系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程
杂交水稻的三系法和两系法的育种方法

杂交水稻的三系法和两系法的育种方法杂交水稻是指通过人工控制杂交,获得优良的水稻杂种,以进一步提高水稻的产量和品质。
在杂交水稻育种中,常用的两种方法是三系法和两系法。
本文将介绍这两种方法的基本原理和操作步骤。
一、三系法三系法是指将杂交水稻的亲本分为三个系列,分别为A系、B系和R系。
其中,A系和B系各有一个亲本,在其基础上通过经过特殊处理的R系进行杂交。
具体的育种步骤如下:1. 选择优良的个体作为杂交水稻的亲本。
通常情况下,A系和B系的亲本分别被称为父本和母本。
这些亲本应当具有高产量、优质、抗病虫害等良好的性状。
2. 利用无性繁殖方法,大量繁殖选定的父本和母本。
3. 将A系和B系的亲本进行特殊处理,使其不育,这样它们就无法繁殖。
这个特殊处理的过程称为不育系的培养。
4. 培养产生的不育系R系,其能与父本、母本进行杂交,但由于其自身不育,只能作为杂交的辅助。
5. 在适当的时间和条件下,将父本与R系杂交,得到A系。
同样地,将母本与R系杂交,得到B系。
6. 将A系和B系进行杂交,获得的杂交后代即为杂交水稻种子。
通过三系法杂交育种,可以有效避免非杂交水稻自交而产生的问题,提高杂交水稻的产量和品质。
二、两系法两系法是指将杂交水稻的亲本分为两个系列,分别为A系和B系。
与三系法不同的是,两系法并不使用不育系R系,而是通过化学杀草剂使其中一个亲本失去繁殖能力。
具体的育种步骤如下:1. 选择高产量、优质、抗病虫害等良好性状的父本和母本作为两系法的亲本。
2. 利用无性繁殖方法大量繁殖选定的两个亲本。
3. 使用化学杀草剂处理其中一个亲本,使其失去繁殖能力。
这个处理过程称为化学不育系的培养。
4. 在适当的时间和条件下,将另一个亲本与化学不育系杂交。
5. 通过两系法杂交获得的杂交后代即为杂交水稻种子。
两系法相对于三系法来说操作上更加简单,但也容易出现自交和杂交后代纯合性不高的问题。
综上所述,杂交水稻的三系法和两系法都是有效的育种方法,它们通过人工控制杂交获得优良杂种,提高水稻的产量和品质。
三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程

三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程首先,选取高产、抗病虫害等优良性状的亲本。
一般在三系法杂交水稻育种中,选取作为亲本的三个系别分别为A系、B系和Rf系。
A系是产生雄性核不育线的系别,其特点是通过细胞质雄性不育基因控制产生不育花粉,使其与普通稻属于两性花植物的特点不同。
B系是产生进一步不育F1杂种的系别,也称为不育系别。
其特点是通过核基因控制不育性状,将该不育性状转移到杂交后代中的F1代中。
Rf系是恢复系别,其特点是通过核基因恢复细胞质不育的雌雄不育杂交后代恢复成可育的杂交后代。
Rf系具有恢复不育性状的基因。
然后,利用杂交技术将A系和B系进行杂交,产生A/BF1代。
由于A系和B系具有不育性状,A/BF1代也是不育的。
接下来,将不育的A/BF1代与Rf系进行再次杂交,产生A/B/RfF2代。
在A/B/RfF2代中,具有Rf系恢复基因的个体为可育的,不具备恢复基因的个体仍然为不育的。
在A/B/RfF2代中,选取具有良好性状的个体进行自交,获得A/B/RfF3代。
F3代植株中有很少的不育个体,并且具有A系和B系的杂种优势。
然后,从A/B/RfF3代中,根据自家配合法原则,选择杂交亲本的组合,进行优选与鉴定,选择出优异的稳定性状的天然不育株系,形成不育系。
最后,将通过该育成不育系的种子与商业品种或优良自交系杂交,得到新的杂交优良组合。
而两系法杂交水稻育种的具体过程如下:首先,选取两个不育系别(父本),一个高育性系别(母本)。
