[发明专利]杂交水稻制种方法

说明书

本发明涉及水稻杂交的制种方法，特别是通过化学杀雄方法和基因导入技术相结合，生产高纯度两系杂交水稻种子的方法。

农作物的杂种优势已确信无疑了，而杂种优势的利用与其制种技术紧密相关。制种方法的难易，杂交种子的纯度都直接决定了杂种优势能否在生产上推广应用。水稻三系杂交制种方法较为繁锁，而水稻两系杂交制种虽然能简化制种程序，但制种纯度偏低，至今推广应用存在较大风险。水稻化学杀雄用于杂交水稻能充分利用杂种优势，但至今还没有筛选到一个可供杂交水稻制种使用的理想的化学杀雄剂。其原因在于化学杀雄不彻底。譬如，用一种杀雄率为80％的化学杀雄剂处理水稻母本植株，只能将母本植株雄粉的80％杀死，再授以水稻父本植株的雄粉，进行杂交，由于母本植株20％的雄粉未被杀死而自交结实形成所谓假杂种，使实际杂交的纯度只达到80％。就目前报道的资料表明，水稻经化学杀雄，杂交制种其纯度最高只能达到82-90％左右，这样的纯度在杂交水稻生产中无法采用。

本发明的目的在于为利用水稻化学杀雄的有益特性，并克服其杀雄不彻底的缺陷，提供一种杂交纯度高的杂交水稻制种方法。

本发明杂交水稻制种方法的技术解决方案包括选取水稻母本品种和父本品种，培育水稻母本植株和父本植株，并用化学杀雄剂对母本植株作杀雄处理，其特征是：

①将抗除草剂基因导入所述父本植株的未成熟胚，经选育，得到具有抗除草剂特性的水稻父本植株，供杂交用；

②在所述的母本植株抽穗开花期授以所述的具有抗除草剂特性的父本植株花粉，进行杂交，经杂交的水稻成熟后收获，得异交/自交混合稻种籽；

③将所述的混合稻种籽播种、育苗，在秧苗生长期施以除草剂，杀死秧苗中的自交稻苗，将成活的异交稻苗培植成熟后收获，获得杂交水稻品种。

下面对本发明的技术解决方案作进一步说明：

①选取水稻母本和父本品种根据双亲的综合性状较好，且有突出的互补优点，能改善或提高杂种优势，并根据双亲有较强的生态适应性，具广亲和性等育种目标，试配杂交组合，从中寻找出杂交后优势最强的杂交组合，作为供试父、母本品种。

②化学杀雄处理水稻母本植株  目前主要使用的有“化杀1号”即甲基砷酸锌(CH₃ASO₃Zn·H₂O)、“化杀2号”即甲基砷酸钠(CH₃ASO₃Na₂)和“化杀3号”(尚未公开而未知其分子式)化学杀雄剂。杀雄处理母本植株的合适时期为花粉母细胞减数分裂期至花粉内含物充实期。若从稻株外部形态判断，则以剑叶伸展过程的外部形态、特征为指标，即母本稻株有效杀雄期始于“叶半开”或“叶枕平”，终止于“苞裂口”或“苞露白”时期。有效杀雄期5-7天，但也因品种不同而异，最佳杀雄天数为1-3天。为便于掌握，一般在母本稻株抽穗前15天喷施即可。喷施杀雄过早，常引起包颈、闲颖、花期推迟，过迟则杀雄不彻底。化学杀雄所用药剂浓度控制在0.015-0.02％(V/V)为合适，每亩喷施该浓度药剂150-200公斤。

③抗除草剂基因导入水稻父本植株应用基因枪转化法将抗除草剂基因导入父本植株未成熟胚经抗性愈伤组织的筛选和植株再生，再经过一系列选育，最终得到既保持原父本稻种特性又具有抗除草剂特性的父本稻株，供配制杂交组合用。

④杂交、排除自交种及化学杀雄制种纯度测定在所述的经化学杀雄处理的母本稻株抽穗开花期授以所述的带有抗除草剂基因的父本稻株雄性花粉，杂交成熟收获。收获的稻种，除含有异交稻种外，还含有母本稻株因杀雄不彻底而自交结实的自交稻种，是一种异交/自交混合稻种。将该混合稻种播种秧田，待长至4叶期，喷施以除草剂，此后，凡自交稻种育成的稻苗均被除草剂杀死，而异交稻种育成的稻苗，由于具有抗除草剂特性而不被除草剂杀死，安然无恙地成活。将成活稻苗移植至大田或温室，培育成熟后收获，得到杂交纯度100％的水稻种籽。该稻种具有强的杂种优势。统计试种的总稻株、成活稻株和被除草剂死稻株的数目，容易求得化学杀雄制种百分纯度。