專利名稱：三系法雜交水稻機(jī)械化制種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水稻育種，涉及雜交水稻制種技術(shù)，特別是機(jī)械化生產(chǎn)三系雜交水稻種子的方法。
背景技術(shù)：
水稻(Oryza sativa L.)雜種優(yōu)勢(shì)利用分為三系法和兩系法兩種方法，目前雜種優(yōu)勢(shì)利用主要以三系法為主。三系法水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用的主要途徑，是通過培育雄不育系(A)，雄性不育保持系(B)，雄性不育恢復(fù)系(R)(合稱三系)，達(dá)到選配強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合的目的。早在1958年，日本東北大學(xué)勝尾清，為利用水稻雜種優(yōu)勢(shì)開展了雄性不育系的研究，發(fā)現(xiàn)中國(guó)的紅芒野稻能導(dǎo)致藤坂5號(hào)產(chǎn)生雄性不育。1966年日本琉球大學(xué)新城長(zhǎng)友以欽蘇拉一包羅II為母本與臺(tái)中65雜交，育成BT型臺(tái)中65不育系，同時(shí)把臺(tái)中65不育系中的部分可育株經(jīng)自交穩(wěn)定育成了BT型不育系的同質(zhì)恢復(fù)系，1968年實(shí)現(xiàn)三系配套。隨后，日本農(nóng)業(yè)技術(shù)研究所以緬甸秈稻品種里特稻與藤坂5號(hào)雜交，經(jīng)連續(xù)回交育成了具有里特型不育系配制的組合，但因優(yōu)勢(shì)不強(qiáng)均未能應(yīng)用于生產(chǎn)。中國(guó)雜交水稻的研究始于1964年，在袁隆平的領(lǐng)導(dǎo)下于1973年實(shí)現(xiàn)了秈型雜交水稻三系配套，在北方于1975年實(shí)現(xiàn)了粳型雜交水稻三系配套，從此三系雜交水稻在中國(guó)有了迅猛的發(fā)展，在組合選育上，三系雜交水稻經(jīng)過幾十年的發(fā)展在產(chǎn)量、米質(zhì)及抗性上均有了較大的提高。
然而雜交水稻的發(fā)展離不開雜交水稻制種。
雜交水稻制種需建立不育系的繁殖田和雜交種的制種田。
在不育的繁殖田里，以不育系為母本、保持系為父本，分別播種，按一定行比分別相間種植，調(diào)節(jié)開花期；在開花期采用人工趕粉，使不育系接受保持系的花粉，受精結(jié)實(shí)，保持系則自交結(jié)實(shí)，然后分別收割。在不育系植株上收得的種子仍為不育系，留其中一部分供繼續(xù)繁殖不育系用外，其余大部分用于制種田配制雜交種；保持系自交所結(jié)的種了仍為保持系。
在制種田里以不育系為母本、恢復(fù)系為父本，分別播種，按一定行比分別相間種植，調(diào)節(jié)開花期，在開花期采用人工趕粉，使不育系接受恢復(fù)系的花粉，受精結(jié)實(shí)，恢復(fù)系自交結(jié)實(shí)，然后分別收割，生產(chǎn)出雜交種子(不育系上結(jié)出的種子)和恢復(fù)系種子(恢復(fù)系自交所結(jié)種子，仍為恢復(fù)系)。
自中國(guó)三系雜交水稻配套以來，各地在制種的實(shí)踐中，摸索、創(chuàng)造并積累了極其豐富的經(jīng)驗(yàn)，使制種產(chǎn)量有了大幅度的提高。但長(zhǎng)期以來雜交水稻制種技術(shù)與研制初期相比卻沒有根本的變化，依然采用以上所述的父母本差期播種，分廂栽插、人工趕粉、分別收割等技術(shù)措施，制種效率不高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，同時(shí)種子質(zhì)量也難以控制。如何改進(jìn)這種種子生產(chǎn)技術(shù)體系，已成為雜交水稻進(jìn)一步發(fā)展和提高我國(guó)種子國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力以及雜交水稻技術(shù)在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)一步推廣所必須解決的重要課題之一。擴(kuò)大制種規(guī)模是降低生產(chǎn)成本，提高制種效益和保證種子質(zhì)量的關(guān)鍵，而實(shí)現(xiàn)雜交水稻種子生產(chǎn)的機(jī)械化則是規(guī)?；品N的必由之路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是雜交水稻種子生產(chǎn)的機(jī)械化，克服上述的分別栽插、人工趕粉、分別收割，制種效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，制種質(zhì)量不高等弊端，提供三系法雜交水稻機(jī)械化制種方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案，其特殊之處是①選用谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的一水稻品種，與谷殼顏色正常的一水稻保持系品種雜交，獲得谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻保持系種子，進(jìn)而轉(zhuǎn)育出谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻不育系種子；②用所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻不育系種子和谷殼顏色正常的水稻恢復(fù)系種子機(jī)械混播，在開花期趕粉，結(jié)實(shí)后通過機(jī)械混收谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的雜交種種子和自交的谷殼顏色正常的恢復(fù)系種子，再用色選機(jī)分選，分別獲得所述的雜交種種子和恢復(fù)系種子。
