本申請屬于雜交水稻育種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的方法。
背景技術(shù)：
1973年湖北石明松在粳稻農(nóng)墾58的群體中發(fā)現(xiàn)了雄性不育株，該植株在夏季抽穗表現(xiàn)為雄性不育，秋季抽穗則表現(xiàn)為雄性可育，經(jīng)研究其花粉育性與溫度高低和光照長短有密切聯(lián)系，即在夏季高溫長日照氣候條件下抽穗表現(xiàn)為雄性不育，而在秋季低溫短日照氣候條件下抽穗則表現(xiàn)為雄性可育，并將該不育系命名為湖北光溫敏核不育水稻。
自石明松(1981)提出水稻自然兩用系的概念以來，已選育出許多兩用水稻光溫敏核不育系，并且配組成兩系法雜交稻組合通過審定推廣，開辟了水稻雜種優(yōu)勢利用的新途徑，并逐漸發(fā)展成為雜交水稻育種技術(shù)的一種重要類型，為我國雜交稻技術(shù)創(chuàng)新，繼續(xù)保持世界領(lǐng)先水平做出了巨大貢獻(xiàn)。
水稻光溫敏核不育系的育種研究是該領(lǐng)域最核心的技術(shù)，有關(guān)研究和討論水稻光溫敏核不育系育種技術(shù)的代表性文獻(xiàn)有：
(1)《超級雜交稻研究》，袁隆平主編，2006年，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，上海。
(2)《雜交水稻學(xué)》，袁隆平主編，2002年，中國農(nóng)業(yè)出版社，北京。
(3)《兩系法雜交水稻的理論與技術(shù)》，陳立云主編，2001年，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，上海。
(4)《水稻雄性不育生物學(xué)》，朱英國編，2000年，武漢大學(xué)出版社，武漢。
(5)《雜種優(yōu)勢和雜交稻育種》楊仁崔，陳順輝譯，1996，福建科學(xué)技術(shù)出版社，福州(Heterosis and Hybrid Rice Breeding S.S.Virmani著，Springer-Verlay Berlin Heidelberg出版社，1994年，德國)。
(6)《水稻育種學(xué)》，閔紹楷，申宗坦，熊振民編，1996年，中國農(nóng)業(yè)出版社，北京。
(7)《光敏感核不育系水稻育性轉(zhuǎn)換機(jī)理與應(yīng)用研究》，李澤炳編，1995年，湖北科學(xué)技術(shù)出版社，武漢。
(8)《兩系雜交水稻的研究與應(yīng)用》，賀浩華，元生朝編，1993年，江西科學(xué)技術(shù)出版社，南昌。
(9)《光周期敏感核不育水稻研究與利用》，朱英國，楊代常編，1992年，武漢大學(xué)出版社，武漢。
(10)《中國水稻品種及其系譜》，林世成，閔紹楷編，1991年，上海科學(xué)技術(shù)出版社，上海。
(11)“對光照長度敏感的隱性雄性不育水稻的發(fā)現(xiàn)與初步研究”，石明松，1985，《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》(2):44-48。
(12)《雜交水稻的研究與實(shí)踐》，李澤炳等編，1982年，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，上海。
1、水稻光溫敏不育系與兩系法雜交稻育種技術(shù)優(yōu)勢和成就
采用光溫敏不育系途徑選育兩系法雜交稻在育種技術(shù)方面具有許多優(yōu)勢：一是光溫敏不育系繁殖不需要保持系，只要安排種植在稻作區(qū)域秋季或是海南春季抽穗，溫度和光照就可以滿足誘導(dǎo)花粉成為可育的條件，實(shí)現(xiàn)自交繁殖不育系的目的，在生產(chǎn)上減少了與保持系間隔種植授粉的繁殖不育系的環(huán)節(jié)(如野敗型三系法不育系)，可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益；二是光溫敏不育系配組自由，已有研究表明98％的普通水稻栽培品種都可以恢復(fù)兩用不育系的花粉育性，選配優(yōu)良雜交水稻的幾率大幅度提高。而野敗型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系只有20％左右的品種可以作為恢復(fù)系，相比之下，兩系法雜交稻的恢復(fù)系利用率大大高于野敗型細(xì)胞質(zhì)雜交稻的恢復(fù)系利用率；三是目前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為光溫敏不育性由核基因控制遺傳，與細(xì)胞質(zhì)無關(guān)，由此可克服野敗型三系法不育系中細(xì)胞質(zhì)的負(fù)效應(yīng)和細(xì)胞質(zhì)單一帶來的潛在 危險(xiǎn)；四是能跟隨并利用常規(guī)稻育種進(jìn)步的成果，除了能迅速改良米質(zhì)外，還能利用秈粳亞種間雜種優(yōu)勢，以期實(shí)現(xiàn)雜交水稻更高產(chǎn)量水平的育種目標(biāo)。
