[发明专利]利用核质互作型雄性不育系的次要恢复基因进行杂交作物育种的方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物育种领域，具体地，本发明涉及一种利用核质互作型雄性不育系的次要恢复基因进行杂交作物育种的方法。

背景技术

人们早已发现各主要农作物的杂种优势现象，并且将其广泛用于玉米、高粱、水稻、油菜等农作物生产实际中。现有农作物杂种优势的利用方式有较多缺陷，选育实用的优良组合难度大，影响了杂种优势潜力的发挥。主要作物中小麦，棉花，大麦，大豆等几乎还没有利用杂种优势。提高配合力，降低种子生产成本，提高强优组合的选育效率，是农作物杂种优势利用研究的发展方向。

三系法是利用杂种优势的重要途径。杂交制种中的三系包括：核质互作型雄性不育系，保持系和恢复系。在自然界中核质互作雄性不育类型非常丰富，植物进化过程中由于生殖隔离等原因，种间，亚种间，甚至品种间杂交等都能产生细胞质核互作雄性不育。一般来说，质的提供亲本和核的提供亲本遗传距离小的不育细胞质，难找到保持系，它们的不育系大多败育不彻底，难以得到利用。质的提供亲本和核的提供亲本遗传距离大的不育细胞质，易找到完全不育保持系，但一般难以恢复，配组欠自由。有很多不育细胞质由于难找到完全恢复系，不能配出结实正常组合，没能得到利用。如普通小麦T型核质互作型雄性不育系，尽管它们败育彻底，不育系容易选育。

影响核质互作型雄性不育性育性恢复的基因有主效恢复基因和次要恢复基因。水稻野败核质互作型雄性不育系的主效恢复基因有两个，T S Bharaj将它们定位于水稻第7和第10染色体上。恢复系中，主效基因和次要恢复基因共同作用能够使核质互作型雄性不育系育性恢复为可育。缺乏次要恢复基因或者次要恢复基因作用弱的恢复系的育性恢复能力差。

核质互作型雄性不育系是目前水稻杂种优势利用的主要遗传工具。所配杂交水稻在中国种植面积接近水稻种植面积的50％。对水稻核质互作型雄性不育系的基本要求是：不育性稳定，败育彻底，受环境条件影响小，花粉不育度＞99.5％；开花习性良好，柱头大而外露，张颖角度大、时间长，花时集中；一般配合力强；株叶型好，抗性和米质好。目前可利用的优良的水稻核质互作型雄性不育系有限，不育系间遗传差异小，类型相似。难以将存在于各种水稻核质互作型雄性不育系中的优良性状综合在一起，导致现有优良杂交水稻组合的产量，适应性、抗病虫性、稻米品质等不能满足各地对水稻生产的不同要求。高产优质的杂交粳稻组合和适合长江流域作双季早稻的早中熟组合较缺乏。

核质互作型雄性不育导致不育系开花习性变差，花时推迟，许多不开颖、时间分散，花时不集中，柱头活力下降。败育程度越高，则开花习性越差，而且更难恢复。败育不彻底的不育系开花习性影响较小，一般表现开花较早，花时集中，开颖好，相对容易恢复。生产上，败育不彻底的核质互作型雄性不育系II-32A、协青早A、川香29A等都具有优良的开花习性。协调不育系不育稳定性、开花习性、和可恢复性是水稻核质互作型雄性不育系选育的一个主要问题。

生产上一个优良核质互作型雄性不育系由于繁殖面积大，其保持系容易流失，育种单位的知识产权难以保护，不育系繁殖的保密工作也非常重要。

我们的在研究中发现，水稻野败核质互作型雄性不育系做母本与恢复系杂交，后代中的完全可育株系的育性恢复能力一般仅表现为部分恢复，或者完全无恢复能力，这种“同质恢法”选育恢复系效果不佳；某些与水稻野败核质互作型雄性不育系杂交产生完全不育F₁的亲本，并不是保持系，用这种传统的鉴定保持系的方法是不准确的，将这些亲本的细胞核完全回交到不育细胞质中，后代表现为完全雄性可育。我们进一步发现上述现象是由于许多次要恢复基因的遗传表现隐性、不完全隐性；次要恢复基因在纯合状态下的效应高于杂合状态下的效应的结果。杂合的次要恢复基因可能不表达或者对提高花粉可育度作用很小；纯合的次要恢复基因具有显著提高花粉可育度的作用。

发明内容

本发明的发明人为了解决目前杂种优势利用中存在的核质互作型雄性不育系可恢复性欠佳，异交习性欠理想，杂交种花粉可育度较低以及结实受环境影响较大，和不育系的保密问题而提出并完成本发明。

本发明的目的是提供一种利用核质互作型雄性不育系的次要恢复基因进行杂交作物育种的方法。

根据本发明的利用核质互作型雄性不育系的次要恢复基因进行杂交作物育种方法包括以下步骤：

1)选取核质互作型雄性不育系A、其保持系B、和恢复系R；

2)制备保持系B的具有次要恢复基因的近等基因系B’；

3)A与B’杂交，并鉴定出完全雄性不育的A/B’F₁；