[发明专利]一种利用水稻基因组学技术快速精准选育三系水稻不育系的方法

说明书

本发明公开了一种利用水稻基因组学技术快速精准选育三系水稻不育系的方法，该方法通过将常规育种与分子标记辅助筛选结合，有效剔除育性恢复基因，同时利用基于水稻全基因组测序的基因分型技术进行遗传背景筛选，可筛选获得遗传背景更接近目标亲本的不育系和对应的保持系。与现有技术相比，该方法大大缩短了保持系的改良世代和不育系的回交世代，仅4‑5年就能精准选育出综合性状优良的三系水稻不育系。

技术领域

本发明涉及的是水稻育种技术领域，特别是涉及一种利用水稻基因组学技术快速精准选育三系水稻不育系的方法。

背景技术

目前杂交水稻育种实践证明快速、精准选育高配合力、米质优、多抗、异交习性好的不育系，是育成强优组合的关键。多年来，中国三系杂交水稻因其高产稳产、制种生产相对安全，在中国及世界得到广泛应用，对解决粮食安全问题起到至关重要的作用。然而三系水稻不育系育种因不育系为质核互作不育的遗传性状的条件限制，选育新的质源的保持系较为困难，目前主要采用常规技术，多数是进行保持系之间的杂交，虽然取得很大进展，但仍未能达到将现有的水稻恢复系及常规稻等新的优良基因及新材料在三系保持系和不育系上进行运用，突破的优质多抗的三系杂交稻的亲本及组合市场严重缺乏，制约了三系杂交稻的进一步快速发展，不能满足市场对优质多抗杂交稻的发展需要。三系杂交稻育种存在的主要问题有以下几点：1、不育系育种年限较长；2、质核互作型不育，保持基因主要来源于早稻品种，国内多数新保持系选育为保持系和保持系杂交，品质相对较差和遗传距离和血缘关系较近；3、与优质抗病恢复系及常规水稻等杂交选育过程中恢复基因剔除不干净，难以选育成功；4、已应用于生产的不育系一般只具备1-2个优异性状，具有综合优异性状的不育系欠缺；5、需要新的育种手段和方法。

随着农业供给侧结构的改革，突出稻米品质的重要性，而杂交水稻的稻米品质与其不育系有密切关系，因此急需加强优质三系不育系的遗传改良；另一方面，在三系不育系的改良过程中，要使不育系的雄性不育性性状得到保持，对保持系的要求非常严格，在育种实践中由于恢复基因的干扰和保持系中保持基因是否存在等问题，对保持系的改良比较困难。

三系水稻不育系要实现目标克服上述问题，必须进行常规育种技术与现代高新技术相结合。现代生物技术的迅速发展特别是水稻全基因组测序的完成，使水稻不育系育种能从基因水平上进行操作。为快速、精准选育聚合综合优异性状的三系水稻不育系和保持系奠定了坚实的基础。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种利用水稻基因组学技术快速精准选育三系水稻不育系的方法，旨在创新育种方法和手段，解决现有选育三系不育系的年限较长、遗传距离较近、恢复基因剔除不干净、综合优良性状聚合不够等问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种利用水稻基因组学技术快速精准选育三系水稻不育系的方法，包括如下步骤：

(1)以待改良的水稻保持系为母本1，以含有目标性状的水稻恢复系为父本1，进行常规有性杂交后，与父本1回交一次，获得的BC1F1代再自交一次，获得BC1F2代分离群体，其中所述的目标性状指的是母本1所没有的待改良的优良性状；

(2)对步骤(1)的BC1F2代分离群体进行田间单株选择，择优选择含有父母本双亲优良性状的单株进行混收，并种植BC1F2代混选株系群体种子，得到BC1F3群体；

(3)以水稻恢复系所含的育性恢复基因作为分子标记筛选基因，对步骤(2)的BC1F3群体进行分子标记筛选，选择不含所述育性恢复基因的单株套袋并自交，同时利用二代全基因组测序技术对自交单株及父母本1进行全基因组测序和基因型分析，筛选含有双亲优良基因、遗传背景更接近父本1、田间农艺性状优良且柱头外露率高的稳定优良单株进行收种；