專利名稱:一種雜交水稻種子生產(chǎn)技術(shù)的制作方法
本發(fā)明屬于一種雜交水稻種子生產(chǎn)技術(shù)，尤其是通過藥劑處理生產(chǎn)三系法雜交水稻種子的技術(shù)。
關(guān)于本項發(fā)明的現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)敘述如下1.三系法雜交水稻是利用水稻質(zhì)核互作雄性不育來進(jìn)行種子生產(chǎn)的。用于雜交制種的母本不育系的種子是通過不育系和保持系的雜交繁殖后得到的，而保持系則通過自交繁殖。在現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)中，保持系和不育系必須分行栽培，授粉成熟后分行收獲。這種方法不僅耗費(fèi)人工，而且由于保持系和不育系形態(tài)一樣，很容易造成種子的機(jī)械混雜。如果將混有保持系種子的不育系種子用于雜交制種，保持系植株在制種田中散粉，將使用于大田生產(chǎn)的雜交水稻種子中混有不育系和保持系的種子。這種混雜是雜交水稻種子混雜的主要原因，嚴(yán)重時造成制種失敗或生產(chǎn)損失。
2.苯達(dá)松是一種稻田常用的時面噴施除草劑。在通常用量(每公頃0.5～1.5公斤)下普通水稻是抗苯達(dá)松的，但同樣用量的苯達(dá)松卻能夠有效的殺死闊葉類和莎草科雜草。1984年Mori.K報道了通過輻射誘變粳稻品種農(nóng)林8號獲得了對苯達(dá)松敏感致死的突變體(Jpa.J.Breed.1984，34(suppl.)421-422)，1997年張集文等通過輻射誘變水稻光溫敏雄性不育系W6154S也獲得了對苯達(dá)松敏感致死的突變體(中國水稻科學(xué)，1999，13(2)；65-68)。張集文等的研究證實，水稻對苯達(dá)松敏感致死突變受一個隱性單基因控制，來源于農(nóng)林8號和來源于W6154S的兩個突變體是同一位點(diǎn)的等位突變，這一突變基因被命名為bel.，并被定位于第三染色體上的微衛(wèi)星DNA標(biāo)記RM55附近；水稻對苯達(dá)松敏感致死突變體同時還對磺酰脲類除草劑敏感，但對水稻的其它農(nóng)藝性狀沒有明顯的負(fù)效應(yīng)，可以通過回交等方法方便的轉(zhuǎn)入其他水稻品種，是一個可以用于對雜交水稻親本進(jìn)行遺傳標(biāo)記的重要遺傳資源；應(yīng)用回交轉(zhuǎn)育或者人工誘變的方法，可以定向地將一個抗苯達(dá)松水稻品種培育成對苯達(dá)松敏感致死而其他農(nóng)藝性狀和原品種保持基本不變的新品種(雜交水稻，2000，15(6)5-8)。
3.應(yīng)用水稻苯達(dá)松敏感致死突變性狀已經(jīng)公開了兩種用于雜交水稻種子生產(chǎn)的重要技術(shù)。一種是Maruyama K.等討論的將苯達(dá)松敏感致死突變性狀導(dǎo)入雜交水稻恢復(fù)系的混植法制種技術(shù)(Japan Agricultural Research Quarterly.1991，244，243-252)。其技術(shù)方案是將不育系種子和具有苯達(dá)松敏感致死標(biāo)記的恢復(fù)系種子按一定比例混合播種，在恢復(fù)系植株開花散粉后噴施苯達(dá)松溶液，殺死恢復(fù)系植株，保留不育系植株，以便于所制的雜交種子的機(jī)械化收獲。其后，王忠等(雜交水稻，1992，640-41)、陳忠明等(雜交水稻，1999，239-40)也討論了這種方法，朱啟升等(雜交水稻，2000，15(3))還開展了轉(zhuǎn)育具有苯達(dá)松敏感致死突變性狀的恢復(fù)系的工作。這種技術(shù)要點(diǎn)是將苯達(dá)松敏感致死突變性狀導(dǎo)入雜交水稻恢復(fù)系。實現(xiàn)這種技術(shù)的主要難點(diǎn)是要求恢復(fù)系和不育系的生育期非常相近，而現(xiàn)有推廣的雜交組合不能滿足這一要求，因而這一技術(shù)設(shè)想并未得到實際應(yīng)用。中國專利“一種培育雜交水稻種子的方法”(申請?zhí)?8109218)要求了混植法技術(shù)專利但已經(jīng)放棄。
