮回选择群体的遗传组成更加合理，不同亲本间组合在后代中的比例更为均等。由于自然异交，不育列与可育列亲本之间组配的机会均等，群体中各组合的植株数量原则上应该是均等的，因此轮回群体的遗传组成更加均衡，更为合理。3、能够充分利用各种优异的稻种资源，不断地改良群体性状。双列随机交配轮回选择方法可以在不同时期灵活的加入所需要的资源，可以不断改良目标。如我们想通过某一轮回群体改良米质，我们可以用加入优质品种的方式加大优质基因的频率，增加后代中优质单株的比例来实现。4、能够有效利用杂种优势，包括亚种间的杂种优势。由于双列随机交配轮回选择方法利用“两系”和“三系”杂交稻的遗传工具，其巨大杂种优势亦同时被应用，亦包括亚种间的远缘杂种优势。本专利技术的具体育种程序和操作步骤(1)选择在本生态区域表现较好的光(温)敏核不育材料10份以上，弄清其抽穗期；同时选择在当地表现良好的品种或具有育种目标要求的特异的优异材料，为了保证能够在建立群体过程中能够充分而均衡的自由杂交，这些可育材料的抽穗期就基本一致。也可以选用优良细胞质不育材料和优良雄性不育系。(2)以光(温)敏核不育材料作为一列(以下简称不育列)，分2-3期播种。优良品种和新品系作为一列(以下简称可育列)，为了保证充分而均衡的自由杂交，可育列也可以采用分期播种。(3)将不育列分期插秧，可育列适期插秧，插秧时要求不育列和可育列混合并均匀分布，各期的秧苗数要尽量保持一致。将混合群体置于一个3-5平方米的隔离条件下。因光(温)敏核不育材料的育性稳定性原因，在寒冷稻作区和气候条件下不能保证稳定不育的地区建立双列随机交配轮回选择群体时，需要有温室条件做保证，温室内温度应该控制在不育列稳定不育的临界温度以上。(4)在群体的可育列抽穗期前喷洒浓度为1/10000的“920”，每天喷洒一次，可酌情喷洒3-5次。目的是解决不育列的缩脖和开花时间晚等问题的同时，提高柱头的外露率，从而提高异交结实率，并在一定程度上解决其分期播种所带来的抽穗期不一致的问题。(5)授粉期的每天上午10-11点用竹杆赶花粉来辅助授粉，促进群体的自由杂交。(6)成熟收获结实率低的植株上的种子，并于下一个生长季混合种植加代繁殖1-2代。(7)加代后的种子单本种植，为了不至于丢失遗传类型，建议每个群体至少种植15000株以上。根据选择优良不育株，同时选择优良可育株。(8)将(7)中选出的优良不育株作不育列，同时选出的可育株作可育列，按照(2)-(7)所叙方法开展新一轮回选拔，并且依次进入第二轮回、第三轮回选择。此时，我们还可以根据水稻育种目标调整的需要，向不育列和可育列加入新的优良品种、品系和不育材料，调整轮回选择群体的遗传基础。(9)在每一轮回的(7)后，还可将选择出的优良单株直接进入株系选择圃，通过株系选择、新品系比较、联合区域试验和生产试验培育成优质、高产、多抗水稻新品种。实施例1988年，我们开始利用轮回选择育种方法选育水稻新品种(系)，1994年起先后推荐从轮回群体后代选育出的优良品种“超产二号”、“吉粳71号”、“富源四号”等已在生产上大面积推广应用，初步统计2002年在吉林省各主要稻区、辽宁北部、黑龙江南部和内蒙古东北等稻区“超产二号”、“吉粳71号”、“富源四号”等新品种年推广面积分别达124.1、142.4、234.7万亩，年推广面积合计501.2万亩，占适应面积约52-60％。到目前为止，三个优良新品种已累计推广面积合计1347万亩。共增产稻谷6.3亿公斤，新增社会经济效益8.24元。预计近3-5年内还可推广1000-1500万亩，获社会经济效益4亿元人民币以上。水稻的经济性状大多是数量性状，受微效多基因的控制，要想通过常规杂交的方式选出在多个位点上为纯合基因个体很困难。假如某性状受10对基因控制，则10对基因均纯合的基因型频率是(1/4)10，其出现机率是很小的。这些基因是微效的，易受环境条件的影响，基因之间以存在着互作等复杂的关系，要想准确地选择优良单株确实相当困难。轮回选择通过一轮又一轮地进行优良个体间的互交、选择和鉴定，可不断将存在于不同个体的优良基因积累起来，提高育种群体中优良基因和优良基因型频率，增加选择优异个体的机会。与此同时，也能将控制不同优良质量性状的主效基因重组叠加起来，达到选育高产、优质、多抗、广适应性优良个体的目的。另外轮回选择群体中含有丰富的遗传类型，不同基因型相互杂交后又在其后代群体中择优互交，使群体中的变异类型越来越丰富，群体的遗传变异幅度也越来越大。随着轮回选择次数的增加，群体的遗传基础不断得到改良，变异的个体性状水平也相应提高。运用双列随机轮回选择育种方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻双列随机轮回选择育种方法，其特征在于：利用光（温）敏核不育材料、三系杂交稻的遗传工具和品质优良水稻品种建立基础群体，自由杂交，收不育株上的种子进行群体加代，选择不育株、优良可育株，在温室控制条件下混合种植，抽穗期喷施“９２０”，自由杂交形成第二轮群体，进入第二轮继续进行轮回选择，选择目标材料并继续轮回选育出新品种。

【技术特征摘要】
1.一种水稻双列随机轮回选择育种方法，其特征在于利用光(温)敏核不育材料、三系杂交稻的遗传工具和品质优良水稻品种建立基础群体，自由杂交，收不育株上的种子进行群体加代，选择不育株、优良可育株，在温室控制条件下混合种植，抽穗期喷施“...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴长明，傅秀林，张强，张学君，金享花，尹胜国，
申请(专利权)人：吉林省农业科学院水稻研究所，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]