CN106900536B - 水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法，其包括：以水稻光温敏核不育系为回交母本，栽培水稻为父本，通过杂交、回交和自交，选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系；再以所述水稻光温敏核不育系的同型可育系为回交父本，水稻广保型细胞质雄性不育系为母本，通过杂交和回交，选育获得遗传属性改变的水稻新品系，即新育成的广保型细胞质雄性不育系，其最大程度保留原光温敏核不育系的优良遗传背景、综合性状和育种潜力，花粉不育度高，不育性稳定，不受自然界光照长短和温度高低变化的干扰，遇到复杂多变气候条件，仍然保障杂交稻制种种子高纯度。

Description

水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的 方法

技术领域

本申请属于杂交水稻育种技术领域，具体涉及水稻光温敏核不育系定向转育成广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系的方法。

背景技术

1973年湖北石明松在粳稻农垦58的群体中发现了雄性不育株，该植株在夏季抽穗表现为雄性不育，秋季抽穗则表现为雄性可育，经研究其花粉育性与温度高低和光照长短有密切联系，即在夏季高温长日照气候条件下抽穗表现为雄性不育，而在秋季低温短日照气候条件下抽穗则表现为雄性可育，并将该不育系命名为湖北光温敏核不育水稻。

自石明松(1981)提出水稻自然两用系的概念以来，已选育出许多两用水稻光温敏核不育系，并且配组成两系法杂交稻组合通过审定推广，开辟了水稻杂种优势利用的新途径，并逐渐发展成为杂交水稻育种技术的一种重要类型，为我国杂交稻技术创新，继续保持世界领先水平做出了巨大贡献。

水稻光温敏核不育系的育种研究是该领域最核心的技术，有关研究和讨论水稻光温敏核不育系育种技术的代表性文献有：

(1)《超级杂交稻研究》，袁隆平主编，2006年，上海科学技术出版社，上海。

(2)《杂交水稻学》，袁隆平主编，2002年，中国农业出版社，北京。

(3)《两系法杂交水稻的理论与技术》，陈立云主编，2001年，上海科学技术出版社，上海。

(4)《水稻雄性不育生物学》，朱英国编，2000年，武汉大学出版社，武汉。

(5)《杂种优势和杂交稻育种》杨仁崔，陈顺辉译，1996，福建科学技术出版社，福州(Heterosis and Hybrid Rice Breeding S.S.Virmani著，Springer-Verlay BerlinHeidelberg出版社，1994年，德国)。

(6)《水稻育种学》，闵绍楷，申宗坦，熊振民编，1996年，中国农业出版社，北京。

(7)《光敏感核不育系水稻育性转换机理与应用研究》，李泽炳编，1995年，湖北科学技术出版社，武汉。

(8)《两系杂交水稻的研究与应用》，贺浩华，元生朝编，1993年，江西科学技术出版社，南昌。

(9)《光周期敏感核不育水稻研究与利用》，朱英国，杨代常编，1992年，武汉大学出版社，武汉。

(10)《中国水稻品种及其系谱》，林世成，闵绍楷编，1991年，上海科学技术出版社，上海。

(11)“对光照长度敏感的隐性雄性不育水稻的发现与初步研究”，石明松，1985，《中国农业科学》(2):44-48。

(12)《杂交水稻的研究与实践》，李泽炳等编，1982年，上海科学技术出版社，上海。

1、水稻光温敏不育系与两系法杂交稻育种技术优势和成就

采用光温敏不育系途径选育两系法杂交稻在育种技术方面具有许多优势：一是光温敏不育系繁殖不需要保持系，只要安排种植在稻作区域秋季或是海南春季抽穗，温度和光照就可以满足诱导花粉成为可育的条件，实现自交繁殖不育系的目的，在生产上减少了与保持系间隔种植授粉的繁殖不育系的环节(如野败型三系法不育系)，可以降低生产成本，提高经济效益；二是光温敏不育系配组自由，已有研究表明98％的普通水稻栽培品种都可以恢复两用不育系的花粉育性，选配优良杂交水稻的几率大幅度提高。而野败型细胞质雄性不育系只有20％左右的品种可以作为恢复系，相比之下，两系法杂交稻的恢复系利用率大大高于野败型细胞质杂交稻的恢复系利用率；三是目前学术界普遍认为光温敏不育性由核基因控制遗传，与细胞质无关，由此可克服野败型三系法不育系中细胞质的负效应和细胞质单一带来的潜在危险；四是能跟随并利用常规稻育种进步的成果，除了能迅速改良米质外，还能利用籼粳亚种间杂种优势，以期实现杂交水稻更高产量水平的育种目标。