4.已經(jīng)公開的應(yīng)用水稻苯達(dá)松敏感致死突變性狀的另一種重要技術(shù)是由張集文等發(fā)明的應(yīng)用苯達(dá)松敏感致死標(biāo)記進(jìn)行雜交水稻除雜保純的技術(shù)。這一技術(shù)已經(jīng)公開和申請了多項專利。公開號為CN1217870A的專利申請將苯達(dá)松敏感致死突變性狀導(dǎo)入雜交水稻母本進(jìn)行制種，在雜交種子播種后噴施苯達(dá)松，殺死母本自交苗。申請?zhí)枮?0114492.8的專利申請將苯達(dá)松敏感致死突變性狀同時導(dǎo)入三系法雜交水稻的保持系和不育系，應(yīng)用對苯達(dá)松敏感致死的保持系和同樣對苯達(dá)松敏感致死的不育系，雜交繁殖產(chǎn)生對苯達(dá)松敏感致死的不育系種子，用這種對苯達(dá)松敏感致死的不育系種子和恢復(fù)系制種生產(chǎn)雜交種子，在雜交種子播種后噴施苯達(dá)松，殺死可能混入的保持系和不育系種苗，達(dá)到除雜保純目的。這種方法要求保持系和不育系同時具有對苯達(dá)松敏感致死隱性純合基因型。
5.采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，已經(jīng)可以將一個不抗某種除草劑的水稻品種培育成抗該種除草劑同時保持原品種農(nóng)藝性狀的新品種。中國水稻所采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將Bar.基因?qū)刖┮?19等水稻品種中，獲得了抗除草劑草丁膦的轉(zhuǎn)基因水稻(科學(xué)通報1998 43(1)67-70)，其抗性為顯性單基因遺傳。
本發(fā)明是以上述公開技術(shù)為基礎(chǔ)的新的技術(shù)發(fā)明。
本發(fā)明的目的是為雜交水稻的種子生產(chǎn)和種子保純提供一種更加簡便有效的技術(shù)。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種三系法雜交水稻種子生產(chǎn)方法，該方法包括①采用抗除草劑的不育系A(chǔ)和抗除草劑的保持系B雜交繁殖雄性不育系A(chǔ)的種子②將保持系B培育成對除草劑敏感致死的同型保持系B’，然后采用雄性不育系A(chǔ)和保持系B’雜交繁殖生產(chǎn)雄性不育系A(chǔ)’的種子，在繁殖田中當(dāng)保持系B’開花授粉后施用除草劑殺死其植株；③所收獲的雄性不育系A(chǔ)’的種子用于和恢復(fù)系制種生產(chǎn)雜交水稻種子。
所述的除草劑是苯達(dá)松。
所述的除草劑是磺酰脲類除草劑。
所述的雄性不育系是野敗胞質(zhì)不育系或者矮敗胞質(zhì)不育系或者岡型胞質(zhì)不育系或者D型胞質(zhì)不育系或者紅蓮型胞質(zhì)不育系或者印水型胞質(zhì)不育系或者滇型胞質(zhì)不育系或者BT型胞質(zhì)不育系。
所述的雄性不育系是珍秈97A或者V20A或者金23A或者II-32A或者龍?zhí)仄諥或者岡46A或者D62A或者D297A或者D秈A或者協(xié)青早A或者K17A。
