專利名稱：利用雙粒突變體提高雜交水稻繁種、制種效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水稻育種技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用具雙粒種子特性的突變 體來提高雜交水稻繁種、制種效率的方法。
背景技術(shù)：
我國是世界上第個(gè)研究成功并將雜交水稻技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)的國家。1990 年達(dá)到近2. 4億畝的高峰，1991年至今，在全部水稻種植面積中的比例，雜交 水稻一直保持在65%左右。水稻雜種優(yōu)勢利用主要通過培育雄性不育系(A)，雄 性不育保持系(B)和雄性不育恢復(fù)系(R)，實(shí)現(xiàn)三系配套，從而達(dá)到選配強(qiáng)優(yōu) 勢組合的目的，為解決我國人口第一大國的糧食安全作出了重要貢獻(xiàn)。冋顧雜 交水稻的育種歷史，任何一次進(jìn)展都是由于關(guān)鍵種質(zhì)資源的發(fā)掘與應(yīng)用。例如， 母木的開穎角度大小、開花時(shí)間長短、柱頭大小和外露率多少，以及父、母本 的開花時(shí)間是否相遇等特性都與最終獲得的產(chǎn)量密切相關(guān)。因此，要進(jìn)一步提 高雜交水稻制、繁種產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本，也必須以開發(fā)利用新的特異種質(zhì)資 源為基礎(chǔ)。
許多學(xué)者研究認(rèn)為，水稻粒長、粒寬和長寬比這三個(gè)性狀主要受母株基因 型控制。因此，母本不育系籽粒過小，雜交水稻的種子也會偏小而影響產(chǎn)量， 因而目前生產(chǎn)上選用的不育系籽粒與恢復(fù)系的籽粒大小相近，千粒重較高，這 樣組配的雜交水稻雖然產(chǎn)量較高，但在不育系的繁種與雜交稻的制種及推廣應(yīng) 用過程中，也必然會帶來因種子體積較大、重量較重而造成的成本高、倉貯和 運(yùn)輸費(fèi)用大，影響繁種、制種及種植的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是，針對目前雜交水稻不育系種子和R代雜交種子粒形較大、 千粒重偏髙，導(dǎo)致雜交水稻繁種與制種過程中的倉貯和運(yùn)輸成本較高，雜交稻 生產(chǎn)用種量較大，經(jīng)濟(jì)效益偏低的問題；通過選育由單隱性基因控制具雙粒種
子特性突變種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，進(jìn)而轉(zhuǎn)育成具雙粒種子特性的不育系，以達(dá)到 提高雜交水稻的繁種、制種效率，降低雜交水稻不育系及其雜交水稻種子倉貯、 運(yùn)輸成本，增加雜交水稻種植效益的目的。
本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
水稻(&yza ^Wra )突變體種質(zhì)資源"浙粳22-雙粒"，其保藏編號為 CGMCC NO. 2081。
利用雙粒突變體提高雜交水稻繁種、制種效率的方法，按以下步驟進(jìn)行 (1)水稻(&丁za 5"a"ra )突變體種質(zhì)資源"浙粳22-雙粒"的育成與種質(zhì)
特性通常情況下，每一水稻谷粒內(nèi)，其內(nèi)、外穎的兩緣相互勾合包被著一粒
種子，經(jīng)浸種、催芽后每粒稻谷僅長出一株秧苗；本發(fā)明利用Y-射線對本課
題組育成的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)晚粳稻品種"浙粳22"(系1997年春季以自育的優(yōu)質(zhì)晚