然后,进行杂交,把不育系别(父本)和高育性系别(母本)进行人工授粉,形成杂交后代。
接下来,种植杂交后代,进行选择和筛选,根据产量、品质等性状选择优异个体作为丰产型。
然后,连续自交选择,对筛选出的优异个体进行连续自交数代,以稳定其性状。
最后,通过连续自交选择得到的稳定性状的自交系,与商业品种或优良自交系进行杂交,得到新的杂交优良组合。
总结起来,三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程均遵循着杂交、选择、连续自交选择以及杂交得到新的组合等基本流程,在育种过程中不断选拔和筛选具有优良性状的个体,并进行稳定和改良,最终获得优良的杂交品种。
育种学各论,考试重点

育种学各论,考试重点育种学各论水稻一、名词解释雄性不育系:具有雄性不育特性(花粉败育)的品系或者自交系——S(rr)保持系:其花粉给不育系授粉,后代具有保持其雄性不育特性的品系或者自交系——N(rr)。
恢复系:其花粉给不育系授粉后代正常的品系或者自交系——N(RR)、S(RR)。
两系法杂交水稻:由光温敏核不育系和恢复系培育成的杂交水稻称作两系法杂交水稻。
光温敏核不育系,恢复系三系杂交水稻:由三系的不育系和保持系制备的不育系和恢复系杂交制成杂交种水稻。
原生质体:是指没有细胞壁的、裸露的、具有生命力的原生质团。
植物细胞的全能性:是指每一个植株细胞经过脱分化形成愈伤组织再经再分化形成植株。
水稻三性:是指水稻的感温性、感光性、基本营养生长性。
感温性:在光照长度基本相同的条件下,随着温度的提高,抽穗期相应提早的现象,称作水稻品种对温度的反应特性。
感光性:在温度基本相同的条件下,随着光照长度的缩短,抽穗期相应提早,称为水稻品种对日长的反应特性,也称作感光性。
基本营养性:品种在不同的温度和不同的光照条件下,其播种到出穗的日数表现出相对的稳定,称为基本营养生长性。
绿色超级稻:具有抗主要病虫害,水分、养分高效吸收和利用的优质高产水稻。
原位保存:在野生稻原始生态环境下,采用一定的设施,人为地就地保存和保护野生稻种资。
异位保存:将野生稻搬到新的地点进行种植保存的方式。
离体保存:采集种子和植株部分在人工控制条件下保存种质。
垩白率:垩白粒占供试米粒数的百分比。
垩白大小:垩白投影面积占整个米粒投影面积的百分比。
垩白度:垩白率和垩白大小的乘积。
质核互作不育性:指的是雄性不育性由细胞核基因和细胞质基因共同控制的雄性不育类型。
光温敏核不育水稻:指由于受和基因的控制对温度和光照长度反应敏感,在长日照条件下表现出雄性不育特性的水稻植株。
水稻广亲和性:指一些中间型水稻材料,与籼稻和粳稻杂交,F1都能正常结实。
具有这种特性的品种,称为广亲和品种。
袁隆平三系及两系杂交水稻育种法

1. 三系杂交稻确定了有生产潜力的杂交组配后,利用传统的三系法生产杂交稻,需要持有三种材料,即不育系,保持系和恢复系。
三系法生产杂交稻示意图对于细胞质基因突变造成的胞质型雄性不育,不育系自身不能自交结实(花粉败育),因此不能传代,只有与保持系杂交(保持系有正常花粉),才能结出种子。
正因为不育系的不育特性是细胞质基因突变造成的,花粉基本不携带细胞质基因,细胞质基因常通过母本的胚珠传递给后代,所以即使保持系提供了正常花粉,胞质型不育系母本上结出的种子仍然是不育系。
保持系与不育系生出的仍然是不育系,这样的种子农民种了去长出的水稻仍然不育,是收不到粮食的。
只有恢复系与不育系杂交生出来的种子才是可育的,可以作为商品种子出售。
不育特性随母系遗传,保持系虽然自己有花粉是正常可育的,但是不含有育性恢复基因,不能恢复母系遗传下来的不育特性;恢复系正常可育并且含有育性恢复基因,育性恢复基因是核基因,随花粉遗传,但是能够回复细胞质基因突变产生的不育特性,杂交出来的种子F1是正常可育的。
不育系与保持系通常是姊妹系,也就是近等基因系,不同的基因是细胞质中控制育性的基因。