下面對上述技術(shù)方案和技術(shù)術(shù)語作進(jìn)一步解釋三系法雜交水稻是應(yīng)用質(zhì)核互作雄性不育原理進(jìn)行種子生產(chǎn)的。對于一種質(zhì)核互作雄性不育性A，必定有相對應(yīng)的同核異質(zhì)的保持系B。對質(zhì)核互作雄性不育系的分類，可以根據(jù)其細(xì)胞質(zhì)的不同劃分為野敗胞質(zhì)不育系，矮敗胞質(zhì)不育系，岡型胞質(zhì)不育系，D型胞質(zhì)不育系，紅蓮型胞質(zhì)不育系，印水型胞質(zhì)不育系，滇型胞質(zhì)不育系，BT型胞質(zhì)不育系等等(參見中國水稻品種及其系譜，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1991年3月第一版，第190-196頁，第209-210頁)。本發(fā)明的技術(shù)方案中，除了應(yīng)用抗除草劑的雄性不育性A及其相對應(yīng)的的抗除草劑的同核異質(zhì)的保持系B外，還通過回交轉(zhuǎn)育或者人工誘變或者轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將抗除草劑的的保持系B培育成對這種除草劑敏感致死的新保持系B’。保持系B’在對這種除草劑敏感致死的基因位點(diǎn)上隱性純合，它和原保持系B除了對這種除草劑反應(yīng)不一樣外，在其他農(nóng)藝性狀上都基本一樣，對不育系A(chǔ)具有相同的保持力，對恢復(fù)系具有和原保持系B一樣的配合力，我們將保持系B’和保持系B稱作“同型保持系”。例如，通過回交轉(zhuǎn)育或者人工誘變，將抗苯達(dá)松的保持系B1培育成對苯達(dá)松敏感致死的新保持系B1’，使保持系B1’具有文獻(xiàn)(中國水稻科學(xué)，1999，13(2)65-68)所描述的苯達(dá)松敏感致死性狀，在bel.基因位點(diǎn)上隱性純合。它和原保持系B1除了對苯達(dá)松反應(yīng)不一樣外，在其他農(nóng)藝性狀上都基本一樣，對不育系A(chǔ)1具有相同的保持力，對恢復(fù)系具有和原保持系B1一樣的配合力，我們將保持系B1’和保持系B1稱作“同型保持系”。又例如，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將不抗除草劑“草丁膦”的保持系B2’育成了顯性抗除草劑“草丁膦”的保持系B2，保持系B2’和保持系B2具有相同的保持力和配合力，它也被稱作“同型保持系”。
在三系法雜交水稻中，不育系和保持系具有十分相近的生育期和形態(tài)性狀，因此可以滿足混植法制種的技術(shù)要求。將不育系A(chǔ)和保持系B’的種子按一定比例混合后播種育苗，混合移栽，授粉后施除草劑，殺死保持系B’植株，成熟后收獲所繁殖的不育系A(chǔ)’種子。由于所繁殖的不育系A(chǔ)’種子是除草劑敏感基因雜合的，而抗除草劑是顯性遺傳的，因而不育系A(chǔ)’是對除草劑不敏感的，即使混有保持系B’的種子，也可以在制種田中用藥劑清除掉，保證大田應(yīng)用的雜交水稻種子純度。在有些不育系的繁殖中，要求保持系和不育系有3天左右的播差期，這時可以將不育系和保持系種子分開催芽，然后混合或分次播種，仍然可以采用混植法繁殖。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下1.應(yīng)用本項技術(shù)可以有效的根除不育系繁殖過程中的保持系種子機(jī)械混雜，從而提高雜交水稻種子的純度。
2.應(yīng)用本項技術(shù)，采用混植法繁殖不育系種子，簡化了繁殖田的種植方式，可以實行機(jī)械化收獲，提高不育系繁殖的勞動生產(chǎn)率，提高種子的收獲質(zhì)量。