本發(fā)明的制種方法，從優(yōu)化考慮還可以包括谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的不育系的繁殖方法即在所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻保持系中采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)入單隱性除草劑致死基因，導(dǎo)入該基因的該保持系種子和所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的不育系種子機(jī)械混播，在開花期趕粉，然后通過噴除草劑殺死保持系，不育系結(jié)實(shí)后用機(jī)械收割，獲得谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的不育系種子。
本發(fā)明的制種方法，從優(yōu)化考慮也可以包括谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的保持系的繁殖方法即取所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷色的保持系種子采用機(jī)械播種、收割實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的制種方法，從更優(yōu)化考慮，可以包括所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的不育系的繁殖方法和谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的保持系的繁殖方法。
本發(fā)明所述的在開花期趕粉是指用機(jī)械或風(fēng)力產(chǎn)生的氣流趕粉。
本發(fā)明在與谷殼顏色正常(簡(jiǎn)稱“常色”)的保持系雜交時(shí)，選用的是谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色(簡(jiǎn)稱“異色”)的一水稻品種，該水稻品種是一種帶隱性單基因的品種，以它作為谷殼顏色標(biāo)記品種。經(jīng)雜交及回交(所述的轉(zhuǎn)育是指回交，即雜交后代與親本雜交)，可以獲得谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的保持系(異色保持系)種子及谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的不育系(異色不育系)種子。
“常色”種與“異色”種雜交可以得到“異色”后代。
不育系、保持系、恢復(fù)系，用來生產(chǎn)雜交水稻；利用雜種優(yōu)勢(shì)，可以生產(chǎn)出高產(chǎn)、高品質(zhì)的水稻。
在利用雜種優(yōu)勢(shì)進(jìn)行水稻雜交生產(chǎn)雜交種時(shí)，以不育系與恢復(fù)系雜交制種。本發(fā)明采用異色不育系與常色恢復(fù)系雜交，用機(jī)械混播，開花時(shí)機(jī)械或借助風(fēng)力趕粉結(jié)實(shí)后機(jī)械混收，所得種子中，雜交種子其谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色，常色恢復(fù)系自交所結(jié)種子其谷殼顏色為正常谷殼色，由此，可以用色選機(jī)分選出雜交種種子和恢復(fù)系種子，實(shí)現(xiàn)播插、趕粉、收割、種子分選機(jī)械化。
所述的正常谷殼色是指目前普遍生產(chǎn)的稻谷所呈現(xiàn)的谷殼顏色，所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色，是指谷殼顏色與正常谷殼色有較大色差或顯著色差。
本發(fā)明首先制成異色保持系和異色不育系，在生產(chǎn)雜交種子時(shí)采用異色不育系。
為能一次次雜交制種，異色不育系需要繁殖。異色不育系的繁殖采用異色不育系和異色保持系雜交。為能實(shí)現(xiàn)機(jī)械混播、混收，采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將單隱性除草劑致死基因?qū)氘惿３窒抵校c異色不育系機(jī)械混播，開花期機(jī)械趕粉或利用風(fēng)力趕粉，再噴施除草劑殺死保持系，然后用機(jī)械收割不育系，得到不育系種子。
異色保持系的繁殖，采用機(jī)械播種，自交結(jié)實(shí)后收獲。
本發(fā)明由于采用水稻異色不育系、異色保持系，用異色不育系和常色恢復(fù)系雜交時(shí)，用機(jī)械混播、機(jī)械趕粉，結(jié)實(shí)后機(jī)械混收，再用色選機(jī)分選混收的水稻種子，獲得雜交稻種子(可用于大田生產(chǎn))和恢復(fù)系種子，故在水稻雜交制種時(shí)廢除了人工分栽、人工趕粉、人工分收等工序，大大提高了水稻雜交制種效率，節(jié)省工時(shí)，節(jié)省勞力，并提高了制種質(zhì)量。采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將除草劑基因?qū)氡３窒档谋景l(fā)明，則可用機(jī)械方式繁殖不育系，從而可實(shí)現(xiàn)雜交水稻三系制種的全程機(jī)械化操作。