这样,不育系作母本与保持系作父本生出来的还是不育系,保持系自己结的种子还是保持系,恢复系自己结的种子还是恢复系,这就实现了种质资源的保存。
制种田中,恢复系与不育系种在一起,隔行种植,收获时只收不育系结的种子,就都是杂种F1了。
不育系的利用降低了人工去雄的生产成本,简化了制种难度,增加了制种量和制种速度,加速了杂交种子的推广。
野败型细胞质雄性不育CMS-WA是细胞质基因和核基因互作导致花粉败育类型,属于孢子体雄性不育。
可以通过回交的方法保留细胞质基因组而交换核基因组,达到培育不育系的目的。
除CMS-WA外,我国水稻育种学家还创制出不同细胞质来源的核质互作雄性不育系。
周开达先生等用西非品种冈比亚卡与朝阳1号、雅安早等杂交和回交,育成冈型不育系冈12朝阳1号A和冈22雅安早A;同时,周开达先生等从Dissi D52/37//矮脚南特群体中选出不育株,育成D型不育系意大利A。
两系杂交水稻新组合欣两优2172的选育过程及栽培与制种技术

两系杂交水稻新组合欣两优2172的选育过程及栽培与制种技术一、欣两优2172的选育过程欣两优2172是由两系杂交法选育出的一种新品种,其选育过程经历了如下几个关键环节:1.材料选择:在选育两系杂交水稻新品种时,首先需要选择适合的亲本品种。
对于欣两优2172来说,选育者关注的主要是优良的抗病虫性状和高产性状,因此选择了具有这些优良性状的亲本品种进行杂交。
2.群体培育:通过人工授粉和自交恢复等手段,培育出大量的杂交群体。
在这一阶段,选育者需要对杂交后代进行鉴定和评价,筛选出符合要求的材料用于后续工作。
3.品种筛选:在经过杂交后代的鉴定和评价后,选育者需要进一步对潜在的优良品种进行筛选和鉴定,以确定最终的优良品种。
这一阶段需要综合考虑多种性状,并进行大量的田间试验和观察。
4.性状稳定性评价:在确定最终的优良品种后,选育者需要对其进行性状稳定性的评价,确保其在不同生态环境和不同生长季节下都能够表现出稳定的性状。
这一阶段通常需要进行多地多点的试验和观察。
通过以上一系列的选育工作,欣两优2172最终成功地被选育出来,成为了一种具有优良性状和稳定产量的两系杂交水稻新品种。
1.适宜地区:欣两优2172适宜生长于我国南方的亚热带地区,主要生长在湖南、广西、广东和福建等省份。
这些地区的气候和土壤条件对欣两优2172的生长发育非常有利。
2.土壤要求:欣两优2172对土壤的要求较为宽松,能够适应不同类型的土壤。
但是对于水稻来说,适宜的土壤应该是肥沃、排水性好和有机质含量较高的土壤。
3.播种时间:欣两优2172的播种时间通常是在水稻生长季节的开端,根据当地的气候和生长季节合理确定播种时间,避开恶劣天气。
4.施肥管理:在欣两优2172的生长期间,合理施肥对其产量和品质有着重要的影响。
一般来说,欣两优2172的施肥量应该根据土壤肥力和生长发育期的需要进行适量施用。
5.病虫害防治:欣两优2172的病虫害防治也是栽培技术中的重要环节。
杂交水稻制种技术

通过基因工程技术将有利基因转入水稻中,创造具有优良性状的 新品种。
智能化育种
利用信息技术和大数据分析,实现杂交水稻育种的智能化和精准 化。
CHAPTER 05
杂交水稻制种技术的应用实例
杂交水稻制种技术在农业生产中的应用实例
杂交水稻制种技术在农业生产中广泛应用,通过该技术可以快速推广优良品种,提高水稻产量和品质 。例如,在中国的湖南省和江西省,杂交水稻制种技术被广泛应用于水稻生产,取得了显著的经济和 社会效益。
有性繁殖
杂交水稻是通过有性繁殖方式进行繁育,即通过 自交或异花授粉产生后代。
无性繁殖
在某些情况下,杂交水稻也可以通过无性繁殖方 式进行繁育,如组织培养等。
种子生产
杂交水稻的种子生产需要经过严格的制种程序, 以确保种子的纯度和质量。
杂交水稻的种子生产过程
亲本选育
选择具有优良性状的亲本进行 杂交,以产生具有杂种优势的
01
02
