一种简化杂交稻制种程序提高制种生产效率的方法技术

本发明专利技术公开一种简化杂交稻制种程序提高制种生产效率的方法，所述方法包括以下几个步骤（１）含保藏编号ＣＧＭＣＣ?Ｎｏ．２７４１小粒突变体ＺＨ－ｓｇ特性的小粒不育系杂交稻的育成；（２）小粒不育系杂交稻与大粒、正常粒型恢复系杂交稻的配组制种；（３）混合收割；（４）种子清选与分离。本发明专利技术可节约大量的制种稻田，减少制种过程中的劳动力投入、简化操作程序、减少机械混杂的机会，同时减少仓储、运输成本，降低稻农购买杂交稻种子的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物生命科学领域，具体涉及水稻育种

技术介绍
杂杂交稻自1974年在中国成功实现杂种优势利用以来，一直利用分期播种父(恢 复系)母(不育系)本并分别收获父母本的方法并沿用至今。分期播种和收获父母本，不 仅操作技术繁琐、增加了劳力投入的成本，而且在制种过程中为了父高、母矮的良好异花授 粉姿态，父本在利用“赤霉素(GA3) ”处理后植株高于母本而更易遭致倒伏，使得先行收割父 本时不易将倒伏的植株或少数倒伏的分蘖穗清除干净，从而导致杂交种纯度降低(混入部 分恢复系)。农作物杂种优势的利用，必须是以可廉价获得F1杂交种为前提，使用者购买杂交 种后种植杂交稻方能获得产量和收益。所谓杂交种是2个遗传稳定、基因型不同的亲本，进 行有性杂交所产生的种子(杂交种F1，其基因型完全杂合而表现性完全一致)。我国目前杂交种F1的生产均是依据不育系(母本)与恢复系(父本)之间的播 种至抽穗的历期天数，进行分期播种、分期或同期移栽，待扬花结束后随即割除父本，或在 扬花后25天左右先行割除父本(为防止杂交种混入父本甚至在扬花后就将父本割除)，最 后待母本上所结的杂交种成熟时再进行收获。这一方式的水稻杂交种生产自1974年以来 已沿用35年，仅分期播种、分期或分别移栽父母本、分期或分别收割父母本，就将在制种田 比一般水稻生产多投入劳力3 4个/亩。为提高杂交稻制种效率，科研人员做了很多研究，比如CN200710070955公开一种 利用双粒突变体提高杂交水稻繁种、制种效率的方法，其是通过用双粒突变体改良不育系 实现提高制种效率；CN99101907公开一种杂交水稻制种方法，其是通过化学杀雄和除草基 因导入的方法来提高制种纯度。但是，这些方法与本申请是根本不同的。一种通过r-射线诱变获得的小粒突变体(ZH-sg，千粒重约20克)，它受单一隐性 基因sg控制，sg基因对水稻的植株高度、分蘖能力、光合能力、小穗育性、籽粒形状等不产 生任何不良的连带影响。小粒特性受单一隐性基因Sg控制，用该突变材料改良成不育系后 生产出的F1杂交种是小粒的。这种小粒在常规稻育种中用于产量潜力的改良是不宜的，但 用于杂交稻不育系的改良是完全可行的。目前国内外尚无利用小粒隐性突变用于不育系改 良的任何报道，也没有利用籽粒大小的不同进行混合收割、并利用种子本身籽粒的大小以 网筛的形式进行杂交种和父本的分拣的报道和专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过有性杂交，将小粒突变基因sg转导入水稻任何形式的不育 系，仅使不育系自身的籽粒变小，而不改变杂交稻生产出的稻谷的籽粒大小。如此，可以实 行混合播种父本(恢复系)、母本(不育系)以简化杂交稻制种程序，至少可以在水稻完成 异花授粉后不进行父本的单独割除，减少制种过程中的劳力投入1-2个，从而降低制种成本，减少稻农购种的成本增加稻农的收益。更为重要的是，在实现了混合收割后才有可能进 行杂交稻制种的机械化生产。本专利技术是通过下述技术方案实现的专利技术概述，其按以下步骤操作(1)含保藏编号CGMCC No. 2741小粒突变体ZH_sg特性的小粒不育系杂交稻的育 成；(2)小粒不育系杂交稻与大粒、或正常粒型恢复系杂交稻的配组制种；(3)混合收割，即待小粒不育系杂交稻上所结杂交种F1成熟时，混合收割杂交种 F1与恢复系籽粒；(4)种子清选和分离，即根据杂交种F1与恢复系籽粒大小不同进行分离。