粳稻新品種"浙粳27"為母本與育種材料"DP5165VRathuHeenati"為父木雜
交配組，1997年秋季再用"浙粳27"為母本與"浙粳27〃DP51657Rathu Heenati "
的Fi回交，形成"浙粳9827V/DP51657Rathu Heenati "的雜交組合。其中DP5165
是一個(gè)自育的抗病中間育種材料(T91-507lRBB21)， Rathu Heenati是一個(gè)原
產(chǎn)印度的抗性親本。至2000年秋季農(nóng)藝性狀己穩(wěn)定，2007年列入推廣粳稻品
種。)進(jìn)行輻照處理，從M2代中篩選到一株具雙粒種子特性，至M3代該性狀己
表現(xiàn)純合穩(wěn)定的突變體"浙粳22-雙粒"，即每一水稻谷粒的內(nèi)、外穎中包含
著二粒種子，隨著種子的灌漿充實(shí)，其內(nèi)、外穎交界處的一邊因種子的生長發(fā)
育而開裂，但二粒種子的胚分別朝向穎殼的兩外側(cè)而不易受到開裂處外界環(huán)境
的影響；該種質(zhì)稻谷(內(nèi)含兩粒種子)千粒重為35. l克，其中，單粒種子千粒
重為15. 0克，種子發(fā)芽率為85. 3%，該稻谷覆土 1厘米后的出苗率為123. 3%，
即IOO粒稻谷可以長出120根左右大小基本相同的秧苗；經(jīng)栽培觀察，其葉形、
株形，生物學(xué)特征及生理生化特性與"浙粳22"相仿；本發(fā)明通過對其雙粒特
性的遺傳研究，明確其雙粒種子特性受一對主效隱性基因控制。
該水稻(&T^a 5"st7'ra L.)突變體種質(zhì)資源"浙粳22-雙粒"，于2007 年6月8日在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，保藏編號 為CGMCC NO. 2081。
(2) 雙粒不育系的育成，通過以下四種中的任一方式來選育-
① 以"浙粳22-雙粒"CGMCCN0.2081為父本，與現(xiàn)有三系雜交水稻不育 系為母本進(jìn)行雜交，并用"浙粳22-雙粒"為輪回親本，回交5-7次，育成"浙 粳22-雙粒A"不育系；
② 以"浙粳22-雙粒"CGMCCN0.2081為親本一方，與現(xiàn)有三系雜交水稻 保持系為親本的另一方進(jìn)行雜交，并用該三系雜交水稻保持系為輪回親本回交， 選育出具雙粒特性的保持系；再以該雙粒保持系為父本，與該保持系相對應(yīng)的 不育系為母本雜交，回交5-7次，轉(zhuǎn)育成雙粒不育系；
③ 以"浙粳22-雙粒"CGMCCN0.2081為親本一方，與現(xiàn)有三系雜交水稻 保持系雜交，從雜種后代中直接選育出新的雙粒保持系；再用三系雜交水稻不 育系進(jìn)行核置換的方法，以該新的雙粒保持系為父本，不育系為母本，經(jīng)雜交 并多次回交核置換的方法，轉(zhuǎn)育成新的雙粒不育系；
以"浙粳22-雙粒"CGMCCN0.2081為親本一方，同時(shí)與二個(gè)不同的現(xiàn) 有三系雜交水稻保持系雜交，產(chǎn)生二個(gè)Fi雜交組合，然后以這二個(gè)Ft雜交組合 間進(jìn)行雜交，形成復(fù)交組合，從中選育出新的雙粒保持系；再以該新的雙粒保 持系為父本，不育系為母本，經(jīng)雜交并多次回交核置換的方法，轉(zhuǎn)育成新的雙 粒不育系。
(3) 雙粒不育系與恢復(fù)系的配組制種以現(xiàn)有三系雜交水稻正常單粒的恢 復(fù)系為父本，以步驟(2)中任一方式育成的雙粒不育系為母本，經(jīng)配組雜交制 得的R種子中均含雙粒，以該雙粒種子種植后所結(jié)稻谷為正常單粒型稻谷。