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杂种优势
杂交水稻具有杂种优势, 即通过不同品种间的杂交, 获得超越亲本优良性状的 表现。
基因重组
杂交水稻的基因重组是产 生新品种的关键,通过基 因重组可以创造具有优良 性状的新品种。
遗传多样性
杂交水稻的遗传多样性为 其提供了丰富的遗传资源, 有助于培育出适应不同环 境条件的新品种。
杂交水稻的繁殖方式
杂交水稻制种技术是水稻育种领域中的重要技术手段,通过该技术可以快速地培 育出适应不同环境、抗逆性强、产量高的新品种,为保障全球粮食安全发挥了重 要作用。
杂交水稻制种技术的发展历程
20世纪50年代
20世纪70年代
杂交水稻制种技术开始探索,主要集中在 亚洲地区,如中国、印度和菲律宾等国。
情境解读10 三系法杂交水稻

情境10 三系法杂交水稻我国水稻的六大稻区1973年,在各国普遍认为自花授粉的水稻没有杂种优势的情况下,袁隆平带领研究组成功实现杂交水稻三系配套,育成具有根系发达、穗大粒多等优点的强优势杂交水稻。
世界首次。
1976年,杂交水稻迅速扩大到208万亩,并在全国范围开始大面积应用于生产。
中国成为世界第一个在生产上成功利用水稻杂种优势的国家。
1995年,两系法杂交水稻研究取得突破性进展,大面积推广。
中国独创。
1996年开始实施的中国超级稻育种计划,在基础理论和品种选育方面都取得较大进展。
分别于2000、2004、2011、2014年实现了大面积示范亩产700、800、900、1000公斤的“四连跳”。
随后,超级杂交稻最高单产突破每公顷18吨,再次刷新世界纪录。
2002年,中国水稻(籼稻)基因组“精细图”正式完成,标志着我国水稻基因组研究正式进入世界前列,随后鉴定并克隆出控制水稻农艺性状的一系列关键基因。
近年来,我国育种技术推陈出新,与分子生物学、遗传学融合不断加深。
如2018年,由我国科学家李家洋、韩斌、钱前、王永红、黄学辉为代表的研究团队,历时逾20年合作完成的“水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计”项目荣获2017年度国家自然科学奖一等奖。
这项技术将极大推动作物传统育种向高效、精准、定向的分子设计育种转变。
2019年10月,兼有三系不育系育性稳定和两系不育系配组自由等优点的第三代杂交水稻首次公开测产,亩产达1046.3公斤,表现出株型优良、茎秆粗壮、耐肥抗倒、穗大粒多、籽粒充实饱满、不早衰等特性。
又是世界领先……(一)三系法杂交水稻三系法杂交稻的由来:两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1代优于双亲的现象称为杂种优势。
具体地讲,杂种F1代在生长势、生活力、繁殖率、抗逆性、适应性、产量和品质诸方面比双亲优越。
杂种优势可分为超亲优势、平均优势和竞争优势。
人们常说的杂种优势利用通常是指利用作物的竞争优势。
两系法杂交水稻培育过程

两系法杂交水稻培育过程嘿,今天咱们聊聊水稻培育的那些事儿,特别是两系法杂交水稻。
说到水稻,大家肯定不陌生,每天的米饭可离不开它嘛。
可你知道吗,这水稻的背后可真是有一番故事,尤其是那两系法的杂交。
哎呀,这可不是简单的“你加我,我加你”那么容易的。
首先啊,两系法的意思就是把两种不同的水稻品种拿来杂交,产生一种新的、优质的稻米。
这可不是随便抓一把就能搞定的,首先要有一个“父母”组合。
嘿,有点像找对象的感觉吧,得挑得合适,才能生出好苗。
科学家们要花不少心思挑选这两种水稻,得看它们的遗传特性,确保能够传递优良基因。
然后呢,这个过程就像是约会一样,得先“相亲”。
科学家们会把雄性水稻的花粉采下来,然后去给雌性水稻授粉。
这个过程可得小心翼翼,像是怕打扰了小情侣一样。
授粉后,雌性水稻就开始发芽,形成种子。
想想那一颗颗种子,都是经过精心挑选的,真让人期待。
