[发明专利]一种利用雌性不育的杂交稻机械化制种方法

说明书

技术领域

本发明属于农业生物技术领域，公开了一种利用雌性不育的杂交稻机械化制种方法。

背景技术

我国杂交水稻的年种植面积约1600万hm2，种子生产面积约需15万hm2，每年需商品杂交种2.4亿kg左右。我国现行杂交水稻制种技术，自播种至收获主要依靠人工操作。父母本分期播种，多为先播父本，后播母本；父母本箱式分开栽插，母本多行，父本双行；收获时父母本分开收割，或者授粉后成熟前割掉父本。整个制种过程工序繁杂，难以实现机械化，需要足够的劳动力做保证，只适宜在劳动密集型的农村推广应用，大型农场因缺少足够的劳动力而不能制种。而且，由于父本的因素，减少了制种产量。随着城镇化、工业化、农业产业化和农村土地流转政策的逐步实施，农村人口将进一步减少，现行劳动密集型、精耕细作型的制种技术已阻碍了杂交水稻种子生产的发展。因此，杂交水稻机械化制种技术研究迫在眉睫。

已有不少研究者作了各种尝试开展杂交稻机械化制种。有研究者提出用谷壳颜色区别水稻不育系和恢复系种子，具体做法是将正常谷壳色的水稻不育系种子与非正常谷壳色的水稻恢复系种子机械混播，成熟后经机械混收，再用色选机分选，获得杂交种;有研究者提出用飞机将花粉喷施在母本田块里进行制种;也有研究者提出利用父、母本粒型的较大悬殊，用粒选机分选;还有研究者提出用半机械化操作的方法，即直播母本，人工栽插和收割父本，最后机械收割母本等方法；还有研究者利用水稻对除草剂苯达松的敏感特性进行杂交水稻机械化制种。然而上述多种方法均存在诸多缺陷而不能从根本上实现杂交水稻机械化制种，目前在生产上也未见大规模商业化应用。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种利用雌性不育的杂交稻机械化制种方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

所述利用雌性不育的杂交稻机械化制种方法，包括如下步骤：

（1）将水稻雌性可育基因、水稻花粉致死基因和荧光筛选标记基因插入水稻表达载体；

（2）将步骤（1）所制备的水稻表达载体导入雌性不育水稻，得到杂合的转基因水稻；

（3）将步骤（2）所获得的杂合的转基因水稻或者利用步骤（2）所获得的转基因水稻进行转育而成的杂合转基因，进行自交，通过光电分选法对自交后得到的种子进行分选，筛选出不具有红色荧光的种子，即为纯合的雌性不育水稻种子，将该纯合的雌性不育水稻种子用于杂交稻机械化制种；筛选出的具红色荧光的种子即为转基因种子，将该转基因种子继续用于雌性不育水稻的繁殖，即，继续进行杂合不育系自交，然后按前述步骤进行光电分选，选出纯合的雌性不育水稻种子，如此循环。

其中，步骤（1）所述水稻雌性可育基因为野生型PTB1基因或雌性不育水稻sfs1的野生型雌性可育基因；所述雌性不育水稻sfs1的野生型雌性可育基因序列如SEQ ID NO.1；所示野生型PTB1基因序列如SEQ ID NO.2所示。

步骤（2）所述雌性不育水稻包括雌性不育水稻sfs1（该不育系已被申请号为201210096970.7的发明专利公开），携带雌性不育基因PTB1（野生型PTB1基因已被申请号为201010194553.7的发明专利公开，所述雌性不育基因PTB1即为野生型PTB1基因发生任何缺失、插入、替换等修饰后产生的不育基因）的雌性不育水稻；所述雌性不育水稻sfs1的野生型雌性可育基因序列如SEQ ID NO.1所示，所述野生型PTB1基因序列如SEQ ID NO.2所示。

所述花粉致死基因为ZM-AA1，其序列如SEQ ID NO.5所示；所述花粉致死基因由花粉发育后期特异性启动子PG47驱动，其序列如SEQ ID NO.3所示；所述荧光筛选标记基因为RP，其序列如SEQ ID NO.8所示；所述荧光筛选标记基由愈伤组织/种皮特异性启动子END2驱动，其序列如SEQ ID NO.7所示。所述水稻表达载体为pCAMBIA1300。

雌性不育水稻的繁殖和杂交稻机械化制种中利用了包含3个表达盒的转基因水稻进行转育所获得的水稻材料。

下面结合原理，对本发明作进一步说明：

本发明首先构建了携带水稻雌性可育基因、花粉致死基因和荧光筛选标记基因3个紧密连锁的基因表达盒的水稻表达载体。利用水稻转基因技术，将上述表达载体转入雌性不育水稻。