自研究农垦58s光温敏不育特性，开展两用核不育系和两系法杂交水稻育种研究以来，迄今为止，国家水稻数据中心(http://www.ricedata.cn/)列出获得省级以上鉴定的光温敏不育系信息已超过70个(条)，通过省级以上鉴定和获得品种权授权的不育系已超过19个(条)。国家水稻数据中心还显示，截止2013年，已获得省级以上审定的两系杂交水稻组合高达606个(条)。据2008年统计，我国两系杂交稻种植面积约占杂交稻总播种面积的25％左右，安徽、湖南、湖北等省份的两系杂交稻种植面积已经超过三系法杂交稻。1993-2009年间累计推广面积达到3.15亿亩。两系杂交稻已经成为我国水稻生产应用中一个重要的类型，在保障粮食安全和丰收中发挥了重要的作用。

两系法杂交水稻育种技术还推广到印度、美国、越南、菲律宾、日本等国家，逐渐走向世界。

2、水稻光温敏不育系与两系法杂交稻的生产风险

水稻光温敏不育系与两系法杂交稻育种推广取得了巨大成就的同时，潜在的风险无法避免，而且日益突出。

迄今为止，科学家设计的水稻光温敏不育系跟随大自然光照和温度的变化来调控花粉育性，例如，夏季长日高温条件下诱导光温敏不育系的花粉不育，安排杂交稻制种；秋季短日低温条件下诱导光温敏不育系的花粉可育，安排繁殖不育系。

但是，由于大自然条件下气候复杂多变，无法预测和不可控制的夏季低温、寒潮常常诱导制种田部分水稻光温敏不育系的花粉转换为可育或半可育，这些可育和半可育花粉通过自花授粉，仍然产生光温敏不育系，混杂在制种田的杂交稻种子中，导致杂交稻种子纯度大幅度下降，无法达到商品种子标准而造成巨大损失。

由于不确定的气候变化导致制种失败或是种子纯度不达标现象时有发生。除了受外部的气候变化影响育性以外，不育系自身的遗传漂变现象也能导致育性不稳定，由于不育系遗传背景受到多基因控制，随着代数的增加，其育性转换温度会向上漂移，育性产生波动。

综上所述，水稻光温敏不育系在育种应用取得巨大成就的同时，潜伏着巨大的生产风险。迄今为止，人类的科学技术水平仍然无法有效预测夏季低温、寒潮。一旦夏季低温、寒潮来临，那么，人类现有的生产技术水平和能力抵御和控制夏季低温、寒潮十分有限。

因此，长期以来，从现有的研究思路和生产应用层面难以化解夏季低温、寒潮袭击两系法杂交稻制种田中的不育系花粉育性这个难题，潜在的风险始终威胁两系法杂交稻种子生产。

发明内容

一方面，本发明提供了水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法。

本发明提供的水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法包括以下步骤：以水稻光温敏核不育系为回交母本，栽培水稻为父本，通过杂交、回交和自交，选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系。

另一方面，本发明提供的水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法包括以下步骤：以水稻光温敏核不育系为回交母本，栽培水稻为父本，通过杂交、回交和自交，选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系；以及以所述水稻光温敏核不育系的同型可育系为回交父本，水稻广保型细胞质雄性不育系为母本，通过杂交和回交，选育获得遗传属性改变的水稻新品系，即新育成的广保型细胞质雄性不育系。

在一实施方案中，所述遗传属性改变包括水稻的不育性对光照和温度不敏感。

在另一实施方案中，所述选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系的步骤包括2-8次回交和3-5次自交，优选4-7次回交和4次自交，更优选6次回交和4次自交。

在又一实施方案中，其中所述选育获得遗传属性改变的水稻新品系的步骤包括2-8次回交，优选4-7次回交，更优选6次回交。

在又一实施方案中，所述水稻光温敏核不育系为：长光高温不育型核不育系、高温不育型核不育系、短光低温不育型核不育系、或低温不育型核不育系。在任选的实施方案中，所述水稻光温敏核不育系为广占63-4s、繁8s或双8s等；和/或所述水稻广保型细胞质雄性不育系为新源5A、金农1A、金农2A或金农3A等。