自研究農(nóng)墾58s光溫敏不育特性，開展兩用核不育系和兩系法雜交水稻育種研究以來，迄今為止，國家水稻數(shù)據(jù)中心(http://www.ricedata.cn/)列出獲得省級以上鑒定的光溫敏不育系信息已超過70個(條)，通過省級以上鑒定和獲得品種權(quán)授權(quán)的不育系已超過19個(條)。國家水稻數(shù)據(jù)中心還顯示，截止2013年，已獲得省級以上審定的兩系雜交水稻組合高達(dá)606個(條)。據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)，我國兩系雜交稻種植面積約占雜交稻總播種面積的25％左右，安徽、湖南、湖北等省份的兩系雜交稻種植面積已經(jīng)超過三系法雜交稻。1993-2009年間累計(jì)推廣面積達(dá)到3.15億畝。兩系雜交稻已經(jīng)成為我國水稻生產(chǎn)應(yīng)用中一個重要的類型，在保障糧食安全和豐收中發(fā)揮了重要的作用。
兩系法雜交水稻育種技術(shù)還推廣到印度、美國、越南、菲律賓、日本等國家，逐漸走向世界。
2、水稻光溫敏不育系與兩系法雜交稻的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)
水稻光溫敏不育系與兩系法雜交稻育種推廣取得了巨大成就的同時，潛在的風(fēng)險(xiǎn)無法避免，而且日益突出。
迄今為止，科學(xué)家設(shè)計(jì)的水稻光溫敏不育系跟隨大自然光照和溫度的變化來調(diào)控花粉育性，例如，夏季長日高溫條件下誘導(dǎo)光溫敏不育系的花粉不育，安排雜交稻制種；秋季短日低溫條件下誘導(dǎo)光溫敏不育系的花粉可育，安排繁殖不育系。
但是，由于大自然條件下氣候復(fù)雜多變，無法預(yù)測和不可控制的夏季低溫、寒潮常常誘導(dǎo)制種田部分水稻光溫敏不育系的花粉轉(zhuǎn)換為可育或半可育，這些可育和半可育花粉通過自花授粉，仍然產(chǎn)生光溫敏不育系，混雜在制種田的雜交稻種子中，導(dǎo)致雜交稻種子純度大幅度下降，無法達(dá)到商品種子標(biāo)準(zhǔn)而造成巨大損失。
由于不確定的氣候變化導(dǎo)致制種失敗或是種子純度不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象時有發(fā)生。除了受外部的氣候變化影響育性以外，不育系自身的遺傳漂變現(xiàn)象也能導(dǎo)致育性不穩(wěn)定，由于不育系遺傳背景受到多基因控制， 隨著代數(shù)的增加，其育性轉(zhuǎn)換溫度會向上漂移，育性產(chǎn)生波動。
綜上所述，水稻光溫敏不育系在育種應(yīng)用取得巨大成就的同時，潛伏著巨大的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。迄今為止，人類的科學(xué)技術(shù)水平仍然無法有效預(yù)測夏季低溫、寒潮。一旦夏季低溫、寒潮來臨，那么，人類現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)水平和能力抵御和控制夏季低溫、寒潮十分有限。
因此，長期以來，從現(xiàn)有的研究思路和生產(chǎn)應(yīng)用層面難以化解夏季低溫、寒潮襲擊兩系法雜交稻制種田中的不育系花粉育性這個難題，潛在的風(fēng)險(xiǎn)始終威脅兩系法雜交稻種子生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
一方面，本發(fā)明提供了水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的方法。
本發(fā)明提供的水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的方法包括以下步驟：以水稻光溫敏核不育系為回交母本，栽培水稻為父本，通過雜交、回交和自交，選育獲得水稻光溫敏核不育系的同型可育系。