本發(fā)明所述的輻照處理，是以，0 Y-射線，輻射劑量為200-400Gy對"浙 粳22"干種子進(jìn)行輻射。
本發(fā)明所述的現(xiàn)有三系雜交水稻不育系為野敗型不育系"珍汕97A"(國家 水稻中期庫保存號CN25827)、矮敗型不育系"協(xié)青早A"(國家水稻中期庫保 存號CN29173)、印水型不育系"II-32A"(國家水稻中期庫保存號CN41707)、 K型不育系"K青A"(國家水稻中期庫保存號CN41753)或者BT型不育系"六 千辛A"(國家水稻中期庫保存號CN41735);
本發(fā)明所述的現(xiàn)有三系雜交水稻保持系為"珍汕97B"(國家水稻中期庫保 存號CN25828)、"協(xié)青早B"(國家水稻中期庫保存號CN29174)、 "II-32B" (國家水稻中期庫保存號CN29127)、 "K青B"(國家水稻中期庫保存號CN29187) 或者"六千辛B"(國家水稻中期庫保存號CN29166)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果是
1、 以"浙粳22-雙粒"為親本，與現(xiàn)有三系雜交水稻的不育系或三系雜交 水稻的保持系所育成的雙粒不育系，分別與其保持系或恢復(fù)系雜交，所結(jié)的不 育系種子或雜交水稻Fi代種子均為雙粒，達(dá)到了提高雜交水稻的繁種、制種效 率的目的；由于"浙粳22-雙粒"的雙粒種子特性是受一對主效隱性基因所控 制，雜交Fi代種子所生產(chǎn)的稻谷仍是發(fā)育正常的單粒，故保持了原雜交水稻組 合的產(chǎn)量與質(zhì)量。
2、 本發(fā)明100粒雙粒不育系或以此不育系制種的雜交水稻F:代谷粒內(nèi)均含 有兩粒種子，平均可長出120根左右大小基本相同的秧苗，因此，比現(xiàn)有三系 雜交水稻不育系的繁種與制種可降低生產(chǎn)成本(含倉貯和運(yùn)輸)20%以上(因?yàn)?常規(guī)稻種的發(fā)芽率一般也達(dá)不到100%)，這將給我國雜交水稻的可持續(xù)發(fā)展增添 新的活力，并產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例與試驗(yàn)例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但這并不是對本 發(fā)明的任何具體限制。
實(shí)施例l:("浙粳22-雙粒A"不育系的選育)
以帶隱性主效基因的"浙粳22-雙粒"$ (保藏號CGMCC: 2081)與野敗型 不育系"珍汕97A"早(國家水稻中期庫保存號CN25827)雜交，再用"浙粳22-雙粒"作父本連續(xù)回交5-7代，將"珍汕97"的細(xì)胞核基因用雙粒資源進(jìn)行核 置換，從中選育出具雙粒特性的不育系"浙粳22-雙粒A"。 實(shí)施例2:("浙粳22-雙粒A"不育系的選育)
以帶隱性主效基因的"浙粳22-雙粒"$ (保藏號CGMCC: 2081)與矮敗型 不育系"協(xié)青早A"早(國家水稻中期庫保存號CN291743)雜交，再用"浙粳 22-雙粒"作父本連續(xù)回交5-7代，將"協(xié)青早"的細(xì)胞核基因用雙粒資源進(jìn)行 核置換，從中選育出具雙粒特性的不育系"浙粳22-雙粒A"。 實(shí)施例3:("浙粳22-雙粒A"不育系的選育)
以帶隱性主效基因的"浙粳22-雙粒"6 (保藏號CGMCC: 2081)與印水型 秈稻不育系"II-32A"早(國家水稻中期庫保存號CN41707)雜交，再用"浙粳 22-雙粒"作父本連續(xù)回交5-7代，從中選育出具雙粒特性的不育系"浙粳22-雙粒A"。
實(shí)施例4:("浙粳22-雙粒A"不育系的選育)