在一具体实施方案中，本发明提供的水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法包括以下步骤：1)以水稻光温敏不育系广占63-4s为母本，将其与作为父本的栽培水稻浙987进行杂交，获得杂交种；2)以水稻光温敏不育系广占63-4s为回交母本，将其与作为父本的步骤1)所获得的杂交种进行回交，继续回交约6次，获得回交种；以及3)将步骤2)所获得的回交种进行3-5次自交，选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系广占63-4B。

在另一具体实施方案中，本发明提供的水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法包括以下步骤：1)以水稻光温敏不育系广占63-4s为母本，将其与作为父本的栽培水稻浙987进行杂交，获得杂交种；2)以水稻光温敏不育系广占63-4s为回交母本，将其与作为父本的步骤1)所获得的杂交种进行回交，继续回交约6次，获得回交种；以及3)将步骤2)所获得的回交种进行3-5次自交，选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系广占63-4B；4)以同型可育系广占63-4B为父本，将其与作为母本的水稻广保型细胞质雄性不育系新源5A进行杂交，获得杂交种；以及5)以同型可育系广占63-4B为回交父本，将其与作为母本的步骤4)所获得的杂交种进行回交，继续回交6次，选育获得遗传属性改变的水稻新品系，即新育成的广保型细胞质雄性不育系广占63-4A。

在上述实施方案中，所述水稻光温敏核不育系、所述水稻光温敏核不育系的同型可育系、或所述遗传属性改变的水稻新品系选自水稻、旱稻、籼稻、粳稻、早稻、晚稻、粘稻、糯稻。任选地，所述水稻光温敏核不育系、所述水稻光温敏核不育系的同型可育系、或所述遗传属性改变的水稻新品系选自稻叶有毛稻和稻叶无毛稻。

可见，本申请提供的水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法，至少具备以下的优势之一：保留水稻光温敏不育系综合遗传背景不变，改变该不育系的不育性遗传属性，将其培育成不受光照长短和气温高低变化干扰、花粉不育度高、和/或不育性稳定的新品系，即新育成的广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系或新质源(CMS-FA)不育系。因此，在杂交稻制种生产中，利用这种新型不育系方法，即使遇到复杂多变的低温、寒潮气候条件，仍然可以生产出保持高度雄性不育性、和/或高纯度杂交稻种子，达到高纯度种子质量标准。

具体实施方式

如本文所用，“水稻”是任何水稻植株并包括可以与水稻育种的所有植物品种。如本文所用，“植株”或“植物”，包括整株植物、植物细胞、植物器官、植物原生质体、植物可以从中再生的植物细胞组织培养物、植物愈伤组织、植物丛和植物或植物部分中完整的植物细胞，所述植物部分例如胚、花粉、胚珠、种子、叶、花、枝、果实、茎杆、根、根尖、花药等。如本文所用的水稻，包括水稻、旱稻、籼稻、粳稻、早稻、晚稻、粘稻、糯稻、稻叶有毛稻和稻叶无毛(光身稻)稻。

如本文所用，“水稻光温敏核不育系”，包括长光高温不育型、高温不育型、短光低温不育型、低温不育型核不育系等，例如广占63-4s、繁8s或双8s等。

如本文育种方法所使用的符号中，“F”表示杂交；“B”表示回交；“n”表示回交世代数目。

如本文所用，“高度雄性不育性”是指水稻成熟花粉用1％碘-碘化钾(I₂-KI)溶液染色后，置100×光学显微镜下观察花粉形态和染色程度，其中不育花粉达到99.9％以上的样本称为高度雄性不育性。

如本文所用，“高纯度杂交稻种子”是指合格杂交稻商品种子标准的纯度必须达到96％以上。

如本文所用，“不育系”又称为“雄性不育系”或“细胞质雄性不育系”，即花粉不育并能将该特征遗传给后代的水稻品系。

如本文所用，“水稻光温敏核不育系的同型可育系”，是指与水稻光温敏不育系综合遗传背景相似、农艺性状相似、育种潜力相似，但是花粉和小穗自交完全可育的新品系，由于该品系可以通过回交转入新质源细胞质后成进一步培育成新质源(CMS-FA)不育系，因而可被称为新质源的同型保持系或B系，刚刚育成的称为新B系。

