光温敏核不育系的选育与技术创新探讨

水稻育种从矮化育种到杂交优势的研究利用,技术创新使水稻育种水平有了质和量的飞跃。针对当前消费者对稻米品质需求,品质育种成为水稻育种者必须考虑的问题。简要归纳了光温敏核不育系的选育方法及历程,并结合云南丰富的稻种资源和得天独厚的地理生态优势,运用光温互换 生态压力淘汰法选育优质软米核不育系的技术路线,对云南选育软米核不育系成效进行总结,并对有效选育优质软米核不育系的技术基础及软米杂种优势的利用进行论述。     

琼香两优1号高产制种技术

琼香两优1号是以海南省农科院粮作所育成的优质新资源籼型香稻光温敏核不育系琼香-1S（原名GHS）为母本，广东省农科院水稻所选育的优质常规稻品种粤丰占为父本配组选育而成的两系法杂交水稻优良组合。两系法杂交水稻制种与三系法杂交水稻制种相比较，在高产制种的原理与技术上有许多共同之处，但又有它的特殊性。首先，两系法杂交水稻制种必须确保两个安全期；一是确保在光温敏核不育系育性转换敏感期的气候条件使不育系安全不育；二是确保抽穗扬花期安全及后期能正常授粉结实。     

超级杂交稻育种的创新思维与实践

超级杂交稻育种的创新思维提出了超级杂交稻育种三步法设想,即超级亲本选育——超级杂交组合选育——超级杂交制种,并详细阐述了各步骤的标准和实现其目标的技术路线;提出了水稻光温敏不育机理新设想:即水稻光温敏核不育系育性转换是主效不育基因与其位置相近的发育感光基因或(和)发育感温基因相互作用的结果,不育基因位点(微效不育基因)可影响两用核不育系的不育起点温度的高低.按照超级杂交稻育种三步法的技术路线,成功选育了父本996和两用核不育系C815S两个超级杂交稻亲本,利用前者选育出适合长江中下游稻区作双季早稻种植的超级杂交早稻组合陆两优996,用后者选配出C两优87和C两优396等增产幅度大、极有应用前景的超级稻新组合.遵循水稻光温敏不育系选育的技术路线,育成C815S,P88S和9771S等实用的水稻两用核不育系.     

玉S和金粤S两个不育系通过技术鉴定

2007年6月30日，广东省种子总站组织有关专家对广东省农科院水稻研究所选育的水稻籼型光温敏不育系玉S和金粤S进行了现场技术鉴定。专家组考察了该所大丰基地不育系及其配制的系列组合种植现场。听取了选育单位的报告，查阅了相关技术资料并进行了实地抽样检测。专家组一致认为两不育系的育性达到了光温敏核不育系选育指标，同意通过鉴定。     

籼稻温敏核不育系6311S的选育

为选育出具强配合力的水稻实用型光温敏核不育系,推动水稻两系育种的发展,采取江苏南京-海南陵水不同生态鉴定筛选相结合的技术路线,实现双亲优良基因重组,从亲本组合广占S×9311的F2群体中选育出籼型水稻温敏核不育系6311S,2009年通过贵州省农作物品种审定委员会审定。6311S育性转换温度较低,穗型大,配合力强,繁殖制种产量高。     

鄂北稻区光温敏核不育系选育方法初探

通过对几年来选育实践中经验教训的归纳总结和借鉴前人的研究成果,结合当地资源状况,对水稻两用不育系在鄂北中稻产区的选育方法、实用光温敏核不育系的选育利用前景等问题进行了探讨。提出了利用鄂北中稻产区当地的资源条件,选育育性转换临界温度低的实用型不育系的观点;并充分利用鄂北9月份光温敏核不育系可育期最佳时段和10月份的保温栽培,1年完成筛选1次、加代两次的新方法,大大缩短了不育系的育成年限。     

水稻不同类型两用核不育系在云南的育性表现及其利用

云南属低纬度高海拔稻作区，气温平稳，年较差小，目长度变幅不大。可育临界温度为２３．５℃的培矮６４Ｓ低温敏型核不育系在云南有广泛的适宜制种区及繁殖区，是开发利用的重点。不育期光长效果宽，光，温互补作用强的光温敏型不育系Ｎ５０８８Ｓ、７００１Ｓ繁殖容易，在日长１４小时以上，日均温＞２４．５℃条件下可以稳定不育，在云南中、北部海拔１０００ｍ以下，能确保７月中旬以前抽穗的地区适宜制种，有一定的利用价值。高     

光温敏核不育水稻研究及利用进展

概述了国内外光温敏核不育水稻的研究及利用进展。主要介绍了影响光温敏核不育水稻育性转换的不同因素及不育性遗传研究进展,综述了光温敏核不育系的选育策略、选育成果及利用情况,并对其前景进行了展望。     