等到种子长大了,科学家们可不急着高兴。
他们要进行一轮选拔,像是在选拔运动员一样,把那些最优秀的种子挑出来。
这可是个大工程,得观察它们的生长状况、抗病能力,还有产量。
这可不是靠运气,全靠科学和经验。
到了收获的时刻,那种心情,简直是像过年一样。
稻田里金黄一片,摇曳生姿,真是个丰收的好景象。
可光有丰收可不够,咱还得看看这些稻谷的质量。
试想一下,打开一包米,里面全是粒粒分明,煮出来的米饭香喷喷的,那绝对让人忍不住多吃几碗。
两系法的杂交水稻,不光是为了提高产量,还能增强抗逆性。
就像是给水稻穿上了“铠甲”,无论是干旱、洪水,还是病虫害,它们都能顶得住。
这样的水稻,就算是遭遇恶劣天气,也能“岿然不动”。
科学家们真是太厉害了,简直是水稻界的超级英雄!大家可能会问,这样的技术有什么好处呢?嘿,不光是让农民朋友们的收入提高,更重要的是能保障粮食安全。
这可不是小事儿,吃饱肚子是头等大事啊!想象一下,家家户户都有米饭吃,这社会的和谐程度可想而知。
水稻的培育过程可不止这些,背后还有一整套的科研团队在默默付出。
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系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】三系法杂交水稻和两系法杂交水稻育种的具体过程三系法杂交水稻育种(1)三系法杂交稻的由来:两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种F1代优于双亲的现象称为杂种优势。
具体地讲,杂种F1代在生长势、生活力、繁殖率、抗逆性、适应性、产量和品质诸方面比双亲优越。
杂种优势可分为超亲优势、平均优势和竞争优势。
人们常说的杂种优势利用通常是指利用作物的竞争优势。
水稻是典型的自花授粉作物,雌雄同花。
水稻杂种优势利用,只有依靠雄性不育的特性,通过异花授粉的方式来生产大量的杂交种子的方法有多种,其中之一便是使用雄性不育系(A)、保持系(B)和雄性不育恢复系(R)来配制杂种一代。
由于这种利用水稻杂种优势的方法需要不育系、保持系和恢复系配套,故称为三系法杂种优势利用。
用此法培育的杂交水稻简称为三系法杂交稻。
水稻三系之间关系密切,其中不育系除了雄性器官发育不正常、花粉败育不能自交结实、抽穗吐颈不完全之外,其余性状与保持系基本无异。
保持系与不育系杂交,获得的不育系种子供来年制种和繁殖用;不育系与恢复系杂交,获得的杂交水稻种子供下季大田生产用;保持系与恢复系的自交种子则可继续作为保持系和恢复系用。
(2)三系法杂交稻育种的历史:1958年,日本东北大学胜尾清发现中国的红芒野生稻能导致藤板5号产生雄性不育。
1966年日本琉球大学新城长友以钦苏拉包罗Ⅱ为母本与台中65杂交,育成BT型不育胞质台中65A,并将该杂交组合后代的部分可育株经自交稳定选出了BT型不育系的同质恢复系,于1968年实现粳型杂交稻三系配套。
我国杂交水稻的研究始于1964年,当时在湖南安江农校任教的袁隆平从洞庭早籼、胜利籼和矮脚南特等籼稻品种中找到6株雄性不育株,并根据花粉败育情况分为无花粉型、败育型和退化型3种。
随后进行的遗传和数以千计的测交试验表明:这些材料属于单基因控制的隐性核不育,找不到能完全保持其不育特性的品种,利用价值不大。
1970年11月,李必湖等在海南省三亚市南红农场的水沟边发现了1株花粉败育的野生稻(简称野败),为雄性不育系的选育打开了突破口。
次年春季的试验就表明广场矮3784、6044、二九南等品种(系)对野败不育株具有很好的保持能力。
经过随后2年全国各育种单位的通力合作,到1972年冬在海南冬繁时就获得了农艺性状一致、不育株率和不育度均达到100%的不育系群体,如珍汕97A和B、二九南1号A和B等。
至此,我国第一批野败细胞质不育系宣告育成。
