水稻两系不育系广占63—4S育性转换温度的提纯

蔡星星++张盛++曾亚军++周强++梅凯华++王欢++吕锐玲++周坚++郭建新

摘要：广占63-4S是中国水稻（Oryza sativa L.）两系育种中使用较多的优良不育系。随着繁殖世代的增加，一些地方出现不育系转育温度漂变的现象，给制种带来了风险。试验以X公司使用的广占63-4S为基础材料，利用冷水串灌技术提纯出转育温度低于23 ℃的株系。

关键词：水稻（Oryza sativa L.）；两系不育系；广占63-4S；纯化；临界育性转换温度；冷水串灌技术

中图分类号：S511 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）21-5216-02

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.21.004

Purification of Critical Temperature of Fertility Alteration for Guangzhan 63-4S

CAI Xing-xing1， ZHANG Sheng1， ZENG Ya-jun2， ZHOU Qiang1， MEI Kai-hua1， WANG Huan1，

LV Rui-ling1， ZHOU Jian3， GUO Jian-xin4

（1. Huanggang Academy of Agricultural Sciences， Huanggang 438000， Hubei， China； 2. Huanggang Modern Agriculture Exhibition and Information Center， Huanggang 438000， Hubei， China； 3. Huanggang Agricultural Technique Promotion Center， Huanggang 438000， Hubei， China； 4. Huanggang Administration of Seed， Huanggang 438000， Hubei， China）

Abstract： As an excellent two-line male sterile line， Guangzhan 63-4S is widely used in rice breeding. Its critical temperature of fertility alteration drifted in some regions with the increase of generation， bringing a potential risk to seed production. By the approach of irrigating cold water， several strains with critical fertility transfer temperature lower than 23 ℃ were acquired from the Guangzhan 63-4S provided by X company.

Key words： rice（Oryza sativa L.）； two-line male sterile line； Guangzhan 63-4S； purification； critical fertility transfer temperature； cold water irrigation technology

水稻（Oryza sativa L.）两系不育系最早由石明松[1]于湖北省发现。其育性受光温调控，由核基因控制，分为光敏、温敏、光温互作3种核不育类型[2]，具有恢复基因广、配组更加自由等特点，进一步拓宽了水稻品种间杂种优势的利用途径[3]。两系不育系可在低温繁殖，高温测配，既是不育系又是保持系，极大简化了育种程序。其育性转换机理在于光温因子的改变引起了育性基因表达量的变化[4]。不同类型的两系不育系在育性转换时所需的临界光温条件有所差异。

中国南方使用的两系不育系多属温敏型，临界育性转换温度是衡量一个不育系的重要指标。一个好的不育系应具备较低的转育温度和较长时间的耐低温敏感期[5，6]，使其不会受异常低温天气的影响自交结实，进而保障杂交种的纯度。然而，过低的转育温度不利于不育系的繁殖[7]。许多经鉴定的不育系在使用几个世代后，转育温度发生了变化，称为遗传漂变，主要是由于不育位点没有完全纯合就投入生产造成的[8]。也有学者认为两系不育系遗传变异机率大，易出现变异株[9]。鉴于转育温度高的单株结实率也较高，异型株的数量随世代剧增。异常低温天气导致制种失败的事件时有报到，造成了巨大的经济损失，给种子公司和农民带来了风险。冷水串灌技术可以有效地从漂变后的群体中提纯出合格的原原种[10]。

广占63-4S是北方杂交粳稻研究中心与合肥丰乐种业水稻研究所选育的中籼型两系不育系，具有农艺性状好、配合力高等优势[11]，是育种上常用的两系不育系。在制种过程中，X公司的工作人员发现其育性转换温度发生了漂变，给种子安全生产带来了隐患，需要在现有群体中提纯出转育温度达标的原原种。本试验利用冷水串灌技术通过多代选择提纯的方法对该公司使用的广占63-4S进行了研究。

1 材料与方法

1.1 试验材料

已发生漂变的广占63-4S（由X公司提供）。

1.2 试验方法

2012年于湖北省黄冈市种植200株广占63-4S，抽穗时（高温条件下）分单株镜检，选择无花粉型单株割蔸。幼穗分化4期末将稻蔸移至23.5 ℃冷水池处理。抽穗时镜检，每个单株选3个穗子，分别从上、中、下部取混样。镜检合格的单株再割蔸，放置到21 ℃冷水池处理收种。同年冬送至海南自交加代并进行稻瘟病抗性鉴定，选择表型优良的单株；2013年于黄冈市将已选单株衍生成株系，各株系选6个单株做相同的处理。重复多代后，即可选育出转育温度较低的广占63-4S（图1）。在冷水串灌过程中，逐步降低处理温度，增加选择压力。endprint

2 结果与分析

从原始广占63-4S材料中选择并衍生了17个低转育温度的株系。其中有5个株系在2014年的23 ℃低温处理中，各单株均表现为完全典败（表1）。与基础材料相比，转育温度降低了1.0～1.5 ℃，给制种安全带来了保障。在整个提纯过程中，经过了3次冷水串灌处理，3次稻瘟病抗性鉴定（海南所选单株均经过稻瘟病抗性鉴定），共自交了6代。部分材料已基本纯合，可以进行扩繁，同时笔者也将继续对合格单株进行提纯。

3 讨论

两系不育系转育温度属数量性状，受主效基因和微效多基因位点控制，自身难以在一定世代内完全纯合，其中又不乏易发生突变的基因位点。无论是品种本身没有完全纯合还是在制种过程中个别单株发生变异，异型株一旦出现，由于其自身结实率较高，加上串粉污染四周不育系，其数量会随世代剧增。遗传漂变现象频频发生，说明这些位点难以完全纯合并稳定遗传。杂合位点的存在对生产制种是一种潜在的风险，然而它们也会为选育出比审定品种更低转育温度的材料提供可能。冷水串灌技术可以有效地保留并纯化控制两系不育系转育温度的基因位点。

参考文献：

[1] 石明松.晚粳自然两用系选育及其利用初报[J].湖北农业科学，1981（7）：1-3.

[2] TANG W B，CHEN L Y， WANG J L， et al. Problems and solutions to multiplication of TGMS line in rice [J].Hybrid Rice，2011，26（1）：25-29.

[3] 梅明华，陈 亮，章志宏，等.农垦58S光敏不育基因突变位点的确定及mP3s区间的进一步作图[J].中国科学（C辑），1999， 29（3）：310-315.

[4] 白克智.对水稻“光敏”、“温敏”雄性不育的一些看法和建议[J].中国水稻科学，1991，5（3）：137-138.

[5] 雷东阳，唐文帮，解志坚，等.两系法杂交水稻制种不安全问题的解决途径[J].作物学报，2013，39（9）：1569-1575.

[6] 徐孟亮，陈良碧，周广洽，等.温度对双低两用核不育水稻96-5-2S与培矮64S育性的影响[J].生态学报，2002，22（4）：541-547.

[7] 肖国樱，邓晓湘，符习勤.冷水处理对水稻温敏核不育系育性影响的初步研究[J].杂交水稻，1997，12（4）：23-25.

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[9] 薛光行.光敏核不育水稻温敏性5种表现型的识别[J].中国农学通报，1998，14（2）：26-28.

[10] CHEN L Y， LEI D Y， TANG W B， et al. Thoughts and practice on some problems about research and application of two-line hybrid rice[J]. Rice Sci，2011，18：79-85.

[11] 沈其文，姜 华.两系不育系广占63-4S的表现及对湖北中稻育种的启示[J].湖北农业科学，2014，53（11）：2490-2492.endprint