如本文所用，“新质源(CMS-FA)不育系”，“新质源(CMS-FA)雄性不育系”，“广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系”，“广保型(CMS-FA)雄性不育系”，或“广保型(CMS-FA)不育系”可替换使用，均指从福建野生稻(O.rufipogon)研发成功且带有福建野生稻雄性不育细胞质的雄性不育系，即具有特定CMS-FA细胞质背景的不育系，简称新质源CMS-FA雄性不育系或新质源不育系。因该细胞质的保持系资源利用达到55.5％，比野败型(CMS-WA)保持系资源利用20％更加广泛，因而又被称为广保型细胞质雄性不育系，广保型雄性不育系或广保型不育系，例如，请参见中国发明专利文献CN1954666B。

利用本申请提供的方法将水稻光温敏核不育系定向转育成广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系，其性状整齐、稳定，综合遗传背景、综合农艺性状与水稻光温敏核不育系的同型可育系相似，但是花粉和小穗完全不育，也称为新A系，或新育成的新质源(CMS-FA)雄性不育系。

本申请提供的水稻光温敏核不育系的定向转育方法，遵循了以下两条基本原则：一是基本不改变水稻光温敏不育系种质的优良遗传背景、综合农艺性状和育种潜力，将长期育种积累的优良水稻光温敏不育系种质资源继续在杂交稻育种中发挥巨大作用；二是采用创新遗传育种学方法，改变不育系的不育性遗传属性，把水稻光温敏不育系对光照长短和气温高低等环境变化敏感的特性改变成为对光照长短和气温高低等环境变化不敏感的广保型新质源(CMS-FA)核质互作遗传控制的雄性不育特性，将花粉不育性稳定下来。

如此，在杂交稻制种生产应用中，一旦遇到夏季低温、寒潮袭击时，不育系的花粉育性仍然保持高度雄性不育，不产生花粉育性变化，保障生产出高纯度杂交稻种子，通过技术创新手段从根本上化解这个久未解决、影响深远的科学和生产难题。

可见，本申请利用新质源(CMS-FA)杂交稻技术平台的技术优势，保留水稻光温敏不育系综合遗传背景不变，改变该不育系的不育性遗传属性，将其培育成不受光照长短和气温高低变化干扰、花粉不育度高、不育性稳定的新质源(CMS-FA)不育系。这种新型不育系应用在杂交稻制种生产中，即使遇到复杂多变的低温、寒潮气候条件，仍然可以保持高度雄性不育性，生产出高纯度杂交稻种子，达到高纯度种子质量标准，从根本上解决我国水稻光温敏不育系制种安全性和纯度不高的难题。

具体而言，在一实施方案中，本申请提供了水稻光温敏核不育系定向转育成广保型(CMS-FA)不育系的育种方法，主体技术区为两个步骤：

第一步，将水稻光温敏核不育系转育成与水稻光温敏不育系综合遗传背景相似、农艺性状相似、育种潜力相似，但是花粉和小穗自交完全正常的可育系，或称为B系。

用水稻光温敏不育系做母本，常规水稻品种做父本，相互杂交，获得杂交种子。将杂交种子种植成杂交F1植株，抽穗后，用水稻光温敏不育系做母本，与F1做父本回交，获得回交种子B1F0。将回交种子种植成B1F1植株，抽穗后，继续用水稻光温敏不育系做母本，与B1F1做父本回交，如此方法继续回交2-7次，获得BnF0回交种子。种植BnF1种子，抽穗后让其自交，收获其中花粉和小穗完全可育植株的自交种子2000粒左右。种植成BnF2植株1000株左右，抽穗后让其自交，成熟后选择花粉和小穗育性完全正常植株，分单株收获保存50株自交种子。种植成BnF3世代50个株系，每个株系种植100株。抽穗后让其自交，成熟后选择小区内全部植株的花粉和小穗完全正常可育，无不育株分离，综合遗传背景与水稻光温敏不育系相似、综合农艺性状与水稻光温敏不育系相似，即为水稻光温敏不育系的同型正常可育系。由于该品系可以进一步转育成新质源(CMS-FA)不育系，因而可被称为新质源的同型保持系，或称为B系或新B系。