水稻雄性不育系育成以后,1973年原广西农学院等单位陆续筛选出IR24、IR26、泰引1号、古154等一批强优恢复系,并选配出汕优2号、南优2号等系列强优势杂交稻组合。
从此,以我国籼型三系杂交水稻实现配套为标志,宣告杂交水稻选育成功。
(3)雄性不育系与保持系的选育:选育水稻雄性不育系首先要获得能稳定遗传的雄性不育株,其次是有能把雄性不育株的不育特性传递下去的保持材料,然后通过测交和连续成对回交,完成全部核置换之后就可育成三系雄性不育系及其相应的同型保持系。
①雄性不育株的获得:获得原始的雄性不育株,可从大田自然群体中寻找或通过远缘杂交产生。
前者如袁隆平早期从胜利籼、洞庭早籼、矮脚南特等籼稻品种中发现的C系统不育材料;后者如李必湖等发现并被试验证实由野生稻与栽培稻天然杂交产生的野败雄性不育株;四川农业大学通过地理生态远缘杂交获得的用于培育冈46A等不育系的不育株,湖南杂交水稻研究中心用于培育印水型系列不育系的不育株及四川农科院水稻高梁研究所通过籼粳交获得的用于培育K系列不育系的不育株。
这些不育株均为核质互作型不育,比较容易找到保持系,是选育三系雄性不育系不育单株的主要来源。
②保持材料(B)的选育:保持系的选育可采取测交筛选和人工制保法进行。
测交筛选法:获得雄性不育株后,选用掌握的国内外育成的大量优良品种(系)与之杂交,从中挑选具有良好保持能力的材料用作保持系。
杂交稻育种初期就是采用这种方法,从常规品种中获得了不少对野败不育株具有很好保持力的品种,如珍汕97、V20、二九南l号等。
这些品种对我国快速育成具有实际利用价值的籼型三系雄性不育系发挥了重要的作用,其中部分品种培育的不育系至今仍被广泛应用于生产。
人工制保法:随着常规育种亲本使用范围的拓宽,育成的常规品种或多或少地都带有若干个恢复基因或微效恢复基因,直接利用这些品种作保持系的难度越来越大,甚至不可能。
另一方面,杂交稻育种水平的提高对不育系也提出了更加严格的要求,需要不育系具备的优良性状也越来越多。
在此情况下,仅仅通过对育成的现有常规品种的测交筛选已难以完全达到新不育系选育的预期目标,而必须依靠人工杂交选育的方法对不育系进行改良,把符合育种目标的性状与不育系必备的性状聚集在一起,才有可能培育出高质量的不育系。
人工杂交选育可采用一次杂交或复式杂交的方法。
一次杂交主要有如下两种:保持系×保持系。
选择2个各具有特点的保持材料杂交,然后从后代中选择符合育种目标的单株进行测交和回交转育即可。
该种配组方式比较简单,育种速度也较快,对改良某个不育系的个别或少数几个性状较为有效。
保持系×恢复系或恢复系×保持系。
少数情况下,具有某种优良性状的亲本或恢复系带有微效恢复基因,虽不能直接用其作回交转育亲本,但却可以用它作杂交亲本与保持系配组,从中选择具有该优良性状的单株进行测交筛选。
这种配组方式选育过程比较长,难度也较大,但有可能育成一个综合性状较好的新不育系。
一般做法是杂交配组后的F2或F3代就开始择株进行测交,依据测交后代的育性再从中选择优良单株进行回交转育,直至后代入选株系群体隆状整齐一致和不育特性完全稳定下来为止。
需要注意的是用来测交的单株应该尽可能多一些,种植的测交或回交群体也应尽可能大些,测交世代应尽可能早些。
式杂交法即把多个品种(系)的有利基因综合到一个新的保持品种中去。
此法对育成优质、高异交率与抗病的不育系非常有利。
③雄性不育系的转育:雄性不育系转育的基本原理就是细胞核置换,也就是染色体代换过程,常用做法是测交筛选与连续成对回交,不育系的完全核置换与同型保持系的稳定同步完成。
步骤如下:测交筛选:选用性状符合育种目标的常规品种(系)或人工制保材料为父本,与胞质互作型雄性不育株或不育系杂交,根据测交F1花粉败育情况决定回交与否。
成对回交:在测交F1出现的不育株中,选择不育度高、花粉典败和圆败为主的单株作母本,再与父本连续回交数代,即可转育成新的不育系。
轮回亲本就是其相应的保持系。
