[发明专利]通过籽粒小型化改良不育系提高杂交稻制种效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种杂交稻的制种方法，尤其涉及一种通过籽粒小型化改良 不育系提高杂交稻制种效率的方法。

背景技术

植物杂种优势具有普遍性，这种优势能否被有效利用，很大程度上取决 于生产杂交种即制种的成本是否低廉，使用者能否有购买能力。杂交水稻在 我国成功推广利用已有30多年，为求得更高的杂交水稻产量潜力，提高稻谷 籽粒的粒重是目前被较多采用的手段之一，但这也同时导致了稻农用种量(重 量)的增加而投入更多用于购种的成本。

一种通过r-射线诱变获得的小粒突变体(ZH-sg)，它受单一隐性基因(sg) 控制，sg基因对植株高度、分蘖能力、小穗育性、籽粒形状等不产生任何连 带影响。由于小粒特性受单一隐性基因控制，用该突变材料改良成不育系后 生产出的F1杂交种是小粒的，因为杂交种受母体即不育系的基因型控制， 销售给稻农种植F1杂交稻生产出的稻谷(F2籽粒)是正常的粒型，从而不 影响稻农种植杂交稻的产量以及收益。

该突变特性可以通过有性杂交，将小粒基因sg导入任何不同的材料中。 若将小粒特性通过杂交以及回交导入三系不育系、二系不育系或其他形式的 不育系中，可以提高杂交稻的制种效率。这种小粒在常规稻育种中用于产量 潜力的改良是不宜的，但用于杂交稻不育系的改良是完全可行的。

发明内容

本发明针对现有技术中籽粒大，导致种植效率低、成本大等问题，提供 一种通过籽粒小型化改良不育系提高杂交稻制种效率的方法，此方法通过有 性杂交，将小粒突变基因sg转导入不育系，仅使不育系自身的籽粒变小，而 不改变杂交稻生产出的稻谷的籽粒大小，从而减少制种面积提高土地利用效 率，减少稻农购种的成本增加稻农的收益。

农作物杂种优势的利用，必须是以可廉价获得F1杂交种为前提，使用 者购买杂交种后种植杂交稻方能获得产量和收益。所谓杂交种是2个遗传稳 定、基因型不同的亲本，进行有性杂交所产生的种子(杂交种F1)。

稻农购买杂交种，计量单位为公斤(kg)，而实质上是满足一定面积种植 的杂交种的颗粒数。同样是1000粒种子，每粒种子的重量不同，最终总重量 是不同的。如果杂交种的籽粒是小粒的，而生产出的杂交稻谷是大粒的(或 正常粒型的)，从某种程度上说就可以提高效率和效益。

本发明设想通过有性杂交，将小粒突变基因sg转导入不育系，仅使不育 系自身的籽粒变小，而不改变杂交稻生产出的稻谷的籽粒大小。如此，或可 减少制种面积提高土地利用效率，或可减少稻农购种的成本增加稻农的收益。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实施的：

本发明为通过籽粒小型化改良不育系提高杂交稻制种效率的方法，其步 骤包括：

A)以含小粒基因sg突变体杂交稻为供体亲本，与三系不育保持系杂交 稻、二系不育系杂交稻或其他类型不育系杂交稻受体亲本杂交，得到 杂种F1，种植杂种F1，得到F2世代，当代F2世代植株上结出的种 子千粒重表现为三系不育保持系杂交稻、二系不育系杂交稻或其他类 型不育系杂交稻水平时，在F2世代分离有1/4的个体携带有小粒基 因sg，带sg基因的个体种植成F3世代仍为小粒；含小粒基因sg突变 体杂交稻为水稻(Oryza sativa)的ZH-sg(中花11小粒突变体)，于 2008年11月07日保藏于CGMCC，保藏编号No.2741；

B)在F2世代选择形态似受体亲本而携带小粒基因sg的个体，与受体亲 本回交或可如A步骤程序执行回交，在一次回交BC1F2世代或二次 回交BC2F2世代依然可以分离出1/4的小粒个体的情况下，选择形 态基本像受体亲本而籽粒变小的个体，即携带sg基因的个体，经5～ 7个世代的选择即可稳定获得携带突变基因sg的保持系或不育系。

作为优选，携带小粒基因sg的杂交稻籽粒，其千粒重为19～21克， 比一般不育系的千粒重小25％～45％。籽粒大小正常的杂交稻谷三系不育 保持系、二系不育系或其他类型不育系受体亲本其平均千粒重为25～30 克。如图1所示。

作为优选，在选择过程中，可以籍分子标记技术对分离出的携带sg基因 的个体进行受体亲本的背景选择，选择时以受体亲本的基因型为借鉴进行分 子标记辅助选择。最终选获的携带sg基因的保持系或不育系的每穗粒数明显 超过受体亲本，以补偿籽粒的小型化并平衡产量水平。