水稻两用核不育系选育技术路线的改进

　　摘要：两系杂交稻在生产上已经被广泛应用，但好的不育系却屈指可数，原因是过去水稻（OryzasativaL.）两用核不育系的选育存在技术漏洞。提出了更加高效的选育水稻两用不育系的方法，即改F2低世代开始选择不育株为F2～F5代选择可育株，这种方法具有四大优点，一是增加了中选单株的可靠性，二是可大大提高不育系的选育效率，三是可增加米质选择的可靠性，四是配合力有保障。
　　关键词：水稻（OryzasativaL.）；两用核不育系；选育；技术路线
　　中图分类号：S511；S334.5文献标识码：A文章编号：0439-8114（2013）24-5975-02
　　自1973年石明松[1，2]发现水稻（OryzasativaL.）两用核不育系农垦58S至今，两系杂交稻的应用面积逐年扩大，为国家粮食安全做出了重大贡献[3，4]。但作为两系发源地的湖北省却在两系杂交稻特别是水稻两用核不育系的选育上大大落后于湖南、安徽及北方等地，其原因应该是多方面的，但笔者认为最主要的原因是水稻两用核不育系选育的技术路线存在严重缺陷，加之育种工作者对综合农艺性状把握不住，使得湖北省水稻两用核不育系的选择除了9802S外，几乎寥寥无几。
　　过去水稻两用核不育系的选育技术路线[5，6]是用水稻两用核不育系所配组合进行F2种植，选择在本地高温环境下抽穗的不育株于8月20日前割蔸，使其在9月15日前后抽穗，10月20日前后收获再生稻种子；11月底至12月底（视生育期长短确定播种期）到海南省进行F3加代繁殖，淘汰性状不良的株系和单株，选择优良单株于本地进行F4种植，不育株于8月20日前割蔸，9月15日前后抽穗，10月20日前后收获再生稻种子；11月底至12月底（视生育期长短确定播种期）到海南省种成F5进行加代繁殖，淘汰性状不良的株系和单株……如此反复直至不育系农艺性状稳定；在稳定后于本地高温环境下种植，于幼穗分化4期末移入22～23℃低温水浴中处理5～7d后取出放在自然环境中，经过7～10d对正在抽穗的穗子进行花粉育性镜检，淘汰转育的单株，保留未转育的单株并割蔸再生于幼穗分化4期转入20℃人工温控池中处理10～12d，让其自交结实[7]。
　　1过去选择水稻两用核不育系存在的问题
　　F2代开始选择不育株存在以下几个问题：第一，一般很难准确把握其综合农艺性状的真实性，包括穗层整齐度、结实率、后期转色等，综合性状选择的效果差；第二，由于可育阶段都是在低温条件下灌浆，无法保证米质外观垩白率的真实性，三系不育系金23A所配早、中稻组合米质几乎没有达到国标3级优质稻标准的，但所配晚杂可达国标1级，如金优38等，原因是金23A的保持系在高温下灌浆垩白率超过96%（2003年黄冈市农业科学院作早稻种植分析结果），在黄冈市本地翻秋种植和海南省4月份繁殖温度较低、昼夜温差较大的条件下灌浆垩白率在20%以下，其所配杂交稻也表现出相同的特性，再如C815S[5]综合农艺性状很好，且在海南省繁殖稻米垩白率很低，但难以测配出米质达国标的中稻杂交组合，也与金23A及其所配杂交稻的表现一致，由此可见，在昼夜温差较大或较低温度下灌浆稻米垩白率将大大降低，致使米质外观的选择效果差；第三，8月份需要割蔸、移蔸，如果再生穗未遇低温或抽穗太迟不能收种时又要带蔸到海南省，因此，这种方法工作量大，效率极其低下；第四，低临界温度选择稍显繁琐，虽然效果较好但效率不高。
　　2水稻两用核不育系选择改进的几个环节
　　①低世代只选择可育株。在F2代只选择可育株，F3～F5在高温环境下抽穗的株系分离出不育株的株系只选择性状好的可育株，在室内取10粒饱满种子用小型糙米机脱粒，观察其垩白率，将垩白率大于30%以上的单株淘汰，垩白率20%及以下的单株保留，如果有特别好的株系又怕不育基因丢失，可选单株与株系内或姊妹系间分离的不育株进行一次杂交，F6代以上再在可育、不育分离株系中选择不育株，若在海南省可直接套袋自交收种，若在本地则需割蔸再生在低温条件下繁殖种子，F7于本地种成不育系株行并进行低温处理。7005S、6027S两个不育材料（未审定）就是按此方法选育的，其F2、F4、F6可育株在黄冈市高温下灌浆垩白率为0～8%，而且年度间、株系间、单株间垩白率非常稳定，其中7005S对应的可育株成熟时叶青子黄，结实率达83.5%。②将花粉镜检与冷水循环处理结合起来进行不育系选育，提高选育效率。不育株在高温下镜检有几种类型：无花粉型、典败型、典败与圆败混合型等，应尽量选择无花粉型或完全典败型，这两种类型临界转育温度较低。笔者2012年于黄冈市和2012-2013年冬春于海南省陵水县的观察结果显示，6027S不同株系间存在育性转换温度的变化很大且符合高温下无花粉型、典败型、典败与圆败混合型临界转育温度越来越高的趋势，说明花粉母细胞形成前遇高温而致无花粉型或完全典败型的不育株后期遇低温是不能进行育性转换的，只有部分圆败类型的不育株后期遇低温才有可能发生育性转换。通过花粉镜检淘汰有圆败花粉的不育株，可以大大减少工作量，提高工作效率，当然，如果温度太高，几乎所有的不育株都无花粉，这时只能通过冷水循环处理来进行不育系的转换温度选择。