第二步，将新质源(CMS-FA)不育系做母本，上述方法育成的新B系做父本，相互杂交，获得杂交种子。种植成F1植株，抽穗后用F1做母本，新B系做父本回交，获得回交种子。种植成B1F1植株，抽穗后用B1F1植株做母本，新B系做父本，继续回交。如此方法连续回交2-7次，获得BnF1植株，称为新A系。新A系的植株性状整齐、稳定，综合遗传背景与新B系相似、综合农艺性状与新B系相似，但是花粉和小穗完全不育，新A系即为新育成的新质源(CMS-FA)雄性不育系，也就是水稻光温敏核不育系定向转育成的广保型(CMS-FA)不育系。

本文中使用的广保型(CMS-FA)不育系，是指福建野生稻(O.rufipogon)新型雄性不育细胞质源雄性不育系，简称新质源不育系，或不育系。该不育系雌蕊发育正常，而雄蕊的发育退化或败育，不能自花授粉结实。

本文中使用的新质源(CMS-FA)不育保持系，是指福建野生稻(O.rufipogon)新型细胞质源雄性不育保持系，简称保持系。该保持系雌雄蕊发育正常，将其花粉授予雄性不育系的雌蕊，不仅可结实获得成熟健康种子，而且播种后长成的植株仍然是雄性不育株。

本文中使用的新质源(CMS-FA)不育恢复系，是指福建野生稻(O.rufipogon)细胞质源雄性不育恢复系，简称恢复系。将该恢复系花粉授予不育系的雌蕊，所产生的种子播种后，长成的植株又恢复了雄性(花粉)正常可育。

上述水稻光温敏核不育系定向转育成广保型(CMS-FA)不育系的育种方法使用符号中，F表示杂交；B表示回交；n表示回交世代数目。

上述水稻光温敏核不育系定向转育成广保型(CMS-FA)不育系的育种方法所指的水稻，包括水稻、旱稻、籼稻、粳稻、早稻、晚稻、粘稻、糯稻、稻叶有毛稻和稻叶无毛(光身稻)稻。

上述水稻光温敏核不育系定向转育成广保型(CMS-FA)不育系的育种方法所指的水稻光温敏核不育系，包括长光高温不育型核不育系、高温不育型核不育系、短光低温不育型核不育系、低温不育型核不育系。

上述水稻光温敏核不育系定向转育成广保型(CMS-FA)不育系的育种方法所指的光温敏核不育系，包括水稻、旱稻、籼稻、粳稻、早稻、晚稻、粘稻、糯稻、稻叶有毛稻和稻叶无毛(光身稻)稻型光温敏核不育系。

因此，本申请提供的水稻光温敏核不育系定向转育成广保型(CMS-FA)不育系的育种方法，获得新产品，即新育成的新质源(CMS-FA)不育系(简称新A系，以下相同)的技术特点突出表现在至少以下各方面之一：

(1)新育成的新质源不育系比较完整地保留原光温敏核不育系的良好遗传背景、综合农艺性状和综合育种潜力：新A系采用水稻光温敏核不育系作为轮回亲本，通过2-7次交转育而成。因而，新A系比较完整地保留了原光温敏核不育系具备的综合遗传背景、综合农艺性状和综合育种潜力。

(2)新A系的花粉不育性由细胞核与细胞质相互作用共同控制：新A系具有新质源(CMS-FA)雄性不育细胞质背景，是新质源(CMS-FA)雄性不育细胞质育性基因与新B系细胞核育性基因相互作用的结果，完全由核质互作共同控制雄性不育性状的遗传和表达。新A系的花粉不育性与自然界光照长短和气温高低变化无关。

(3)新A系雄性不育性的生态反映和表达机制稳定：与原光温敏核不育系亲本相比，新A系同样表现为花粉不育，但是花粉育性的生态反映和表达机制已经产生性质完全不同的变化。新A系的花粉不育性不会随着自然界光照长短和气温高低变化而产生可育变化，而是在任何气候条件下，始终保持高度、稳定的雄性不育性质。

(4)新A系生产应用体系成熟稳健：新A系与新育成的新质源保持系或新B系()间隔种植，抽穗后，新B系的花粉授给新A系，新A系植株上结实的种子仍然为新A系，用此方法繁殖新A系；新A系与新质源(CMS-FA)系统的雄性不育恢复系间隔种植，恢复系植株花粉传授给新A系，新A系植株上结实的种子即为杂交稻种子。新A系不育系的繁殖和制种生产应用方法类似于野败型不育系的生产应用方法。因而，新A系生产应用体系可以借助于传统野败型三系法杂交稻生产技术体系，成熟和稳健，为杂交稻制种生产提供坚实的新技术保障。