以帶隱性主效基因的"浙粳22-雙粒"$ (保藏號CGMCC: 2081)與K型不 育系"K青A"早(國家水稻中期庫保存號CN41753)雜交，再用"浙粳22-雙 粒"作父本連續(xù)回交5-7代，從中選育出具雙粒特性的不育系"浙粳22-雙粒 A，，。
實(shí)施例5:("浙粳22-雙粒A"不育系的選育)
以帶隱性主效基因的"浙粳22-雙粒"$ (保藏號CGMCC: 2081)與BT型 不育系"六千辛A"早(國家水稻中期庫保存號CN41735)雜交，再用"浙粳22-雙粒"作父本連續(xù)冋交5-7代，從中選育出具雙粒特性的不育系"浙粳22-雙粒 A，，。
實(shí)施例6:("珍汕97-雙粒A"不育系的選育與組配)
以"浙粳22-雙粒"$ (保藏號CGMCC: 2081)與雜交水稻保持系"珍汕 97B"早(國家水稻中期庫保存號CN25828)雜交，分離世代選擇雙粒的單株，并
用"珍汕97B"回交5-7次，獲得具雙粒特性的保持系"珍汕97-雙粒B";再 以"珍訕97-雙粒B" $，與該保持系相對應(yīng)的不育系"珍訕97A"早，雜交并 回交5-7次，轉(zhuǎn)育成雙粒不育系"珍汕97-雙粒A"。該不育系與"密陽46"(國 家水稻中期庫保存號CN6436)、明恢63 (CN18075)等恢復(fù)系配組制種，在產(chǎn)量 不變的情況下，其種子生產(chǎn)、倉貯和運(yùn)輸成本比對照(上述恢復(fù)系與珍汕97A 制種)降低20°/0。
實(shí)施例7:("協(xié)青早-雙粒A"不育系的選育與組配)
以"浙粳22-雙粒"$ (保藏號CGMCC: 2081)與雜交水稻保持系"協(xié)青早 B"早(國家水稻中期庫保存號CN29174)雜交，分離世代選擇雙粒的單株，并 用"協(xié)青早B"回交5-7次，獲得具雙粒特性的保持系"協(xié)青早-雙粒B";再 以"協(xié)青早-雙粒B" ^，與該保持系相對應(yīng)的不育系"協(xié)青早A"早，雜交并 回交5-7次，轉(zhuǎn)育成雙粒不育系"協(xié)青早-雙粒A"。該不育系與"密陽46"(國 家水稻中期庫保存號CN6436)、明恢63 (CN18075)等恢復(fù)系制種，在產(chǎn)量不變 的情況下，其種子生產(chǎn)、倉貯和運(yùn)輸成本比對照降低20%。 實(shí)施例8: ( "II-32-雙粒A"不育系的選育與組配)
以"浙粳22-雙粒"S (保藏號CGMCC: 2081)與雜交水稻保持系II-32B早
(CN29127)雜交，分離世代選擇雙粒的單株，并用II-32 B回交5-7次，獲得 具雙粒特性的"II-32-雙粒B";再以"II-32-雙粒B" 6 ，與該保持系相對 應(yīng)的不育系"II-32A"早，雜交并回交5-7次，轉(zhuǎn)育成雙粒不育系"II-32-雙 粒A"。該不育系與密陽46 (CN6436)、明恢63 (CN18075)等恢復(fù)系制種，在 產(chǎn)量不變的情況下，其種子生產(chǎn)、倉貯和運(yùn)輸成本比對照降低20%。 實(shí)施例9:("雙粒A"不育系的選育與組配)
以"浙粳22-雙粒"(保藏號CGMCC: 2081)為親本一方與雜交水稻保持系
"珍汕97B" (CN25828)雜交，分離世代選擇雙粒的單株，獲得具雙粒特性的新 保持系"雙粒B";再與不育系"珍汕97A"早，雜交并回交5-7次，轉(zhuǎn)育成雙 粒不育系"雙粒A"。該不育系與密陽46 (CN6436)、明恢63 (CN18075)等恢 復(fù)系制種，在產(chǎn)量不變的情況下，其種子生產(chǎn)、倉貯和運(yùn)輸成本比對照降低20%。 實(shí)施例10:("雙粒A"不育系的選育與組配)
