专利名称：一种广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的选育方法
技术领域：
本发明涉及一种水稻广亲和性光、温敏不育聚合系的选育方法，确切地说，就是运用分子标记技术辅助聚合水稻光敏核不育基因、温敏核不育基因和广亲和基因，以培育出适用范围广且制种安全的水稻两系不育系。
背景技术：
水稻光、温敏核不育资源的发现及其在杂交水稻上的成功应用，为保障我国粮食安全问题发挥了重要作用。与三系不育系相比，两系不育系具有自我繁殖、恢复谱广等优点，因此，近年两系法杂交水稻在我国发展较快，种植面积和推广范围迅速扩大。据农业部统计，2009年全国种植面积超过400万亩的杂交水稻品种全部为两系水稻(2009年全国农作物主要品种推广情况统计表，2010)。我国生产上应用的两系核不育系主要分为光敏与温敏两种类型。光敏不育系主要由农垦58S衍生而来，其光敏不育特性由两个基因共同控制，为pmsl和pms3，分别定位在第 7和 12 染色体上(Liu et al. ,2001,Mol. Genet. Genomics, 266 :271-275 ；Lu et al. ,2005, Mol. Genet. Genomics, 273 :507-511);温敏不育系则由安农S或其同型系衍生而来，其温敏不育特性主要由tms5基因控制，该基因位于第2染色体上(Yang et al. ,2007, Planta, 225 :321-330)。光敏型雄性不育系的育性主要受光照时间调节，长日照条件下表现为雄性不育，短日条件下育性恢复；温敏型不育系的育性主要受温度调节，表现为高温不育、低温可育。因而，光敏雄性不育与温敏雄性不育是两种截然不同的育性调节机制。研究发现，无论是光敏还是温敏不育系其育性波动受光照时长与温度影响较大。由于自然界中的温度和光照时常的变化具有不确定性，因而光敏或温敏不育系制种安全性问题是制约两系杂交水稻应用的重要因素。利用分子标记辅助选择的方法，将光敏核不育基因pmsl、pms3和温敏核不育基因tms5聚合在同一基因组中，将光、温敏两套雄性不育机制聚合到同一水稻品系中，培育出光敏、温敏不育聚合系，将有望大大提高两系杂交水稻的制种安全性。为了进一步拓宽两系不育系的应用范围及更加高效利用籼粳亚种间杂种优势,培育具有广亲和特性的水稻雄性不育系是一个重要途径。水稻广亲和基因的应用是培育广亲和育种材料的重要基础。Chen等(2008，PNAS，105 :11436-11441)已成功克隆了位于水稻第6染色体上的广亲和基因S5n，这为加速S5n基因的应用和广亲和材料的培育奠定了基础。利用分子标记辅助育种技术，将光敏核不育基因pmsl和pms3、温敏核不育基因 tms5及广亲和基因S5n聚合在同一遗传背景中，培育具有广亲和特性的水稻光敏、温敏聚合不育系，不仅可以提高两系不育系的应用安全性，还将有助于高效利用籼粳亚种间的杂种优势，以便于培育出超高产杂交水稻新品种。
发明内容
本发明是一种方法上的创新，是将现代分子生物学的分子标记技术与传统的作物遗传育种中的杂交、回交、测交等多种选择技术有机结合，为作物新品种选育、新材料创制提供快捷、准确、可预见的实用方法。具体地说，用携带广亲和基因S5n的材料(如02428、轮回422、培矮64等)、携带 pmsl和pms3的光敏不育系(如培矮64S、7001S等)分别与携带tms5的综合农艺性状优良的温敏不育系(如广占63S、Y58S等)杂交、回交、自交，并结合分子标记辅助选择技术，选育出含有广亲和基因S5n的温敏不育系和含有不育基因pmsl和pms3的光敏、温敏聚合不育株系。再将两种类型的不育系杂交、回交或自交，并结合分子标记筛选，选育出同时携带 pmsl、pms3、tms5和S5n基因的两系不育系。本发明解决技术问题采用如下方案广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的快速选育方法，包括如下步骤(I)利用携带pmsl、pms3基因的光敏不育系品种与综合农艺性状优良的温敏不育系品种通过杂交、回交，结合分子标记筛选，在分离世代中选育出选育出pmsl和pms3基因位点纯合的光、温敏不育聚合株系；(2)综合农艺性状优良的温敏不育系品种与含有S5n广亲和基因品种通过杂交、 回交，结合分子标记筛选，在分离世代中选育出广亲和基因S5n位点纯合的水稻温敏不育株系；(3)利用步骤⑴中选育出的含有pmsl和pms3基因的光、温敏聚合不育株系和步骤(2)中的广亲和性温敏不育株系进行杂交、自交并结合分子标记筛选，以选育出综合农艺性状优异的广亲和性光、温敏不育聚合株系；所述光、温敏不育聚合株系、广亲和基因S5n位点纯合的水稻温敏不育株系以及广亲和性光、温敏不育聚合株系采用分子标记辅助选择进行快速选育，所述分子标记辅助选择就是以分离世代优良单株的基因组DNA为模版，用一定的核苷酸序列(5’-3’)的双引物进行PCR分析，以跟踪选择目标基因的聚合体，所述引物对如下
