[发明专利]一种水稻核雄性不育保持系的回交转育方法

说明书

本发明涉及作物核雄性不育保持系创制领域，具体涉及一种水稻核雄性不育保持系的回交转育方法。所述回交转育方法以性状优良的水稻核雄性不育中间保持系材料作为母本，与具有优良性状的水稻种质作为父本进行杂交、多世代回交。在每一世代，结合分子标记和材料表型，对目标性状进行选择，即可获得与不同的轮回亲本具有相似或相同遗传背景的新核雄性不育保持系。该方法打破了目前只能通过转基因技术创制仅具有单一遗传背景的核雄性不育保持系的局面，使后代筛选到具有较多优异性状的核雄性不育保持系的概率大大提高，有利于大幅提升种质资源利用率和育种效率。

技术领域

本发明涉及作物核雄性不育保持系创制领域，具体涉及一种水稻核雄性不育保持系的回交转育方法。

背景技术

水稻是我国最主要的粮食作物之一，全国有超过一半的人口以稻米为主食。水稻三系不育系由于具有良好的不育育性稳定性，率先被育种家应用于杂交水稻育种，但其利用存在恢保关系的制约、配组不自由、不易筛选出强优势杂交组合等问题，进而难以实现种质资源的广泛利用(袁隆平.第三代杂交水稻初步研究成功.科学通报，2016，61(31)：3404)。

基于光温敏核不育的两系也有一些内在的问题，两系种子的繁殖和杂交种子的生产都需要严格的环境条件，而且都容易受到不可预测的环境变化的影响。此外，两系品系育性转换的临界温度在经过几代繁殖后，会逐代升高。育性转换临界温度性状受遗传背景的影响，显著增加培育新的、实用性的两系的难度和不确定性(Chen L,Lei D(2011)Thoughtsand practice on some problems about research and application of two-linehybrid rice.Chin J Rice Sci,18(2):79-85)。

核雄性不育是一种普遍存在的现象，目前已在多种植物中均有发现。我国水稻核雄性不育现象的最早报道为袁隆平先生于1966年发表的“水稻的雄性不孕性”。核雄性不育系具有诸多优点，如不育性稳定、配组自由，同时克服了三系不育系受恢保关系制约而配组不自由和两系不育系受光温条件影响而出现“打摆子”的缺点(袁隆平.第三代杂交水稻初步研究成功.科学通报，2016，61(31)：3404)，是水稻杂种优势利用的较为理想的基础材料，但核雄性不育系的批量繁殖难题限制了其生产应用。

1993年，比利时PLANT GENETIC SYSTEM公司提出可在纯合隐性核雄性不育植株中导入紧密连锁表达的三套元件-育性恢复基因、花粉致死基因和报告基因(如荧光蛋白基因)而获得雄性不育植株的保持系，进而实现不育系和保持系的繁殖。随后，Perez-Prat等(2002)进一步提出可以通过在纯合的雄性不育植株中导入连锁表达的两套元件，即育性恢复基因和用于筛选的报告基因，由此获得雄性不育植株的保持系；保持系与不育株杂交即可繁殖雄性不育系和保持系。2006年，美国杜邦先锋公司率先利用上述三元件技术思想，在玉米中实现了基于核雄性不育突变材料的种子生产技术，并正式将该技术命名为SPT(Seedproduction technology)技术。在杂交水稻育种中，袁隆平先生称之为“第3代杂交水稻育种技术”。

目前，国内已有两个研究团队采用基因工程技术分别获得了以黄华占、9311为遗传背景的核雄性不育保持系(Chang,et al.(2016)Construction of a male sterilitysystem for hybrid rice breeding and seed production using a nuclear malesterility gene.PNAS,113(49)14145-14150；Song,et al.(2020)A novel strategy forcreating a new system of third-generation hybrid rice technology using acytoplasmic sterility gene and a genic malesterile gene.Plant Biotechnol J.,https://doi.org/10.1111/pbi.13457)。

发明内容