以"浙粳22-雙粒"(保藏號CGMCC: 2081)為親本一方與雜交水稻保持系 "協(xié)青早B" (CN29174)雜交，分離世代選擇雙粒的單株，獲得具雙粒特性的 新保持系"雙粒B";再與不育系"協(xié)青早A"早，雜交并回交5-7次，轉(zhuǎn)育 成雙粒不育系"雙粒A"。該不育系與密陽46 (CN6436)、明恢63 (CN18075) 等恢復(fù)系制種，在產(chǎn)量不變的情況下，其種子生產(chǎn)、倉貯和運(yùn)輸成本比對照降 低20%。
實(shí)施例ll:("雙粒A"不育系的選育與組配)
以"浙粳22-雙粒"(保藏號CGMCC: 2081)為親本一方與雜交水稻保持系 11-32 (CN29127)雜交，分離世代選擇雙粒的單株，獲得具雙粒特性的新保持 系"雙粒B";再與不育系"II-32A"早，雜交并回交5-7次，轉(zhuǎn)育成雙粒不 育系"雙粒A"。該不育系與密陽46 (CN6436)、明恢63 (CN18075)等恢復(fù)系 制種，在產(chǎn)量不變的情況下，其種子生產(chǎn)、倉貯和運(yùn)輸成本比對照降低20%。 實(shí)施例12:("雙粒A"不育系的選育與組配)
以"浙粳22-雙粒"(保藏號CGMCC: 2081)為親本一方分別與雜交水稻保 持系II-32B (CN29127)和"協(xié)青早B" (CN29174)雜交，二個(gè)分離世代均選 擇具雙粒特性的單株，然后將來自二個(gè)不同組合的雙粒單株進(jìn)行雜交，獲得具 雙粒特性的新保持系"雙粒B";再與不育系"II-32A"早或"協(xié)青早A"早 雜交，并回交5-7次，轉(zhuǎn)育成雙粒不育系"雙粒A"。該不育系與密陽46 (CN6436)、明恢63 (CN18075)等恢復(fù)系制種，在產(chǎn)量不變的情況下，其種子 生產(chǎn)、倉貯和運(yùn)輸成本比對照降低20%。
權(quán)利要求
1、水稻(Oryza Sativa)突變體種質(zhì)資源“浙粳22-雙粒”，其保藏編號為CGMCC NO.2081。
2、 利用雙粒突變體提高雜交水稻繁種、制種效率的方法，其特征在于按以 下步驟進(jìn)行(1) 水稻(6>2tm 6"aWra )突變體種質(zhì)資源"浙粳22-雙粒"CGMCC NO. 2081的育成與種質(zhì)特性利用y-射線對本課題組育成的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)晚粳稻品 種"浙粳22"進(jìn)行輻照處理，從M2代中篩選到一株具雙粒種子特性，至M3代該 性狀已表現(xiàn)純合穩(wěn)定的突變體"浙粳22-雙粒"，即每一水稻谷粒的內(nèi)、外穎中 包含著二粒種子；該種質(zhì)稻谷千粒重為35. 1克，其中，單粒種子千粒重為15. 0 克，種子發(fā)芽率為85.3%，該稻谷覆土 1厘米后的出苗率為123.3%，通過對其 雙粒特性的遺傳研究，明確其雙粒種子特性受一對主效隱性基因控制；(2) 雙粒不育系的育成，通過以下四種方式中的任一方式來選育① 以"浙粳22-雙粒"CGMCCN0.2081為父本，與現(xiàn)有三系雜交水稻不育 系為母本進(jìn)行雜交，并用"浙粳22-雙粒"為輪回親本，回交5-7次，育成"浙 粳22-雙粒A"不育系；② 以"浙粳22-雙粒"CGMCCN0.2081為親本一方，與現(xiàn)有三系雜交水稻 保持系為親本的另一方進(jìn)行雜交，并用該三系雜交水稻保持系為輪回親本回交， 選育出具雙粒特性的保持系；再以該雙粒保持系為父本，與該保持系相對應(yīng)的 不育系為母本雜交，回交5-7次，轉(zhuǎn)育成雙粒不育系；③ 以"浙粳22-雙粒"CGMCCN0.2081為親本一方，與現(xiàn)有三系雜交水稻 保持系雜交，從雜種后代中直接選育出新的雙粒保持系；再用三系雜交水稻不 