具體實(shí)施例方式
三系法雜交水稻機(jī)械化制種方法，采用谷殼顏色為褐色(與正常谷殼色有較大色差，作為褐色谷殼標(biāo)記)的秈型廣親和品種Dular與谷殼顏色正常的保持系協(xié)青早B雜交，從中選育一個(gè)谷殼顏色褐色的保持系，并進(jìn)而轉(zhuǎn)育成谷殼顏色褐色的不育系(稱之為“色選A”)；用色選A與谷殼顏色正常的恢復(fù)系雜交制種時(shí)，采用飛機(jī)混直播，在開花期用直升飛機(jī)產(chǎn)生的氣流趕粉，結(jié)實(shí)后用機(jī)械混收雜交種種子和恢復(fù)系種子，再用色選機(jī)利用色差分選出谷殼顏色褐色的雜交種種子和谷殼顏色正常的恢復(fù)系種子；在谷殼顏色褐色的保持系中導(dǎo)入單隱性苯達(dá)松致死基因，在繁殖不育系時(shí)采用飛機(jī)混直播谷殼顏色褐色的不育系種子和谷殼顏色褐色的保持系種子，在開花期用直升飛機(jī)產(chǎn)生的氣流趕粉，然后通過噴撒苯達(dá)松殺死保持系，不育系結(jié)實(shí)后用機(jī)械收割，得到谷殼顏色褐色的不育系種子；對(duì)谷殼顏色褐色的保持系的繁殖也采用機(jī)械播種、移栽、收獲，實(shí)現(xiàn)三系雜交水稻種子生產(chǎn)的全程機(jī)械化制種。
權(quán)利要求
1.三系法雜交水稻機(jī)械化制種方法，其特征是①選用谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的一水稻品種，與谷殼顏色正常的一水稻保持系品種雜交，獲得谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻保持系種子，進(jìn)而轉(zhuǎn)育出谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻不育系種子；②用所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻不育系種子和谷殼顏色正常的水稻恢復(fù)系種子機(jī)械混播，在開花期趕粉，結(jié)實(shí)后通過機(jī)械混收谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的雜交種種子和自交的谷殼顏色正常的恢復(fù)系種子，再用色選機(jī)分選，分別獲得所述的雜交種種子和恢復(fù)系種子。
2.如權(quán)利要求1所述的制種方法，其特征是包括谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的不育系的繁殖方法在所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻保持系中采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)導(dǎo)入單隱性除草劑致死基因，導(dǎo)入該基因的該保持系種子和所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的不育系種子機(jī)械混播，在開花期趕粉，然后通過噴除草劑殺死保持系，不育系結(jié)實(shí)后用機(jī)械收割，獲得谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的不育系種子。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制種方法，其特征是包括谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的保持系的繁殖方法取所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷色的保持系種子采用機(jī)械播種、收割實(shí)現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的制種方法，其特征是所述的在開花期趕粉是指用機(jī)械或風(fēng)力產(chǎn)生的氣流趕粉。
全文摘要
可替代人工分廂栽插、趕粉、人工收割的三系法雜交水稻機(jī)械化制種方法，①選用谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的一水稻品種，與谷殼顏色正常的一水稻保持系品種雜交，獲得谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻保持系種子，進(jìn)而轉(zhuǎn)育出谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻不育系種子；②用所述的谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的水稻不育系種子和谷殼顏色正常的水稻恢復(fù)系種子機(jī)械混播，在開花期機(jī)械趕粉，結(jié)實(shí)后經(jīng)機(jī)械混收谷殼顏色區(qū)別于正常谷殼色的雜交種種子和自交的谷殼顏色正常的恢復(fù)系種子，再用色選機(jī)分選，分別獲得所述的雜交種種子和恢復(fù)系種子。本發(fā)明適用于雜交水稻制種。
文檔編號(hào)A01H1/02GK1442038SQ02104889
公開日2003年9月17日 申請(qǐng)日期2002年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月4日
發(fā)明者曹立勇, 程式華, 何立斌, 楊長(zhǎng)登 申請(qǐng)人:曹立勇