作为优选，根据本专利技术所述的方法，其中，所述小粒不育系杂交稻的育成采用下述 方法A)以含小粒基因sg突变体杂交稻为供体亲本，与三系不育保持系杂交稻、二系不 育系杂交稻或其他不育系类型杂交稻受体亲本杂交，得到杂种F1，，种植杂种F1，，得到F2， 世代，当代F2’世代植株上结出的种子千粒重表现为三系不育保持系杂交稻、二系不育系杂 交稻或其他类型不育系杂交稻水平时，在F2’世代分离有1/4的个体携带有小粒基因sg， 带sg基因的个体种植成F3’世代仍为小粒；所述含小粒基因sg突变体杂交稻为ZH-sg水 稻(Oryza sativa)，于2008年11月07日保藏于CGMCC，保藏编号No. 2741 ；B)在F2’世代选择形态似受体亲本而携带小粒基因sg的个体，与受体亲本回交或 可如A步骤程序执行回交，在一次回交BC1F2’世代或二次回交BC2F2’世代依然可以分离 出1/4的小粒个体的情况下，选择形态基本像受体亲本而籽粒变小的个体，即携带sg基因 的个体，经5 7个世代的选择即可稳定获得携带突变基因sg、具有小粒特性的不育系或同 核保持系杂交稻。作为优选，根据本专利技术所述的方法，其中，所述三系不育系、二系不育系或其他类 型不育系杂交稻选自如不育系II-32A、广占63S、内香2A、不育系II-32A、广占63S、内香 2A、天丰A以及常规品种(系)P13、NPB等等。作为优选，根据本专利技术所述的方法，其中，所述小粒不育系杂交稻其千粒重为 19-21g，或比大粒、正常粒型不育系杂交稻的千粒重小25-45%。作为优选，根据本专利技术所述的方法，其中，所述步骤(2)中的小粒不育系与恢复系 杂交稻的生育期相差小于10天时，二者采用先后播种或同期混合播种、先期移栽恢复系杂 交稻稍后直播不育系杂交稻或混合移栽。作为更优选，根据本专利技术所述的方法，其中，所述步骤(2)中的小粒不育系与恢复 系杂交稻的生育期相差小于10天时，二者采用同期混合播种、混合移栽。作为优选，根据本专利技术所述的方法，其中，所述恢复系杂交稻为千粒重大于26g的 恢复系时采用混合播种或直播。作为优选，根据本专利技术所述的方法，其中，所述根据杂交种F1与恢复系籽粒大小 不同进行分离采用适合的网筛即可。专利技术详述本专利技术提供的保藏编号CGMCC No. 2741小粒突变体ZH_sg，其是一种通过r_射线 诱变获得的小粒突变体(ZH-sg，千粒重约20克)，它受单一隐性基因sg控制，sg基因对水 稻的植株高度、分蘖能力、光合能力、小穗育性、籽粒形状等不产生任何不良的连带影响。由 于该小粒特性受单一隐性基因sg控制，用该突变材料改良不育系杂交稻后，此不育系杂交 稻生产出的F1杂交种是小粒的(因为杂交种受母体即不育系的基因型控制)，如果父本是 千粒重在26克甚至更大粒重的恢复系，则可以混合播种甚至直播，至少可以混合收割(父、 母本)，尤其是机械化混合收割，收割后的混合种子可以在商品种子进行清选时通过合适的 网筛进行分拣，区分杂交种和父本，其原理是杂交种过网筛清选时，因千粒重不足20克的 小粒种子(母本上结的杂交种)通过网筛，而正常粒和大粒无法通过网筛。由于小粒受单 一隐性基因控制，不影响杂交稻产量的发挥和表达。该突变特性可以通过有性杂交，将小粒基因sg导入任何不同的材料中。若将小粒 特性通过杂交以及回交导入三系不育系杂交稻、二系不育系杂交稻或其他类型的不育系杂 交稻中，可以将杂交稻制种的操作过程简化从而提高杂交稻的制种效率。这种小粒在常规 稻育种中用于产量潜力的改良是不宜的，但用于杂交稻不育系的改良是完全可行的。本专利技术的方法一般按照以下几个步骤进行1)小粒不育系杂交稻育成，如利用千 粒重仅19克的小粒突变体ZH-sg为母本，与千粒重为25克的P13杂交，在F2 ‘中选获了含 小粒突变基因sg的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简化杂交稻制种程序提高制种生产效率的方法，其特征在于，所述的方法按以下步骤操作：（１）含保藏编号ＣＧＭＣＣＮｏ．２７４１小粒突变体ＺＨ－ｓｇ特性的小粒不育系杂交稻的育成；（２）小粒不育系杂交稻与大粒、或正常粒型恢复系杂交稻的配组制种；（３）混合收割，即待小粒不育系杂交稻上所结杂交种Ｆ１成熟时，混合收割杂交种Ｆ１与恢复系籽粒；（４）种子清选与分离，即根据杂交种Ｆ１与恢复系籽粒大小不同进行分离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱旭东，王跃星，倪深，陈红旗，
申请(专利权)人：中国水稻研究所，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]