一种构建水稻孢子体－配子体双重不育系的新方法

摘要

本发明涉及一种构建水稻孢子体—配子体双重不育系的新方法。它是利用水稻中的属于孢子体不育的光、温敏核不育系和属于配子体不育的细胞质不育系的两种雄性不育材料，来构建既带有孢子体不育基因、又带有配子体不育基因的双重不育系。这种方法从理论上突破了不能将孢子体不育和配子体不育集于一体的难题，从应用上来讲，两种不育性可以互补，有效解决了温度敏感型核不育系受温度影响容易出现育性波动(俗称“打摆子”)和配子体不育系育性败育不彻底的问题。大大降低由于育性败育不彻底所造成的制种风险，提高杂交水稻制种的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及杂交水稻的培育的方法，特别是一种构建水稻孢子体-配子体双重不育系的新方法。

背景技术

植物雄性不育是一种植物在有性繁殖过程中不能产生正常的花药、花粉或雄配子的遗传现象，它广泛存在于开花植物中。水稻是自花授粉作物，它的繁殖是通过自身的花粉对雌配子授粉来完成的。但是在杂交水稻的生产中，必需用遗传上差异比较大的亲本交配(即不能是自花授粉)才有可能得到优势强(产量高)的杂交种。因此又必须在制种时采取有效的措施防止自花授粉。雄性不育材料的发现和利用为水稻杂种优势利用提供了有效的技术保证。因为它可以有效地防止用作母本的水稻品种进行自花授粉，保证其与父本进行杂交。这是杂交水稻得以取得成功的关键因素。

按世代交替可以把雄性不育划分为孢子体不育和配子体不育两种类型。孢子体不育的不育性决定于植株的基因型，只要植株的基因型为不育，它所产生的所有花粉都是不育的。配子体不育的不育性决定于雄配子(花粉)的基因型，只有本身带有不育基因的雄配子(花粉)才是不育的。这两者看起来是一对矛盾，无法将两者统一在同一个个体中。因此从未有人尝试过培育既带有孢子体不育基因、又带有配子体不育基因的双重不育系。也无人从方法上对其进行研究。

发明内容

本发明提出一种利用水稻中的属于孢子体不育的光温敏感型核不育系和属于配子体不育的细胞质不育系的两种雄性不育材料，来构建既带有孢子体不育基因、又带有配子体不育基因的双重不育系的杂交水稻的培育方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

a.先把保持系通过连续回交转育成带有配子体不育基因的两系不育系N(rfrf ss)。用光、温敏核不育系作母本与配子体不育的保持系杂交，F1自交得到F2，在F2中选光温敏不育单株与保持系回交得到BC1，BC1自交得到BC1F2，在BC1F2中选光温敏不育单株与保持系回交得到BC2，BC2自交得到BC2F2，在BC2F2中选光温敏不育单株与保持系回交得到BC3，...，重复上述“自交-回交-自交-回交”的过程，经过4-8轮回交，得到BC4-8，BC4-8自交得到BC4-8F2，在BC4-8F2中选择的光温敏不育单株即为带有配子体不育基因的两系不育系，该两系不育系在长日、高温条件下表现为雄性不育，可作为不育系使用，在短日、低温条件下又表现为雄性可育，对配子体型细胞质不育系具有保持作用，这里暂且称其为“新保持系”，它除了具有光温敏不育特性以外，与原保持系基本没有区别。

b.用配子体型细胞质雄性不育系S(rfrf SS)作母本与“新保持系”杂交，F1再与“新保持系”回交，在回交一代群体中选单株作母本与带有配子体不育恢复基因的光、温敏核不育系成对测交，在长日条件下对测交后代的育性进行考察，其测交后代在长日条件下没有育性分离的单株，就是既带有孢子体不育基因、又带有配子体不育基因的双重不育系。