采用生态压力法选育水稻核不育系的新进展

根据福建省稻作生态和两系稻制种、繁殖的需求,选择不同海拔(8 m、120 m、320 m、520 m 、730 m和808 m)、不同纬度(18°N和26°N)构建选育水稻核不育系的生态压力试验点. 对引进核不育系、杂交后代和高世代材料进行加压、分离、选择、鉴定.逐代多年多点压力筛选,已取得成效.(1) 初步评价了培矮64S、安湘S、W6111S、明光34S、FJS-1和FJS-2 等核不育系的育性变化、利用价值和确定了适宜的繁殖制种区域;(2)进一步育成了SE21S等光补型核不育系,压缩了制种风险,应用于大面积制种;(3)育成了118S、322S、919S和VNS,其不育性能更好,取得水稻核不育系选育新进展.这些不育系已配制出几个高产和优质潜力大的两系稻组合.     

隐性紫叶光温敏核不育水稻明紫03S的选育

阐述了隐性紫叶光温敏核不育水稻明紫03S的选育过程和该组合的特征特性,表明由福建省三明市农科所选育的明紫03S具有隐性紫叶标记性状、不育起点温度低、光温互作明显等特点,并提出该不育系初步利用的意见.     

两系法杂交水稻研究的进展

两用核雄性不育系是两系法杂交水稻的基础,我国现已育成17个达到规定标准的两用核不育系。根据育性对光温条件的不同反应,它们分为光敏型和温敏型两个基本类型,在生产上均有实用价值,但要因地制宜选用。两系法品种杂交水稻已经研究成功,一批优良组合开始在生产上试种和示范。两系法亚种间杂交水稻的选育也取得了很大的进展。     

水稻反向温敏不育系在寒地稻区的育性表现

反向温敏不育系雁农S具有高温可育和低温不育特性,该研究对雁农S及其转育而来的粳型反向温敏不育系在黑龙江哈尔滨地区的育性表现进行了探讨.多年的田间观察结果表明,水稻反向温敏不育系雁农S在黑龙江哈尔滨地区的全年最高温时段[7月下旬至8月下旬)败育彻底,不会发生育性转换,自交结实率为0,推测其不育起点温度高于28℃;由雁农S转育而来的大多数粳型反温敏不育株系在7～8月都能完全败育而不发生自交结实现象,表明雁农S来源的不育系在寒地稻区的不育安全期长,不育特性相对稳定,为推动寒地杂交粳稻发展及实现原地制种提供了理想的遗传工具.     

中国两系杂交水稻光温敏核不育基因的鉴定与演化分析

【目的】鉴定中国生产上应用的两系不育系所携带的光温敏核不育基因,揭示两系杂交稻光温敏核不育基因的演变过程。【方法】收集光温敏核雄性不育水稻材料共90份,包括农垦58S、安农S-1和株1S等衍生系。采用改良CTAB法从水稻叶片中提取基因组DNA,根据光敏不育基因所含突变设计1个功能性CAPS标记,用引物NK-F（5′-ATCCCACAAATCCTTTAGCA-3′）和NK-R（5′-CCGTTATAGATAGACCCGAGA-3′）扩增包含该突变位点的片段,用内切酶RsaⅠ酶切并检测,可清晰区分纯合光敏不育系（lncR ^m）（329 bp）、纯合野生型（lncR ^wt）材料（414 bp）和杂合型（lncR ^m/lncR ^wt）材料（414和329 bp）。温敏不育基因RNZ的分型则采用功能性dCAPS标记dCAPS-rnz,待测材料分别用引物对RNZ1F（5′-ACCGCGCCGCCACCGGGTCGGCCGGAG-3′）/RNZR（5′-TGAAGAGGAACTCCTGCGAGACGG-3′）和RNZ2F （5′-ACCGCGCCGCCACCGGGTCGGCCCAAG-3′）/RNZR扩增,产物分别用内切酶HinfⅠ和StyⅠ酶切,酶切产物经电泳分离检测,纯合温敏不育系（RNZ ^m）不能被上述2种内切酶所酶切,纯合野生型RNZ ^tc和RNZ ^gc可分别被HinfⅠ和StyⅠ完全酶切,而杂合型RNZ ^m/RNZ ^tc和RNZ ^m/RNZ ^gc可分别被HinfⅠ和StyⅠ不完全酶切。采用上述功能性分子标记鉴定两系不育系所携带的光敏（lncR ^m）和温敏核不育基因（RNZ ^m）,并结合不育系的系谱信息和中国水稻数据库的年度推广面积数据分析lncR ^m和RNZ ^m在中国两系杂交稻生产中应用的历史与现状。【结果】以农垦58S为唯一不育基因源的47个两系不育系中,12个携带lncR ^m,29个携带RNZ ^m,2个同时携带lncR ^m和RNZ ^m,4个不携带这两个基因;衍生自安农S-1和株1S的18个不育系则均携带RNZ ^m;由农垦58S衍生系（如培矮64S）与安农S-1复交育成的不育系也全部携带RNZ ^m;由培矮64S与株1S复交育成的2个不育系中1个携带RNZ ^m,而另1个则同时携带lncR ^m和RNZ ^m;另外16个与农垦58S、安农S-1及株1S无血缘关系的独立起源两系不育系中有6个携带lncR ^m,9个携带RNZ ^m等位基因,1个（衡农S-1）则既不携带lncR ^m也不带RNZ ^m。综合这些不育系携带光温敏基因的鉴定结果,结合不育系选育的系谱资料,绘制了包含92个两系不育系所携带的光温敏基因图。另外,根据这些两系不育系所配制组合的种植面积数据（分品种）,发现1993-2012年中国两系杂交稻中不育基因的利用经历了从光敏到温敏的演化过程,携带RNZ ^m的不育系所配制组合及推广面积在生产中的应用迅速增加,2012年温敏不育系配制的杂交稻已占两系杂交稻种植面积的95%以上,形成了以携带RNZ ^m的不育系为主的局面。【结论】系统明晰了中国两系水稻不育系携带的光温敏不育基因及其与品种系谱之间存在的不一致性,从光敏不育系杂交后代中选育出了温敏不育水稻,且携带RNZ ^m的不育系已在目前两系杂交稻生产中占绝对主导地位。     

