一種水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及水稻利用領(lǐng)域，尤其是一種水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法。該方法包括：以東鄉(xiāng)野生水稻為母本，分別與第一水稻品種雜交，得到第一雜交子代；將第一雜交子代作為母本，并與第二水稻品種進(jìn)行雜交，得到第二雜交子代；在第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，分別與第三水稻品種進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代；將第三雜交子代作為父本，以雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。本發(fā)明提供的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，獲得水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系根據(jù)其所具有的不同敗育類型以及特點可以應(yīng)用到水稻優(yōu)良品種的選育中，使其雜種優(yōu)勢得到有效的利用和體現(xiàn)。
【專利說明】一種水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水稻利用領(lǐng)域，具體而言，涉及一種水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三系雜交水稻利用的基礎(chǔ)是細(xì)胞質(zhì)雄性不育，自從野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系被發(fā)現(xiàn)并大面積推廣應(yīng)用以來，上世紀(jì)70年代到80年代中期，多達(dá)60多種細(xì)胞質(zhì)源來源于野敗型、云南滇型(Dian I和Dian II )、紅蓮型、R型、K型和馬協(xié)型等。依據(jù)細(xì)胞質(zhì)源和敗育特點存在的差異，細(xì)胞質(zhì)雄性不育系可分為孢子體不育和配子體不育兩種類型。其中，云南滇型、包臺型和紅蓮型為配子體不育系，野敗型、D型、K型和R型等為孢子體敗育類型。
[0003]我國應(yīng)用三系法培育雜交水稻獲得成功，并在生產(chǎn)上大面積推廣種植，實現(xiàn)了我國水稻單產(chǎn)的第二次飛躍。1976-2005年，我國雜交水稻累計種植面積52.5億畝，增收稻谷約6.5億噸。因此，發(fā)展雜交水稻是提高糧食產(chǎn)量、解決糧食安全問題的重要途徑。
[0004]在相關(guān)技術(shù)中，東鄉(xiāng)野生稻為多年生野生稻，是迄今為止發(fā)現(xiàn)的世界上分布最北的野生稻，被國內(nèi)外譽(yù)為“野生植物大熊貓”。東鄉(xiāng)野生稻具有特殊的強(qiáng)耐冷基因和豐富的抗病蟲基因，利用價值極高。 [0005]但是，在相關(guān)技術(shù)中，將其與通過雜交并進(jìn)行水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育的工作開展較少，進(jìn)而限制了其雜種優(yōu)勢的有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，以解決上述的問題。
[0007]在本發(fā)明的實施例中提供了一種水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，包括以下步驟:
[0008]以東鄉(xiāng)野生水稻為母本，分別與第一水稻品種雜交，得到第一雜交子代；其中，所述第一水稻品種包括:紅優(yōu)早秈、837、81-417或73-07 ；
[0009]將所述第一雜交子代作為母本，并與第二水稻品種進(jìn)行雜交，得到第二雜交子代；其中，所述第二水稻品種包括:紅410或HA79317-7 ；
[0010]在所述第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，分別與第三水稻品種進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代；其中，所述第三水稻品種包括:B11、B51、培矮64、R4005或3037 ；
[0011]將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
[0012]本發(fā)明的實施例中提供的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其以東鄉(xiāng)野生水稻為母本分別與第一水稻品種雜交，得到第一雜交子代；
[0013]將所述第一雜交子代作為母本，并與第二水稻品種進(jìn)行回交，得到第二雜交子代；在所述第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，分別與第三水稻品種進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代；將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，這樣，通過將東鄉(xiāng)野生水稻與多種栽培稻品種進(jìn)行多次雜交之后獲得了水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，獲得的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系根據(jù)是敗育特點可以分為典敗類型以及無花粉類型，東鄉(xiāng)野生水稻優(yōu)良的耐性以及抗病蟲性其可以穩(wěn)定的遺傳到水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系中，并且體現(xiàn)出雜種優(yōu)勢。而獲得的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系可以通過與常見的保持系或者特定篩選的恢復(fù)系再度雜交進(jìn)而用于優(yōu)良水稻品種的選育中，并可進(jìn)行大面積的推廣應(yīng)用。