权利要求
1.一种广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的快速选育方法，其特征在于，包括如下步骤(1)利用携带pmsl、pms3基因的温敏不育系品种与与光敏不育系品种通过杂交、回交， 结合分子标记筛选，在分离世代中选育出选育出pmsl和pms3基因位点纯合的光、温敏不育聚合株系；(2)利用温敏不育系品种与含有S5n广亲和基因品种通过杂交、回交，结合分子标记筛选，在分离世代中选育出广亲和基因S5n位点纯合的水稻温敏不育株系；(3)利用步骤(I)中选育出的含有pmsl和pms3基因的光、温敏聚合不育株系和步骤(2)中的广亲和性温敏不育株系进行杂交、自交并结合分子标记筛选，以选育出综合农艺性状优异的广亲和性光、温敏不育聚合株系；所述光、温敏不育聚合株系、广亲和基因S5n位点纯合的水稻温敏不育株系以及广亲和性光、温敏不育聚合株系采用分子标记辅助选择进行快速选育，所述分子标记辅助选择就是以分离世代优良单株的基因组DNA为模版，用一定的核苷酸序列(5’-3’)的双引物进行PCR分析，以跟踪选择目标基因的聚合体，所述引物对如下
2.根据权利要求I所述的一种广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的快速选育方法， 其特征在于，还包括如下步骤选用生产上广泛应用的籼、粳型恢复系分别与选育出的广亲和性光、温敏不育聚合株系进行杂交配组，杂交种进行小区种植，以适宜当地种植的高产杂交组合设为对照，考察每个杂交组合的结实率和稻谷产量，以进一步筛选出高配合力的广亲和性水稻两系不育系。
3.根据权利要求I所述的一种广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的快速选育方法， 其特征在于，所述的水稻温敏核不育系包括广占63S、Y58S或其同型系及衍生温敏核不育系O
4.根据权利要求I所述的一种广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的快速选育方法， 其特征在于，所述的水稻光敏核不育系包括培矮64S、7001S或其同型系及衍生光敏核不育系O
5.根据权利要求I所述的一种广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的快速选育方法， 其特征在于，所述的水稻广亲和材料包括02428、轮回422、培矮64等或携带广亲和基因S5n 的材料。
6.根据权利要求2所述的一种广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的快速选育方法， 其特征在于，所述的水稻籼型恢复系包括明恢63、明恢86、9311、蜀恢527、绿稻24、9308、绵恢725、特青、R288、浙恢7954材料。
7.根据权利要求2所述的一种广亲和性水稻光敏、温敏不育聚合系的快速选育方法， 其特征在于，所述的水稻粳型恢复系包括C57、C418、R18、皖恢9号、C堡、金恢58、R190、 C4115、宁粳I号、武运粳14号材料。
全文摘要
本发明提供了一种利用分子标记辅助选择手段将水稻广亲和基因S5n、光敏核不育基因pms1、pms3及温敏核不育基因tms5进行聚合，以培育出广亲和性光、温敏不育聚合系的方法。本发明综合运用杂交、回交、穿梭育种、测交等传统育种技术，并结合DNA标记选择的技术手段，将水稻广亲和基因S5n、光敏核不育基因pms1、pms3及温敏核不育基因tms5聚合到同一遗传背景中，培育出综合农艺性状优良、配合力高、恢复谱宽、制种安全性好的水稻两系不育系。
文档编号C12Q1/68GK102599044SQ20121006697
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月14日 优先权日2012年3月14日
发明者倪大虎, 倪金龙, 张小娟, 李莉, 杨剑波, 汪秀峰, 王德正, 陆徐忠, 马琳 申请人:安徽省农业科学院水稻研究所