以下实施例仅用于说明而非限制本申请范围的目的。

本申请中所使用的水稻植株材料信息均可参见中国水稻品种及其系谱数据库(http://www.ricedata.cn/variety/index.htm)。

实施例1 将光温敏核不育系广占63-4s定向转育成广占63-4A

本实施例以光温敏核不育系广占63-4s为例，具体阐明将其定向转育成新质源雄性不育系广占63-4A的方法，详述如下。

第一步，水稻光温敏核不育系的同型可育系的选育。

以广占63-4s作为母本，早籼品种浙987作为父本，相互杂交，获得杂交种子。种植杂交种子，获得F1代植株。

以广占63-4s作为母本，与作为父本的F1代植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B1F1代植株。

以广占63-4s作为母本，与作为父本的B1F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B2F1代植株。

以广占63-4s作为母本，与作为父本的B2F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B3F1代植株。

以广占63-4s作为母本，与作为父本的B3F1代植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B4F1代植株。

以广占63-4s作为母本，与作为父本的B4F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B5F1代植株。

以广占63-4s作为母本，与作为父本的B5F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B6F1代植株。

待B6F1代植株抽穗后让其自交，收获其中花粉和小穗完全可育植株的自交种子2000粒。种植自交种子，获得B6F2代植株1000株。

待B6F2代植株抽穗后让其自交，成熟后选择花粉和小穗育性完全正常植株，分单株收获50株自交种子。种植自交种子，获得B6F3代植株50个株系，每个株系种植100株。

待B6F3代植株抽穗后让其自交，成熟后选择小区内全部植株的花粉和小穗完全正常可育，无不育株分离，综合遗传背景和综合农艺性状与水稻光温敏不育系相似的株系B6F3-1，即水稻光温敏核不育系的同型可育系，将其命名为广占63-4B系。

第二步，广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系的选育。

以新质源(CMS-FA)不育系新源5A作为母本，广占63-4B系作为父本，相互杂交，获得杂交种子。种植杂交种子，获得F1代植株。

以F1代植株作为母本，与作为父本的广占63-4B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B1F1植株。

以B1F1代植株作为母本，与作为父本的广占63-4B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B2F1植株。

以B2F1代植株作为母本，与作为父本的广占63-4B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B3F1植株。

以B3F1代植株作为母本，与作为父本的广占63-4B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B4F1植株。

以B4F1代植株作为母本，与作为父本的广占63-4B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B5F1植株。

以B5F1代植株作为母本，与作为父本的广占63-4B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B6F1植株，将其命名为广占63-4A系。

广占63-4A系的植株性状整齐、稳定，综合遗传背景与广占63-4B系相似、综合农艺性状与广占63-4B系相似，但是花粉和小穗完全不育，广占63-4A系即为新育成的新质源(CMS-FA)雄性不育系，也就是水稻光温敏核不育系定向转育成的新品系，即广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系。

广占63-4A系的主要技术指标如下：播种到始穗85天，与同期播种插秧的广占63-4s，生育期相当；广占63-4A始穗期检测花粉育性，以典型败育为主。1000株以上群体不育株率100％，花粉不育度99.98％，套袋自交结实率为0％。

广占63-4A稻米品质检测结果是：糙米率80.9％，精米率72.4％，整精米率60.3％，粒长6.3毫米，长宽比2.9，垩白粒率14.2％，垩白度3.0％，透明度1级，碱消值6.0级，胶稠度87.3毫米，直链淀粉含量15.7％，稻米品质总体达到国家优质3级米，新部级优质2级米。

实施例2 将光温敏核不育系广占63-4s定向转育成追求A

本实施例将水稻光温敏雄性核不育系广占63-4s定向转育成新质源(CMS-FA)雄性不育系追求A，其中追求A相当于为实施例1中的广占63-4A，追求B相当于实施例1中的广占63-4B，只是回交的次数与实施例1不同，育种方向和结果一致。

1、广占63-4s定向转育成追求A：

采用广占63-4s与浙987杂交，并以广占63-4s为轮回亲本多次回交和自交，系谱选育获得的追求B为细胞核供体，同时采用杂交和回交的方法，同步导入新质源(CMS-FA)不育系新源5A的细胞质，育成性状整齐稳定、不育度高、异交率高、稻米品质优良的新质源(CMS-FA)不育系追求A。