[0014]因此，本發(fā)明實施例提供的這種方法，其以東鄉(xiāng)野生水稻作為基礎(chǔ)，通過與多個栽培稻品種雜交的方式獲得水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，獲得水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系根據(jù)其所具有的不同敗育類型以及特點可以應(yīng)用到水稻優(yōu)良品種的選育中，使其雜種優(yōu)勢得到有效的利用和體現(xiàn)。[0015]此外，通過本發(fā)明實施例提供的這種方法獲得的獲得水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，其極大豐富了水稻細(xì)胞質(zhì)不育類型，為水稻優(yōu)良品種的選育以及水稻核質(zhì)互作機(jī)理方面提供了新的極佳研究材料。
[0016]可選的，所述第一水稻品種為:73-07 ;所述第三水稻品種為:R4005。
[0017]可選的，在所述以東鄉(xiāng)野生水稻為母本，分別與第一水稻品種雜交，得到第一雜交子代的步驟中，所述雜交具體包括:
[0018]將所述東鄉(xiāng)野生水稻的雄蕊去除，15-20小時后，將所述第一水稻品種的花粉授在去除雄蕊后的所述東鄉(xiāng)野生水稻的雌蕊上，并在花朵上套設(shè)牛皮紙袋。
[0019]可選的，在所述將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的步驟之后，還包括:
[0020]根據(jù)配子體不育基因orf(H)79和孢子體不育基因WA352依次設(shè)計第一引物和第二引物；
[0021]分別以所述水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系、紅蓮型不育系粵泰A和滇型不育系楚粳23A的總DNA作為模板，用所述第一引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行電泳檢測；
[0022]分別以所述水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系、珍汕97A、岡46A、協(xié)青早A的總DNA為模板，用所述第二引物作為進(jìn)行PCR擴(kuò)增，將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行電泳檢測。
[0023]可選的，
[0024]所述第一引物的序列為:
[0025]GAGGAGCCGAAGATTTTAG
[0026]TTACTTAGGAAAGACTACAC ；
[0027]所述第二引物的序列為:
[0028]ATGACGAGAGATAGAATGAG
[0029]CTAGGAGGCTGAGTTTTGo
[0030]可選的，在所述將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的步驟之后，還包括:
[0031]以所述水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系作為細(xì)胞質(zhì)供體，分別與保持系I1-32B、岳4B、K17B和榮豐B雜交，得到雄性不育的Fl代，將所述Fl代進(jìn)行連續(xù)回交，獲得物無花粉型的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
[0032]可選的，在所述將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的步驟之后，還包括:
[0033]以所述東鄉(xiāng)野生水稻為父本，與栽培稻M1256雜交，得到第一雜種；將所述第一雜種與愛紅I號雜交，得到第二雜種；
[0034]所述第二雜種并經(jīng)過多代回交和自交，獲得了多個穩(wěn)定株系；
[0035]將多個所述穩(wěn)定株系分別與水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系進(jìn)行測交，根據(jù)測交后代的自然結(jié)實率篩選出能夠使所述水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系自然可育的恢復(fù)系。
[0036]可選的，所述在所述第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，分別與第三水稻品種進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代的步驟中，所述分離出雄性不育株具體包括:
[0037]在第二雜交子代的植株中，取當(dāng)日要開的穎花，用I %的I2-KI溶液染色，鏡檢著色花粉粒；同時，計算所述植株3個穗的自然結(jié)實率和套袋結(jié)實率；
[0038]挑選出自然結(jié)實率在5%以下、套袋結(jié)實率為O、著色花粉粒占總花粉數(shù)5%以下的植株，得到雄性不育株。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1示出了本發(fā)明實施例一提供的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法的流程圖；
[0040]圖2示出了本發(fā)明實施例二中配子體不育基因orf (H)79對D1A、紅蓮型不育系粵泰A和滇型不育系楚粳23A總DNA PCR擴(kuò)增后的瓊脂糖凝膠電泳圖；
[0041]圖3示出了本發(fā)明實施例三中野敗型不育基因WA352引物對孢子體不育系珍汕97A、岡46A、協(xié)青早A和DlA總DNAPCR擴(kuò)增后的瓊脂糖凝膠電泳圖；
[0042]圖4不出了本發(fā)明實施例三中獲得的不育系DlA與協(xié)青早A花粉K1-12染色圖；
[0043]圖5示出了本發(fā)明實施例四中篩選獲得的5株恢復(fù)系對不育系DlA的恢復(fù)結(jié)果。
【具體實施方式】
[0044]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0045]實施例一
[0046]在本發(fā)明的實施例中提供了一種水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，包括以下步驟，請參考圖1:
[0047]步驟101:以東鄉(xiāng)野生水稻為母本，分別與第一水稻品種雜交，得到第一雜交子代；
[0048]其中，所述第一水稻品種包括:紅優(yōu)早秈、837、81_417或73_07。