技术路线：

1、将保持系通过连续回交转育成两系不育系：

光温敏核不育系×保持系→F1→(自交)F2→选光温敏不育单株×保持系→BC1→(自交)BC1F2→选光温敏不育单株×保持系→BC2→(自交)BC2F2→选光温敏不育单株×保持系→BC3→(自交)→BC3F2→选光温敏不育单株×保持系→BC4→(自交)BC4F2→选光温敏不育单株×保持系→BC5→(自交)BC5F2→选光温敏不育单株×保持系→BC6→(自交)BC6F2→  在长日条件下对BC6F2群体进行育性鉴定，具有光温敏不育特性的单株即为新保持系。

2、双重不育系的选育：

配子体不育系×新保持系→F1→(与新保持系回交)BC1→选单株与带有配子体不育恢复基因的光、温敏核不育系成对测交→测交后代→在长日条件下对测交后代的育性进行考察，其测交后代在长日条件下没有育性分离的单株，就是既带有孢子体不育基因、又带有配子体不育基因的双重不育系。

本发明的优点

本发明所述的双重不育系，在长日、高温条件下其孢子体不育和配子体不育性可以相互补充，使育性败育更加彻底，大大降低由于育性败育不彻底所造成的制种风险，提高杂交水稻制种的安全性。

本发明所述的双重不育系，同时带有孢子体不育基因和配子体不育基因，在长日、高温条件下两者都会表达，而在短日、低温条件下只有配子体不育基因对不育性起作用，因而是研究孢子体不育基因和配子体不育基因的相互作用的理想材料。

这种方法从理论上突破了不能将孢子体不育和配子体不育集于一体的难题，从应用上来讲，两种不育性可以互补，有效解决了温度敏感型核不育系受温度影响容易出现育性波动(俗称“打摆子”)和配子体不育系育性败育不彻底的问题。因此这种材料的育成，对于在同样的遗传背景中对两种不同类型的雄性不育性进行育性机理研究和杂交水稻的实际应用都是有重要意义的。

具体实施方式：

下面以实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：以光、温敏核不育系香125S(孢子体不育)作母本，以配子体型细胞质不育系粤泰A的保持系粤泰B作父本，杂交得到F1，F1自交得到F2，在F2中选光温敏不育单株与粤泰B回交得到BC1，BC1自交得到BC1F2，在BC1F2中选光温敏不育单株与粤泰B回交得到BC2，BC2自交得到BC2F2，在BC2F2中选光温敏不育单株与粤泰B回交得到BC3，...，重复上述“自交-回交-自交-回交”的过程，经过4轮回交，得到BC4，BC4自交得到BC4F2，在BC4F2中选择的光温敏不育单株即为带有配子体不育基因的两系不育系，记为粤泰Bs。用粤泰A作母本与粤泰Bs杂交，F1再与粤泰Bs回交，在回交一代群体中选单株作母本与光、温敏核不育系9802s(带有粤泰A的恢复基因)成对测交，在长日、高温条件下对测交后代的育性进行考察，其测交后代在长日、高温条件下没有育性分离的单株，就是既带有孢子体不育基因、又带有配子体不育基因的双重不育系，记为粤泰As。

实施例2：以光、温敏核不育系株1S(孢子体不育)作母本，以配子体型细胞质不育系丛广41A的保持系丛广41B作父本，杂交得到F1，F1自交得到F2，在F2中选光温敏不育单株与丛广41B回交得到BC1，BC1自交得到BC1F2，在BC1F2中选光温敏不育单株与丛广41B回交得到BC2，BC2自交得到BC2F2，在BC2F2中选光温敏不育单株与丛广41B回交得到BC3，...，重复上述“自交-回交-自交-回交”的过程，经过8轮回交，得到BC8，BC8自交得到BC8F2，在BC8F2中选择的光温敏不育单株即为带有配子体不育基因的两系不育系，记为丛广41Bs。用丛广41A作母本与丛广41bs杂交，F1再与丛广41Bs回交，在回交一代群体中选单株作母本与籼型光敏核不育系1103s(带有丛广41A的恢复基因)成对测交，在长日、高温条件下对测交后代的育性进行考察，其测交后代在长日、高温条件下没有育性分离的单株，就是既带有孢子体不育基因、又带有配子体不育基因的双重不育系，记为丛广41As。