具体过程如表1所示，其中综合了父本(保持系)选育和母本(不育系)选育的2套工作，父本选育参见第五列，母本选育参见第二列。

表1 追求A的选育过程

注：“/”或“×”表示杂交或回交；“/数值/”表示杂交或回交次数；F表示杂交；B表示回交；n表示回交世代数目。

2、追求A与广占63-4s植物学特征比较：

追求A与广占63-4s比较，在株高、穗长、每穗粒数、千粒重、播种-始穗、稻米品质等植物学特征方面基本相似(表2)。

表2 追求A与广占63-4s植物学特征比较

3、追求A与广占63-4s生物学特性比较：

追求A与对照广占63-4s比较，在雄性不育系类型、雄性不育稳定性、是否需要保持系、恢复系来源等生物学特性方面存在明显差异(表3)。

表3 追求A与广占63-4s生物学特性比较

实施例3 将光温敏核不育系繁8s定向转育成繁8A

本实施例以光温敏核不育系繁8s为例，具体阐明将其定向转育成新质源雄性不育系繁8A的方法，详述如下。

第一步，水稻光温敏核不育系的同型可育系的选育。

以繁8s作为母本，早籼品种浙987作为父本，相互杂交，获得杂交种子。种植杂交种子，获得F1代植株。

以繁8s作为母本，与作为父本的F1代植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B1F1代植株。

以繁8s作为母本，与作为父本的B1F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B2F1代植株。

以繁8s作为母本，与作为父本的B2F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B3F1代植株。

以繁8s作为母本，与作为父本的B3F1代植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B4F1代植株。

以繁8s作为母本，与作为父本的B4F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B5F1代植株。

以繁8s作为母本，与作为父本的B5F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B6F1代植株。

以繁8s作为母本，与作为父本的B6F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B7F1代植株。

待B7F1代植株抽穗后让其自交，收获其中花粉和小穗完全可育植株的自交种子2500粒。种植自交种子，获得B7F2代植株800株。

待B7F2代植株抽穗后让其自交，成熟后选择花粉和小穗育性完全正常植株，分单株收获50株自交种子。种植自交种子，获得B7F3代植株40个株系，每个株系种植100株。

待B7F3代植株抽穗后让其自交，成熟后选择小区内全部植株的花粉和小穗完全正常可育，无不育株分离，综合遗传背景和综合农艺性状与水稻光温敏不育系相似的株系B7F3-1，即为水稻光温敏不育系的同型可育系，将其命名为繁8B系。

第二步，广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系的选育。

以新质源(CMS-FA)不育系新源5A作为母本，繁8B系作为父本，相互杂交，获得杂交种子。种植杂交种子，获得F1代植株。

以F1代植株作为母本，与作为父本的繁8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B1F1植株。

以B1F1代植株作为母本，与作为父本的繁8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B2F1植株。

以B2F1代植株作为母本，与作为父本的繁8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B3F1植株。

以B3F1代植株作为母本，与作为父本的繁8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B4F1植株。

以B4F1代植株作为母本，与作为父本的繁8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B5F1植株，将其命名为繁8A系。

繁8A系的植株性状整齐、稳定，综合遗传背景与繁8B系相似、综合农艺性状与繁8B系相似，但是花粉和小穗完全不育，繁8A系即为新育成的广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系或新质源(CMS-FA)雄性不育系。

繁8A主要技术指标如下：播种到始穗81天，与同期播种插秧的繁8s生育期相当；繁8A始穗期检测花粉育性，以典型败育为主。1000株以上群体不育株率100％，花粉不育度99.97％，套袋自交结实率为0％。

繁8A稻米品质检测结果是：稻米品质一般。

实施例4 将光温敏核不育系双8s定向转育成双8A

本实施例以光温敏核不育系双8s为例，具体阐明将其定向转育成新质源雄性不育系双8A的方法，详述如下。

第一步，水稻光温敏核不育系的同型可育系的选育。

以双8s作为母本，早籼品种浙987作为父本，相互杂交，获得杂交种子。种植杂交种子，获得F1代植株。

以双8s作为母本，与作为父本的F1代植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B1F1代植株。

以双8s作为母本，与作为父本的B1F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B2F1代植株。

以双8s作为母本，与作为父本的B2F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B3F1代植株。

以双8s作为母本，与作为父本的B3F1代植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B4F1代植株。