[0049]紅優(yōu)早秈、837、81_417或73_07均為較為優(yōu)良的水稻栽培種，其與東鄉(xiāng)野生水稻雜交獲得的后代可以，可以繼承雙親優(yōu)良性狀的同時還可以較好的體現(xiàn)出雜種優(yōu)勢，進(jìn)而為后續(xù)的選育工作提供保障。
[0050]步驟102:將所述第一雜交子代作為母本，并與第二水稻品種進(jìn)行雜交，得到第二雜交子代；
[0051]在步驟102中，所述第一水稻品種包括:紅410或HA79317-7 ;第一雜交子代繼續(xù)
與第二水稻品種進(jìn)行雜交，獲得第二雜交子代。[0052]步驟103:在所述第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，分別與第三水稻品種進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代。
[0053]其中，所述第三水稻品種包括:B11、B51、培矮64、R4005或3037 ；
[0054]由于B11、B51、培矮64、R4005.3037等屬于較適宜在我國南方種植的栽培種，因此，將其與適栽范圍較大的野生東鄉(xiāng)水稻來源的雜種雜交可以獲得適宜南方栽培的雄性不育系。
[0055]步驟104:將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
[0056]第三雜交子代均表現(xiàn)為完全雄性不育，再選株成對回交，經(jīng)多代核置換，即可轉(zhuǎn)育成多個不育系。主要為兩種類型，與Bll雜交獲得的不育系為典敗類型。其余雜交為無花粉類型，表現(xiàn)為花藥瘦小、白色、部分畸形呈鉤狀，染色鏡檢，僅含稀少典敗花粉。需要指出的是，東野/73-07//R4005經(jīng)多代回交選擇，敗育徹底，為完全無花粉類型(圖1)，是一種非常典型的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，其可以很好的用于水稻優(yōu)良品種的選育中。
[0057]本發(fā)明的實施例中提供的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其以東鄉(xiāng)野生水稻為母本分別與第一水稻品種雜交，得到第一雜交子代；
[0058]將所述第一雜交子代作為母本，并與第二水稻品種進(jìn)行回交，得到第二雜交子代；在所述第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，分別與第三水稻品種進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代；將所述第 三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，這樣，通過將東鄉(xiāng)野生水稻與多種栽培水稻品種進(jìn)行多次雜交之后獲得了水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，獲得的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系根據(jù)是敗育特點可以分為典敗類型以及無花粉類型，東鄉(xiāng)野生水稻優(yōu)良的耐性以及抗病蟲性其可以穩(wěn)定的遺傳到水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系中，并且體現(xiàn)出雜種優(yōu)勢。而獲得的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系可以通過與常見的保持系或者特定篩選的恢復(fù)系再度雜交進(jìn)而用于優(yōu)良水稻品種的選育中，并可進(jìn)行大面積的推廣應(yīng)用。
[0059]因此，本發(fā)明實施例提供的這種方法，其以東鄉(xiāng)野生水稻作為基礎(chǔ)，通過與多個栽培水稻品種雜交的方式獲得水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，獲得水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系根據(jù)其所具有的不同敗育類型以及特點可以應(yīng)用到水稻優(yōu)良品種的選育中，使其雜種優(yōu)勢得到有效的利用和體現(xiàn)。
[0060]接下來，為了使得本發(fā)明實施例一的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法得到更好的應(yīng)用，本發(fā)明還在上述實施例一的基礎(chǔ)之上提供了實施例二，實施例二是實施例一的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法的進(jìn)一步限定和增加，現(xiàn)做詳細(xì)的闡述和解釋:
[0061]實施例二
[0062]本實施例的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法包括以下步驟:
[0063]1、以東鄉(xiāng)野生水稻為母本，與73-07進(jìn)行雜交，得到第一雜交子代；
[0064]具體的，在上述步驟中，雜交的操作按照以下操作進(jìn)行:將所述東鄉(xiāng)野生水稻的雄蕊去除，15-20小時后，將所述第一水稻品種的花粉授在去除雄蕊后的所述東鄉(xiāng)野生水稻的雌蕊上，并在花朵上套設(shè)牛皮紙袋。
[0065]2、將所述第一雜交子代作為母本，并與第二水稻品種進(jìn)行雜交，得到第二雜交子代；其中，所述第二水稻品種包括:紅410或HA79317-7 ；[0066]3、在所述第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，與R4005進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代。
[0067]4、將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
[0068]在本實施例中，具體的，通過將東鄉(xiāng)野生水稻與特定水稻品種雜交，即東野/73-07//R4005進(jìn)而獲得一種新的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，在本發(fā)明中，將該不育系命名為D1A。