高产优质两系杂交中籼新组合皖稻161号

皖稻161号是安徽省农业科学院水稻研究所籼型温敏核不育系2301S与常规品种七秀占配组而成的两系杂交中籼新组合,表现高产稳产、优质、抗稻瘟病等特点,2005年1月通过安徽省农作物品种审定。     

我国两系法杂交水稻研究的形势,任务和发展前景

从育种上讲，杂交水稻育种可以分为三系法、两系法和一系法三个发展阶段；从利用杂种优势水平来看，杂交水稻育种可以分为品种间、亚种间和远缘杂种优势利用三个发展阶段。与三系法比较，两系法具有配组自由、种子生产成本低、无不育细胞质负效应、易转育新不育系等优点。迄今为止，我国已育成２０多个通过省级鉴定的实用光温敏核不育系，７个通过省级审定的两系法杂交稻组合，解决了低温敏不育系繁殖产量低而不稳的难题，实施了光温     

浅谈光温敏核不育系选育策略

针对光温敏核不育系选育上存在的问题和难点，考虑其实用性，提出了实用性光温敏核不育系选育策略。     

高异交率水稻籼型温敏核不育系Z913S的选育

Z913S是安徽省农业科学院水稻研究所用新二S与矮紫S(1892S/紫恢100)杂交选育而成的高异交率水稻温敏核不育系。阐述了Z913S的选育经过,介绍了其特征特性,包括育性表现、农艺性状、开花习性、稻米品质,分析了繁殖制种技术要点。     

不同授粉时期对温敏两系水稻杂交结实率的影响

 为提高温敏两系水稻的杂交结实率,1999年2月在海南省三亚对不育系抽穗后剪颖分期授粉研究结果表明,不育系剪颖后第3 d授粉,杂交结实率最高,达79.4%;以后渐次递减,不育系剪颖后第12 d授粉,杂交结实率仅有1.2%。因此,温敏两系杂交稻的制杂最佳授粉时间为：母本剪颖后第2 d至第5 d中的任何一天授粉,可保证杂交结实率在60%以上,其中以第3 d或第4 d授粉,杂交结实效果较好。     

Detection and Analysis of High Temperature Sensitivity of TGMS Lines in Rice Using AMMI Model

With the AMMI(additive main effects and multiplicative interaction)analysis model,the determination of the sensitivity to temperature among different TGMS(thermo-sensitive genic male sterile)lines was performed. To assess the genetic differences due to high temperature stress at. the fertility-sensitive stage(10- 20 d before heading),seven genotypes(six TGMS lines and the control Pei-Ai64S)were grown from May 4 at seven different stages with 10d intervals. The temperatures at. the fertility-sensitive stages involved twelve levels from ＜ 20 to ＞30℃ under the regime natural conditions in Hangzhou,China. There was considerable variation in pollen fertility among genotypes in response to high temperature. Five genotypes identified as TGMS lines as their percentages of fertile pollens were lower than or close to that. of the. control except for the unstable line RTS19(V6). When the temperatures at. the fertility-sensitive stage were at Ⅰ -Ⅳ,Ⅴ-Ⅵ and Ⅶ-Ⅻ,the percentages of fertile pollens varied in the ranges of 46.46- 48.49%,19.62-22.79% and 3.49- 5.87%,respectively. The critical temperatures of sterility and fertility in the five TGMS lines were 25.1 and 23.0℃,respectively. Considering the amounts and directions of main effect and their IPCA(interaction principal components analysis),we can classify the lines and temperature levels into different groups,and describe the characteristics of genotyPe x temperature interaction,offering the information and tools for the development and utility of thermo-sensitive male sterile lines.Several TGMS rice lines with their reproductive sensitivity to high temperature that can be screened using the AMMI model may add valuable germplasm to the breeding program of hybrid rice.