[发明专利]非洲栽培稻细胞质雄性不育系的选育方法

说明书

技术领域

本发明属于杂交水稻遗传育种领域，更具体涉及一种非洲栽培稻细胞质雄性不育系的选育方法，通过两个栽培稻种间远缘杂交和核置换回交获得新细胞质雄性不育系。

背景技术

细胞质雄性不育被广泛应用于商业化作物杂交种子生产。然而，在生产上长期大面积应用相同细胞质的杂交种有可能导致病害的爆发，例如1970年美国大面积推广T型细胞质雄性不育系配制的杂交玉米，由于玉蜀黍平脐蠕孢菌（Helminthosporium maydis）T小种的专化性侵染而造成玉米小斑病大流行。因此各种主要农作物细胞质雄性不育系的细胞质来源多样化研究一直受到广泛重视。中国籼型三系杂交稻大面积利用野败型不育细胞质历史长达30余年，近年在生产上虽逐渐增加了新资源细胞质雄性不育系的应用，但籼型三系杂交稻中野败型杂交稻的面积仍最大。长期大面积种植同一类型细胞质的杂交稻存在巨大的潜在风险，因此研究利用新遗传类型的细胞质雄性不育一直受到广泛重视。

目前生产上利用的水稻细胞质雄性不育系统的细胞质来源包括两个物种，即普通野生稻（Oryza rufipogon）和普通栽培稻（Oryza sativa）。前者如野败型、矮败型、红莲型等，是以普通野生稻为母本与普通栽培稻品种杂交和核置换回交育成的不育系，例如以野生稻雄性不育株为母本，早籼品种珍汕97为父本，进行杂交和核置换回交育成的珍汕97A等野败型不育系，其不育细胞质来源于普通野生稻；后者如冈型、D型、印尼水田谷型、K型、BT型等，是以普通栽培稻籼稻或粳稻为母本与籼稻或粳稻父本进行杂交和核置换回交育成不育系，例如以原产西非的普通栽培稻籼型品种冈比亚卡为母本，中国矮秆籼稻为父本，经过杂交、复交和核置换回交育成冈型朝阳1号A等冈型不育系，其不育细胞质来源于普通栽培稻。

普通栽培稻和非洲栽培稻（Oryza glaberrima）是水稻仅有的两个栽培种，目前全球范围（包括非洲）水稻生产主要是普通栽培稻品种，而非洲栽培稻仅在其原产地西非尚有零星种植。非洲栽培稻有许多特异的优良性状，如耐旱、与杂草竞争力强等。西非水稻研究所通过两个栽培稻的中间杂交培育出非洲新稻（NERICA），国内外还有一些利用非洲栽培稻进行水稻性状遗传改良的研究，如试图将非洲栽培稻的长柱头、抗病性和杂草竞争力等性状的基因导入普通栽培稻。迄今尚无育成遗传稳定的非洲栽培稻细胞质雄性不育系的报道。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种非洲栽培稻细胞质雄性不育系的选育方法，增加三系杂交水稻的雄性不育细胞质来源的多样性，使细胞质来源由两个物种增加到三个物种，有利于进一步扩大三系杂交水稻的细胞质遗传多样性，避免大规模种植单一细胞质的杂交种爆发专化性侵染病害的潜在风险。非洲稻细胞质雄性不育系的选育方法与一般细胞质雄性不育系选育的主要不同之处在于，该方法需要利用非洲栽培稻种质资源为细胞质供体，需要克服种间远缘杂交的生殖障碍，同时由于两个物种之间存在核基因控制的不亲和性，低世代（B₅F₁代以前）的不育株系测交难于找到恢复系。本发明选育的非洲栽培稻细胞质不育系的花粉败育彻底、雄性不育性稳定、开花习性好、可恢复性好，适用于三系杂交水稻的种子生产。

本发明通过以下技术方案得以实现：

本发明的技术方法以非洲栽培稻为细胞质供体，通过两个栽培稻种之间的种间杂交和核置换回交育成具有非洲栽培稻细胞质的籼型雄性不育系，如非金A和非中A等，使水稻细胞质雄性不育系及三系杂交稻的不育细胞质来源由原有的两个物种增加到三个物种，进一步丰富了细胞质遗传多样性，有利于避免专化性侵染病害爆发的潜在风险。

非洲栽培稻细胞质雄性不育系的选育方法，首先以热带地区（纬度18°32′11″N以南，年平均温度25℃左右）短日照季节抽穗的非洲栽培稻为母本人工去雄，以同期抽穗的籼稻品种为父本饱和授粉，获得发育不完全的杂交种子；继后在热带地区短日照季节种植感光性强的种间F₁代植株保障正常抽穗，再以雄性不育的种间F₁为母本，选择籼稻品种为父本（轮回亲本）进行回交，此后在温带地区（纬度30°28′17″N左右，年平均温度16℃左右）和热带地区穿梭育种，经连续多代单株选择和核置换回交至B₈F₁代以上，获得遗传稳定的非洲栽培稻细胞质雄性不育系。

一种非洲栽培稻细胞质雄性不育系的选育方法，其步骤如下：