[0069]通過研究發(fā)現(xiàn)，DlA敗育徹底，為完全無花粉類型，且該不育系與野敗型、紅蓮型和滇型恢復(fù)系測交Fl代完全不育，所以DlA為一種與現(xiàn)有技術(shù)中推廣應(yīng)用的其他細(xì)胞質(zhì)敗育類型均不一樣的不育敗育類型，極大豐富了水稻細(xì)胞質(zhì)不育類型。
[0070]5、根據(jù)配子體不育基因orf (H) 79和孢子體不育基因WA352依次設(shè)計第一引物和第二引物；
[0071]在該步驟中，具體的，第一引物和第二引物的序列請參考表1:
[0072]表1不育基因orf (H) 79和WA352檢測引物序列信息
[0073]
【權(quán)利要求】
1.一種水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其特征在于，包括以下步驟: 以東鄉(xiāng)野生水稻為母本，分別與第一水稻品種雜交，得到第一雜交子代；其中，所述第一水稻品種包括:紅優(yōu)早秈、837、81-417或73-07 ； 將所述第一雜交子代作為母本，并與第二水稻品種進(jìn)行雜交，得到第二雜交子代；其中，所述第二水稻品種包括:紅410或HA79317-7 ； 在所述第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，分別與第三水稻品種進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代；其中，所述第三水稻品種包括:B11、B51、培矮64、R4005或3037 ；將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其特征在于； 所述第一水稻品種為:73-07 ； 所述第三水稻品種為:R4005。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其特征在于，在所述以東鄉(xiāng)野生水稻為母本，分別與第一水稻品種雜交，得到第一雜交子代的步驟中，所述雜交具體包括: 將所述東鄉(xiāng)野生水稻的雄蕊去除，15-20小時后，將所述第一水稻品種的花粉授在去除雄蕊后的所述東鄉(xiāng)野生水稻的雌蕊上，并在花朵上套設(shè)牛皮紙袋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其特征在于，在將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的步驟之后，還包括: 根據(jù)配子體不育基因orf(H)79和孢子體不育基因WA352依次設(shè)計第一引物和第二引物； 分別以所述水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系、紅蓮型不育系粵泰A和滇型不育系楚粳23A的總DNA作為模板，用所述第一引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行電泳檢測； 分別以所述水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系、珍汕97A、岡46A、協(xié)青早A的總DNA為模板，用所述第二引物作為進(jìn)行PCR擴(kuò)增，將擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行電泳檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其特征在于， 所述第一引物的序列為:GAGGAGCCGAAGATTTTAG

TTACTTAGGAAAGACTACAC ； 所述第二引物的序列為:ATGACGAGAGATAGAATGAG

CTAGGAGGCTGAGTTTTGo
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其特征在于，在所述將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的步驟之后，還包括: 以所述水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系作為細(xì)胞質(zhì)供體，分別與保持系I1-32B、岳4B、K17B和榮豐B雜交，得到雄性不育的Fl代，將所述Fl代進(jìn)行連續(xù)回交，獲得物無花粉型的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其特征在于，在將所述第三雜交子代作為父本，以所述雄性不育株作為母本，進(jìn)行回交，轉(zhuǎn)育成水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的步驟之后，還包括: 以所述東鄉(xiāng)野生水稻為父本， 與栽培稻M1256雜交，得到第一雜種；將所述第一雜種與愛紅I號雜交，得到第二雜種； 所述第二雜種并經(jīng)過多代回交和自交，獲得了多個穩(wěn)定株系； 將多個所述穩(wěn)定株系分別與水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系進(jìn)行測交，根據(jù)測交后代的自然結(jié)實率篩選出能夠使所述水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系自然可育的恢復(fù)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，其特征在于，在所述第二雜交子代中分離出雄性不育株，并作為母本，分別與第三水稻品種進(jìn)行雜交，得到第三雜交子代的步驟中，所述分離出雄性不育株具體包括: 在第二雜交子代的植株中，取當(dāng)日要開的穎花，用I %的I2-KI溶液染色，鏡檢著色花粉粒；同時，計算所述植株3個穗的自然結(jié)實率和套袋結(jié)實率； 挑選出自然結(jié)實率在5%以下、套袋結(jié)實率為O、著色花粉粒占總花粉數(shù)5%以下的植株，得到雄性不育株。
【文檔編號】A01H1/02GK103947541SQ201410190251
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】蔡耀輝, 謝紅衛(wèi), 雷雪芳, 肖曉春, 顏龍安 申請人:江西省超級水稻研究發(fā)展中心, 江西省宜春市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所