[发明专利]非洲栽培稻基因渗入恢复系和部分种间杂交水稻选育方法

说明书

技术领域

本发明属于作物杂种优势利用的技术领域，更具体涉及一种利用非洲栽培稻与普通栽培稻籼稻进行种间杂交和复(回)交选育具有非洲稻基因的基因渗入恢复系，并以该基因渗入恢复系为父本选配新型部分种间杂交稻的方法。

背景技术

杂种优势（Heterosis）这一现象最早由Shull于1908年提出，用以描述遗传基础不同的两个亲本间杂交产生的杂种F₁在某些性状上或综合表现上较双亲表现优秀的现象。杂种优势主要表现在生长势和营养体、抗逆性和适应性、生理功能、产量因素、品质和生化表现等方面。它在各类作物遗传育种中均具有非常重要的地位。德国植物学家Koeireuter研究在对烟草等植物的研究中描述了杂种优势的存在。盖特纳、达尔文（1877）和孟德尔（1866）在各自的试验中也都证实了杂种优势的存在。

Jones（1926）最早报道了水稻中存在杂种优势。随后，印度，日本，美国，中国等国的科学家开始投入水稻杂种优势的研究与利用。袁隆平等1964年开始在我国进行水稻杂种优势利用研究，1973年我国实现了籼型杂交稻的三系配套，1975年实现了粳稻的三系配套，1976年杂交水稻在生产上实现了大面积推广，迄今生产上推广利用的杂交水稻品种主要是籼稻品种间杂交稻，粳稻品种间杂交稻也有一定面积。80年代以后，水稻籼粳亚种间杂种优势的利用研究受到重视，近年推广的超高产籼稻杂交稻品种中，有些品种的亲本之一有粳稻亲缘或具有粳稻基因，可视为部分亚种间杂交稻。

水稻杂种优势利用可分为三个发展阶段，即品种间杂种优势利用，亚种间杂种优势利用及远缘杂种优势利用（杨守仁，1996）。我国目前杂种优势利用仍处于前二个发展阶段，其中第一个发展阶段，即籼稻或粳稻品种间杂种优势利用的技术已经成熟；第二个发展阶段，即籼粳亚种间杂种优势利用，由于广亲和基因的研究利用也取得了长足进步；而对于第三个发展阶段，即远缘杂种优势利用，迄今开展的具体研究很少，此前尚无人提出系统的远缘杂交稻育种途径和方法。

稻属（Oryza）包括23个物种，其中两个为栽培种，即普通（亚洲）栽培稻（Oryza sativa）和非洲栽培稻（Oryza glaberrima），两个栽培稻种分别在亚洲和非洲地区由不同的野生稻祖先种驯化起源，均具有AA染色体组。目前全球范围内种植的水稻主要是普通栽培稻，包括籼稻和粳稻两个亚种。在普通栽培稻1000多年前由亚洲引种到非洲后，非洲稻的原始种植区域逐步被更高产的普通栽培稻品种取代，并衍生发展出大量普通栽培稻的非洲地方品种。目前非洲栽培稻仅作为旱稻有零星种植，非洲栽培稻具有较强的抗逆性。育种学家期望把非洲栽培稻的优良性状引入普通栽培稻进行水稻遗传改良，但普通栽培稻与非洲栽培稻间存在生殖隔离，种间杂交困难且F1代表现为雄性不育。20世纪90年代,西非水稻发展协会(WARDA)的Monty Jones等利用胚拯救技术获得种间杂交F1种子,再与普通栽培稻品种进行回（复）交，由其后代选育成稳定的新型纯系品种,命名为非洲新稻（NERICA），在非洲推广应用。徐鹏等（2005）研究表明通过两次回交,再自交2-3代,种间杂种不育的障碍基本可得到克服,并可引入非洲栽培稻的有利基因，并通过该法成功将非洲稻基因引入云南粳稻。也有研究表明利用同源四倍体水稻为桥梁，更容易将非洲栽培稻的遗传物质引入普通栽培稻（梁芳等，2004）。上述研究的目的均是通过种间杂交导入非洲栽培稻的有利基因进行普通栽培稻常规品种的遗传改良。

胡凤益等（2002）报道了两个栽培稻种间杂种具有较强的营养生长优势，普通栽培稻籼稻与非洲栽培稻种间杂交比籼粳亚种间杂交显著提高分蘖期的单株干重及单株茎蘖数，而粳稻与非洲栽培稻种间杂交是除籼粳杂交外的另一条增加生物产量的重要途径。由于种间杂种的高度不育，此前尚无关于两个栽培稻种间杂种谷物产量优势的研究报道。发明人的研究团队最近首先报道了利用具有非洲稻基因的基因渗入恢复系选配的几个部分种间杂交稻组合具有产量潜力（单穗谷重）的超亲优势（Adedze Y.M.Nevame,etc.,2012）。

发明内容