以双8s作为母本，与作为父本的B4F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B5F1代植株。

以双8s作为母本，与作为父本的B5F1植株进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B6F1代植株。

待B6F1代植株抽穗后让其自交，收获其中花粉和小穗完全可育植株的自交种子1800粒。种植自交种子，获得B6F2代植株1200株。

待B6F2代植株抽穗后让其自交，成熟后选择花粉和小穗育性完全正常植株，分单株收获50株自交种子。种植自交种子，获得B6F3代植株50个株系，每个株系种植80株。

待B6F3代植株抽穗后让其自交，成熟后选择小区内全部植株的花粉和小穗完全正常可育，无不育株分离，综合遗传背景和综合农艺性状与水稻光温敏不育系相似的株系B6F3-1，即为水稻光温敏不育系的同型可育系，将其命名为双8B系。

第二步，广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系的选育。

以新质源(CMS-FA)不育系新源5A作为母本，双8B系作为父本，相互杂交，获得杂交种子。种植杂交种子，获得F1代植株。

以F1代植株作为母本，与作为父本的双8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B1F1植株。

以B1F1代植株作为母本，与作为父本的双8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B2F1植株。

以B2F1代植株作为母本，与作为父本的双8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B3F1植株。

以B3F1代植株作为母本，与作为父本的双8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B4F1植株。

以B4F1代植株作为母本，与作为父本的双8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B5F1植株。

以B5F1代植株作为母本，与作为父本的双8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B6F1植株。

以B6F1代植株作为母本，与作为父本的双8B系进行回交，获得回交种子。种植回交种子，获得B7F1植株，将其命名为双8A系。

双8A系的植株性状整齐、稳定，综合遗传背景、综合农艺性状与双8B系相似，但是花粉和小穗完全不育，双8A系即为新育成的广保型(CMS-FA)细胞质雄性不育系或新质源(CMS-FA)雄性不育系。

双8A主要技术指标如下：播种到始穗80天，与同期播种插秧的双8s生育期相当；双8A始穗期检测花粉育性，以典型败育为主。1000株以上群体不育株率100％，花粉不育度99.96％，套袋自交结实率为0％。

双8A稻米品质检测结果是：稻米品质一般。

Claims (9)

1.水稻光温敏核不育系定向转育成广保型细胞质雄性不育系的方法，其包括以下步骤：

以水稻光温敏核不育系为回交母本，栽培水稻为父本，通过杂交、回交和自交，选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系，以及

以所述水稻光温敏核不育系的同型可育系为回交父本，水稻广保型细胞质雄性不育系为母本，通过杂交和回交，选育获得遗传属性改变的水稻新品系，即新育成的广保型细胞质雄性不育系，

其中所述选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系的步骤包括2-8次回交和3-5次自交，并且

其中所述水稻光温敏核不育系为广占63-4s、繁8s或双8s；所述栽培水稻为浙987；所述水稻广保型细胞质雄性不育系为新质源CMS-FA不育系新源5A。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述遗传属性改变包括水稻的不育性对光照和温度不敏感。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系的步骤包括4-7次回交和4次自交。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述选育获得水稻光温敏核不育系的同型可育系的步骤包括6次回交和4次自交。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述选育获得遗传属性改变的水稻新品系的步骤包括2-8次回交。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述选育获得遗传属性改变的水稻新品系的步骤包括4-7次回交。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述选育获得遗传属性改变的水稻新品系的步骤包括6次回交。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述方法包括以下步骤：

1) 以水稻光温敏不育系广占63-4s为母本，将其与作为父本的栽培水稻浙987进行杂交，获得杂交种；

2) 以水稻光温敏不育系广占63-4s为回交母本，将其与作为父本的步骤1)所获得的杂交种进行回交，继续回交约6次，获得回交种；以及

3) 将步骤2)所获得的回交种进行3-5次自交，选育获得的水稻光温敏核不育系的同型可育系广占63-4B。

9.如权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：

4) 以同型可育系广占63-4B为父本，将其与作为母本的水稻广保型细胞质雄性不育系新源5A进行杂交，获得杂交种；以及

5) 以同型可育系广占63-4B为回交父本，将其与作为母本的步骤4)所获得的杂交种进行回交，继续回交约6次，选育获得遗传属性改变的水稻新品系，即新育成的广保型细胞质雄性不育系广占63-4A。