回交选育不育系的群体大小依据使用的轮回亲本不同而有所区别。
大多数情况下回交一代一般要求50~lOO株;回交二代建立5~10个株系,每个株系种植20~30株;在回交三代群体中选择综合性状最好的株系扩大回交四代群体至上1000株左右,并对各性状的整齐度和育性进行鉴定。
如各项指标均符合不育系要求,即可投入生产试验。
(4)恢复系的选育:①恢复基因的组成及其来源:虽然不同研究者的试验结果有差异,但大多数人的研究表明:绝大多数类型的籼型胞质互作型雄性不育系的恢保关系是相同的,也即雄性不育系的不育性和可恢复性由2对育性基因控制,恢复系的基因型为R1RlR2R2,不育系与保持系的基因型为rlrlr2r2,杂种F1基因型为RlrlR2r2。
根据恢复品种的分布和亲缘关系得知,对籼型三系雄性不育系具有恢复力的品种大多数是进化程度较低的籼稻或者籼粳交后代,主要来源于低纬度的东南亚国家和我国华南的广大地区,韩国的部分籼粳交品种具有恢复能力则归功于使用了低纬度地区的籼稻作杂交亲本。
长江流域的早籼品种则几乎没有强恢复力的品种,我国的常规粳稻及日本、朝鲜的粳稻品种均无育性恢复能力。
②恢复系的选育方法:恢复系选育分为测交筛选和杂交选育法。
测交筛选法曾为配制强优势组合,发展我国的杂交水稻事业作出了巨大的贡献。
但随着生产的发展,仅靠对现有的品种进行简单的测交筛选已难以满足杂交稻育种新的要求,还必须依靠杂交配组,通过基因重组把多个优良性状聚合在一起,以筛选出新的恢复系。
杂交选育法也就是育种者通常所说的人工制恢。
第一,测交筛选法:如果说恢复系的选育是与不育系的选育同时进行的,则应归功于当初使用了大量国内外品种资源对野败不育株进行的广泛测交。
通过测交除了获得了对野败不育株具有保持能力的品种外,还发现了不少能够使野败不育株的育性得以恢复的品种,为三系迅速配套提供了又一物质基础。
这种用现有种质对不育系进行测交,从中筛选具有恢复能力的品种(系)的方法就叫做测交筛选法。
测交筛选法简单快速,用测交筛选法陆续育成的古154、IR24、IR26、泰引1号、密阳46等强优恢复系,对我国不同时期杂交水稻的发展产生了重要的作用。
其步骤如下:①初测。
用获得的优良品种(系)对不育系授粉,依杂种F1的结实率、经济性状、抗性等进行初评,每组合种20株左右。
②复测。
经初测鉴定有恢复力且其他性状无明显分离的品种再做一次杂交,验证初测的结果。
种植群体一般为50~100株。
③鉴定。
根据复测的结果进行严格的淘汰,入选少量株系重新配制一定数量的杂交种,供大田生产鉴定或新品种联合比较试验。
第二,杂交选育法:杂交选育可采用一次杂交或多次杂交的方式,因育种目标不同可选用不同的组配方式。
一次杂交法:通过一次杂交把恢复因子导入新的品种(系),再在后代的分离群体中采用系谱法进行选育。
常用的杂交方式是恢复系×恢复系,但也有的使用保持系×恢复系和不育系×恢复系。
恢复系×恢复系。
选用2个均具有恢复因子且性状间能互补的品种杂交,在杂种后代中选育符合育种目标的新恢复系,由于2个亲本均具有恢复基因,杂种各世代出现恢复株的几率很高,低世代一般可不进行测恢,而等入选单株性状较为稳定时才开始测恢。
此种配组方式比较简单快速,但应注意扩大杂交亲本的遗传差距。
如福建省三明市农科所选育的明恢63(1R30/圭630)、中国水稻研究所育成的中恢465(选10—9/轮回422)就是采用此法育成的。
保持系×恢复系或恢复系×保持系。
当某个品种具有诸如抗逆、广亲和等优良性状但不带恢复基因而不能直接利用时,就可选用1个恢复系与其杂交。
由于杂种各世代单株的基因型有可恢与不可恢之分,但又难以用肉眼从表型来判断,只能通过选株大量测交的方式从中筛选出基因型可恢的单株。
采用这种配组方式测交的世代宜早不宜迟,单株也应尽可能多一些。
如中国水稻研究所从台雄2号/IR28后代中选出的台8—5恢复系,与珍汕97A配组而成的汕优85一度成为浙江省的主栽组合。
不育系×恢复系。