本發(fā)明的實施例如下II-32A是一個優(yōu)良的印水型胞質(zhì)質(zhì)核互作雄性不育系，其保持系為II-32B。用于雜交制種的母本不育系種子是用II-32A×II-32B雜交繁殖生產(chǎn)的。1998-2001年采用II-32B和CN1217870A中所公開的突變體8077雜交，并以II-32B為輪回親本多次回交，育成具有苯達(dá)松敏感致死標(biāo)記的同型保持系II-32B’。以II-32A×II-32B繁殖II-32A種子。再用II-32A×II-32B’雜交繁殖，就可以獲得用于配制雜交組合種子的母本不育系II-32A’種子。以II-32A’×恢復(fù)系501，就可以生產(chǎn)雜交組合II優(yōu)501的種子。在用II-32A×II-32B’雜交繁殖II-32A’種子的生產(chǎn)過程中，按照10∶1的比例，將II-32A和II-32B’的種子混合播種，混合育苗，混合移栽，在II-32B’開花后人工趕粉結(jié)束后，每畝噴施0.1％的苯達(dá)松溶液約100升，即可殺死II-32B’植株，而不育系II-32A的植株安全無害。待不育系II-32A上的雜交種子成熟后，就可以人工或者機(jī)械化收獲不育系II-32A’的純凈種子。這種II-32A’種子和II-32A種子具有一樣的應(yīng)用價值，但是可以確保其中不會混有保持系種子，從而確保制得的雜交組合II優(yōu)501的種子的純度。
權(quán)利要求
1.一種三系法雜交水稻種子生產(chǎn)方法，其特征是該方法包括①采用抗除草劑的不育系A(chǔ)和抗除草劑的保持系B雜交繁殖雄性不育系A(chǔ)的種子；②將保持系B培育成對除草劑敏感致死的同型保持系B’，然后采用雄性不育系A(chǔ)和保持系B’雜交繁殖生產(chǎn)雄性不育系A(chǔ)’的種子，在繁殖田中當(dāng)保持系B’開花授粉后施用除草劑殺死其植株；③所收獲的雄性不育系A(chǔ)’的種子用于和恢復(fù)系制種生產(chǎn)雜交水稻種子。
2.如權(quán)力要求1所述的方法，其特征是所述的除草劑是苯達(dá)松。
3.如權(quán)力要求1所述的方法，其特征是所述的除草劑是磺酰脲類除草劑。
4.如權(quán)力要求1所述的方法，其特征是所述的雄性不育系是野敗胞質(zhì)不育系或者矮敗胞質(zhì)不育系或者岡型胞質(zhì)不育系或者D型胞質(zhì)不育系或者紅蓮型胞質(zhì)不育系或者印水型胞質(zhì)不育系或者滇型胞質(zhì)不育系或者BT型胞質(zhì)不育系。
5.如權(quán)力要求1所述的方法，其特征是所述的雄性不育系是珍秈97A或者V20A或者金23A或者II-32A或者龍?zhí)仄諥或者岡46A或者D62A或者D297A或者D秈A或者協(xié)青早A或者K17A。
專利摘要
一種三系法雜交水稻種子生產(chǎn)技術(shù)①采用抗除草劑的不育系A(chǔ)和相應(yīng)的抗除草劑的保持系B雜交繁殖雄性不育系A(chǔ)的種子；②將保持系B培育成對除草劑敏感致死的同型保持系B’，然后采用雄性不育系A(chǔ)和保持系B’雜交繁殖產(chǎn)生雄性不育系A(chǔ)’的種子，在繁殖田中當(dāng)保持系B’開花授粉后施用除草劑殺死其植株；③所收獲的雄性不育系A(chǔ)’的種子用于和恢復(fù)系制種生產(chǎn)雜交水稻種子。應(yīng)用對苯達(dá)松敏感致死的保持系就可以實施上述技術(shù)。應(yīng)用本項技術(shù)可以有效的根除不育系繁殖過程中的保持系種子機(jī)械混雜，簡化了繁殖田的種植方式，實行機(jī)械化收獲，從而提高不育系繁殖的勞動生產(chǎn)率，提高雜交水稻種子的純度，提高種子的收獲質(zhì)量。
文檔編號A01H1/02GKCN1429478SQ01138368
公開日2003年7月16日 申請日期2001年12月29日
發(fā)明者張集文 申請人:張集文導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan