專(zhuān)利名稱(chēng)：篩選和利用水稻雄性不育系的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種獲得及利用水稻雄性不育系的方法。
雜交水稻三系法制種技術(shù)及其應(yīng)用，在中國(guó)和世界各稻產(chǎn)區(qū)已廣為傳播并已取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。1964年中國(guó)袁隆平在洞庭早秈品種中發(fā)現(xiàn)了敗育型雄性不育株，揭開(kāi)了雜交水稻研究的序幕。1966年日本新城長(zhǎng)有通過(guò)秈、粳雜交育成了BT型不育系并于1968年實(shí)現(xiàn)了三系配套，但未能投入實(shí)際應(yīng)用。1970年以袁隆平為首的中國(guó)水稻育種家們，在海南島的野生稻中發(fā)現(xiàn)自然野生不育株，并育成著名的野敗型不育系，進(jìn)而于1973年實(shí)現(xiàn)了秈稻的三系配套，接著粳稻也實(shí)現(xiàn)了三系配套。自1973年以后的10年中，中國(guó)又先后育成了眾多的不育系、并均實(shí)現(xiàn)了三系配套。雜交水稻三系法在中國(guó)的推廣及應(yīng)用，取得了舉世矚目的成就。這里所說(shuō)的“三系”，是指雄性不育系、雄性不育保持系與雄性不育恢復(fù)系，分別簡(jiǎn)稱(chēng)為不育系、保持系與恢復(fù)系。中國(guó)為發(fā)現(xiàn)不育系、篩選保持系與恢復(fù)系、選育強(qiáng)優(yōu)雜交組合，動(dòng)員了成千上萬(wàn)的科技工作者并花費(fèi)了10年的時(shí)間;同時(shí)三系法制種程序復(fù)雜、雜種一代種子產(chǎn)量低、種子成本高、價(jià)格昂貴。因而，改三系法為兩系法，成為近10年來(lái)水稻育種家們的重要研究課題。
1972年，中國(guó)湖北石明松從農(nóng)墾58品種中發(fā)現(xiàn)了光敏不育材料，從此開(kāi)始了兩系法的漫長(zhǎng)探索。目前在中國(guó)利用光敏溫敏不育系實(shí)現(xiàn)了兩系配套，并已在田間進(jìn)行了小規(guī)模的試驗(yàn)、示范性種植，尚不能投入大規(guī)模生產(chǎn)的實(shí)際應(yīng)用，這是因?yàn)檫@種光(溫)敏不育系的發(fā)現(xiàn)依賴(lài)于偶然的機(jī)遇，其不育性受制于溫度而無(wú)法穩(wěn)定。最近，袁隆平在“選育水稻光、溫敏核不育系的技術(shù)策略”一文(見(jiàn)《雜交水稻》1992(1)1-4)中提到“在前一階段的研究中，由于受到材料和條件的局限性，研究的深度和廣度不夠，特別是對(duì)光、溫條件導(dǎo)致育性轉(zhuǎn)換的規(guī)律認(rèn)識(shí)不全面，因而在實(shí)際選育不育系的過(guò)程中沒(méi)有正確的指導(dǎo)思想和技術(shù)路線(xiàn)，以致現(xiàn)有育成的光、溫敏不育系絕大多數(shù)并無(wú)實(shí)用價(jià)值。”因此，快速而高效率地篩選和利用穩(wěn)定的光敏型不育系已成為兩系法攻關(guān)的焦點(diǎn)。
本發(fā)明的目的就是為了提供一種快速有效的篩選水稻雄性不育系的方法，該類(lèi)不育系屬光敏型不育系，育性易于穩(wěn)定;本發(fā)明的另一目的是使篩選出的雄性不育系用于水稻兩系法雜交制種，使兩系法雜交種能盡早應(yīng)用于生產(chǎn)。
本項(xiàng)發(fā)明基于以下的理論(可稱(chēng)之為雄性不育的生態(tài)學(xué)說(shuō))(1)作物的生長(zhǎng)發(fā)育是有階段性的，通常可分為營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段與生殖生長(zhǎng)階段，每個(gè)階段所要求的光、溫基本條件不同。
(2)作物的雄性不育或可育，既受制于作物本身所固有的遺傳特性，又受制于通過(guò)生殖生長(zhǎng)階段所必需的光、溫條件。
(3)作物的雄性不育或可育，不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的，在一定的條件下是可以相互轉(zhuǎn)化的。作物通過(guò)生殖生長(zhǎng)階段所必需的光溫條件能得到滿(mǎn)足時(shí)，就可育;反之，就會(huì)出現(xiàn)生長(zhǎng)發(fā)育停滯或雄性不育的現(xiàn)象。
(4)作物雄器官的發(fā)育，特別是花粉較之作物的雌器官更易于受到外界光、溫條件變化的影響而敗育。
(5)光敏型不育系較之溫敏型不育系，其不育性能更穩(wěn)定，因而更有利用價(jià)值。這是因?yàn)槿臻L(zhǎng)的變化較之溫度的變化更穩(wěn)定，因而，從感光性強(qiáng)、對(duì)日長(zhǎng)反應(yīng)敏感的作物(或品種)中，較易找到光敏型不育材料。
基于以上理論，我們認(rèn)為，從晚稻中較易找到可供利用的光敏不育型材料，栽培水稻是從普通野生稻進(jìn)化而來(lái)的，早稻、中稻、晚稻的劃分，并非主要依據(jù)播種季節(jié)的早晚，而是主要依據(jù)其光溫特性。晚稻的光溫特性與野生稻更接近，因而晚稻是基本型，就秈稻、粳稻而言，秈稻的光溫特性更接近野生稻，因而秈稻是基本型。晚稻的感光性強(qiáng)，對(duì)日長(zhǎng)反應(yīng)敏感，是典型的短日照作物，因而最易找到長(zhǎng)日不育型材料。早稻對(duì)日長(zhǎng)反應(yīng)鈍感，其雄性不育多受制于溫度，因而利用價(jià)值低。中稻是介于晚稻與早稻之間的，就其光溫特性而言，遲熟中稻趨近于晚稻而早熟中稻則趨近于早稻。
本項(xiàng)發(fā)明的實(shí)質(zhì)就是利用晚稻(或遲熟中稻)對(duì)光照的敏感性，通過(guò)提早播種的方法，導(dǎo)致其雄性不育。從當(dāng)?shù)卦绲静シN季節(jié)開(kāi)始，每10天左右一批，或每月的上中下旬各播一批，播種供篩選的晚稻(或中稻)品種，發(fā)現(xiàn)，春季的日長(zhǎng)雖短，但溫度過(guò)低;而夏季的溫度雖高，但日長(zhǎng)較長(zhǎng)，都不能滿(mǎn)足其通過(guò)生殖生長(zhǎng)階段所必需的短日高溫的特殊要求，重者，生長(zhǎng)發(fā)育停滯，不能及時(shí)抽穗成熟;輕者，生長(zhǎng)發(fā)育正常而僅僅花粉敗育，這就是我們所需要的雄性不育系。篩選出合適的晚稻(或中稻)品種及其適宜的播種期后，就可按此播種期播種，并與花期能相遇的、用作父本的早稻(或中稻)品種相間定值，就可通過(guò)天然雜交而獲得雜種一代種子。如將篩選出來(lái)的晚稻(或中稻)按當(dāng)?shù)赝淼?或中稻)正常播種季節(jié)播種，則可自交結(jié)實(shí)而留種，這樣，同一個(gè)晚稻(或中稻)品種，就能集不育系與保持系于一身，從而達(dá)到了改三系法為兩系法的目的，使雜交水稻兩系法制種技術(shù)得以實(shí)施和造福于人類(lèi)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1)篩選材料來(lái)源廣泛，篩選方法簡(jiǎn)易可行，因而篩選速度快;(2)可以篩選到光敏型不育系，易于穩(wěn)定，因而效果好;(3)使兩系法制種更易于實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例在長(zhǎng)沙地區(qū)，3月下旬播種晚稻化育4號(hào)，并與同期播種的早稻湘早秈8號(hào)相間定植。至6月中旬，化育4號(hào)出穗且呈現(xiàn)雄性不育，部分穗套袋，因雄性不育而不能自交結(jié)實(shí);未套袋的穗，因接受湘早秈8號(hào)的花粉而異交結(jié)實(shí)，獲得了雜交一代種子。
權(quán)利要求
1.篩選水稻雄性不育系的方法，其特征在于，將在當(dāng)?shù)刈鳛橥淼净蛑械驹耘嗟乃酒贩N提前播種，從當(dāng)?shù)卦绲静シN季節(jié)開(kāi)始，分期分批播種，篩選雄性不育而雌器官正?？捎钠贩N及導(dǎo)致這種雄性不育的播種期。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的篩選水稻雄性不育系的方法，其特征在于，分期分批播種可以是每隔10天左右播種一批，或者每個(gè)月的上中下旬各播一批。
3.上述方法篩選的水稻雄性不育系的利用方法，其特征在于，它可用于水稻兩系法制種，即按當(dāng)?shù)赝淼净蛑械菊２シN期播種，可自交結(jié)實(shí)留種，起到保持系的作用;按篩選出來(lái)的播種期播種，則為雄性不育，可以和與其間種的父本早稻(或中稻)雜交結(jié)實(shí)而獲得雜交一代種子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種篩選及利用水稻雄性不育系的方法。通過(guò)分期分批提早播種晚稻(或中稻)的方法，可篩選出合適的不育系及其播種期，并與同期開(kāi)花的父本早稻(或中稻)異交而獲得雜種一代種子；而按正常的晚稻(或中稻)播種季節(jié)播種，則可自交結(jié)實(shí)留種。本發(fā)明使水稻兩系法雜交制種及其雜種優(yōu)勢(shì)利用更易于實(shí)施，而兩系法較之傳統(tǒng)的三系法更有其明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)A01H1/02GK1066558SQ9210693
公開(kāi)日1992年12月2日 申請(qǐng)日期1992年5月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月21日
發(fā)明者陳紹光 申請(qǐng)人:陳紹光