育系進(jìn)行核置換的方法，以該新的雙粒保持系為父本，不育系為母本，經(jīng)雜交 并多次回交核置換的方法，轉(zhuǎn)育成新的雙粒不育系； 以"浙粳22-雙粒"CGMCCN0.2081為親本一方，同時(shí)與二個(gè)不同的現(xiàn) 有三系雜交水稻保持系雜交，產(chǎn)生二個(gè)Fi雜交組合，然后以這二個(gè)F,雜交組合 間進(jìn)行雜交，形成復(fù)交組合，從中選育出新的雙粒保持系；再以該新的雙粒保 持系為父本，不育系為母本，經(jīng)雜交并多次回交核置換的方法，轉(zhuǎn)育成新的雙粒不育系；(3)雙粒不育系與恢復(fù)系的配組制種以現(xiàn)有三系雜交水稻正常單粒的恢復(fù)系為父本，以步驟(2)中任一方式育成的雙粒不育系為母本，經(jīng)配組雜交制 得的F,種子中均含雙粒，以該雙粒種子種植后所結(jié)稻谷為正常單粒型稻谷。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的輻照處理，是以6°Co y-射線，輻射劑量為200-400Gy對"浙粳22"干種子進(jìn)行輻射。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的現(xiàn)有三系雜交水稻不育 系為野敗型不育系"珍汕97A"(國家水稻中期庫保存號CN25827)、矮敗型不育 系"協(xié)青早A"(國家水稻中期庫保存號CN29173)、印水型不育系"II-32A"(國家水稻中期庫保存號CN41707)、 K型不育系"K青A"(國家水稻中期庫保 存號CN41753)或者BT型不育系"六千辛A"(國家水稻中期庫保存號CN41735)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的現(xiàn)有三系雜交水稻保持 系為"珍汕97B"(國家水稻中期庫保存號CN25828)、"協(xié)青早B"(國家水稻 中期庫保存號CN29174)、 "II-32B"(國家水稻中期庫保存號CN29127)、 "K 青B"(國家水稻中期庫保存號CN29187)或者"六千辛B"(國家水稻中期庫保 存號CN29166)。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用雙粒突變體提高雜交水稻繁種、制種效率的方法，屬于水稻育種技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括(1)水稻(Oryza Sativa)突變體種質(zhì)資源“浙粳22-雙?！盋GMCC NO.2081的育成；(2)雙粒不育系的育成；(3)雙粒不育系與恢復(fù)系的配組制種等步驟。本發(fā)明以“浙粳22-雙粒”為親本，與現(xiàn)有三系雜交水稻的不育系或保持系所育成的雙粒不育系，分別與其保持系或恢復(fù)系雜交，所結(jié)的不育系種子或雜交水稻F₁代種子均為雙粒，比現(xiàn)有三系雜交水稻不育系的繁種與制種可降低生產(chǎn)成本(含倉貯和運(yùn)輸)20％以上，達(dá)到了提高雜交水稻的繁種、制種效率的目的，為我國雜交水稻的可持續(xù)發(fā)展增添新的活力，并產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號A01H1/04GK101112180SQ20071007095
公開日2008年1月30日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者葉勝海, 張小明, 熊立東, 祁永斌, 陸艷婷 申請人:浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院