另一方面，本發(fā)明提供的水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的方法包括以下步驟：以水稻光溫敏核不育系為回交母本，栽培水稻為父本，通過雜交、回交和自交，選育獲得水稻光溫敏核不育系的同型可育系；以及以所述水稻光溫敏核不育系的同型可育系為回交父本，水稻廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為母本，通過雜交和回交，選育獲得遺傳屬性改變的水稻新品系，即新育成的廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
在一實(shí)施方案中，所述遺傳屬性改變包括水稻的不育性對光照和溫度不敏感。
在另一實(shí)施方案中，所述選育獲得水稻光溫敏核不育系的同型可育系的步驟包括2-8次回交和3-5次自交，優(yōu)選4-7次回交和4次自交，更優(yōu)選6次回交和4次自交。
在又一實(shí)施方案中，其中所述選育獲得遺傳屬性改變的水稻新品系的步驟包括2-8次回交，優(yōu)選4-7次回交，更優(yōu)選6次回交。
在又一實(shí)施方案中，所述水稻光溫敏核不育系為：長光高溫不育型核不育系、高溫不育型核不育系、短光低溫不育型核不育系、或低溫不育型核不育系。在任選的實(shí)施方案中，所述水稻光溫敏核不育系為廣占63-4s、繁8s或雙8s等；和/或所述水稻廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為新源5A、金農(nóng)1A、金農(nóng)2A或金農(nóng)3A等。
在一具體實(shí)施方案中，本發(fā)明提供的水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的方法包括以下步驟：1)以水稻光溫敏不育系廣占63-4s為母本，將其與作為父本的栽培水稻浙987進(jìn)行雜交，獲得雜交種；2)以水稻光溫敏不育系廣占63-4s為回交母本，將其與作為父本的步驟1)所獲得的雜交種進(jìn)行回交，繼續(xù)回交約6次，獲得回交種；以及3)將步驟2)所獲得的回交種進(jìn)行3-5次自交，選育獲得水稻光溫敏核不育系的同型可育系廣占63-4B。
在另一具體實(shí)施方案中，本發(fā)明提供的水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的方法包括以下步驟：1)以水稻光溫敏不育系廣占63-4s為母本，將其與作為父本的栽培水稻浙987進(jìn)行雜交，獲得雜交種；2)以水稻光溫敏不育系廣占63-4s為回交母本，將其與作為父本的步驟1)所獲得的雜交種進(jìn)行回交，繼續(xù)回交約6次，獲得回交種；以及3)將步驟2)所獲得的回交種進(jìn)行3-5次自交，選育獲得水稻光溫敏核不育系的同型可育系廣占63-4B；4)以同型可育系廣占63-4B為父本，將其與作為母本的水稻廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系新源5A進(jìn)行雜交，獲得雜交種；以及5)以同型可育系廣占63-4B為回交父本，將其與作為母本的步驟4)所獲得的雜交種進(jìn)行回交，繼續(xù)回交6次，選育獲得遺傳屬性改變的水稻新品系，即新育成的廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系廣占63-4A。
在上述實(shí)施方案中，所述水稻光溫敏核不育系、所述水稻光溫敏核不育系的同型可育系、或所述遺傳屬性改變的水稻新品系選自水稻、旱稻、秈稻、粳稻、早稻、晚稻、粘稻、糯稻。任選地，所述水稻光溫敏核不育系、所述水稻光溫敏核不育系的同型可育系、或所述遺傳屬性改變的水稻新品系選自稻葉有毛稻和稻葉無毛稻。
可見，本申請?zhí)峁┑乃竟鉁孛艉瞬挥刀ㄏ蜣D(zhuǎn)育成廣保型細(xì)胞 質(zhì)雄性不育系的方法，至少具備以下的優(yōu)勢之一：保留水稻光溫敏不育系綜合遺傳背景不變，改變該不育系的不育性遺傳屬性，將其培育成不受光照長短和氣溫高低變化干擾、花粉不育度高、和/或不育性穩(wěn)定的新品系，即新育成的廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系或新質(zhì)源(CMS-FA)不育系。因此，在雜交稻制種生產(chǎn)中，利用這種新型不育系方法，即使遇到復(fù)雜多變的低溫、寒潮氣候條件，仍然可以生產(chǎn)出保持高度雄性不育性、和/或高純度雜交稻種子，達(dá)到高純度種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
如本文所用，“水稻”是任何水稻植株并包括可以與水稻育種的所有植物品種。如本文所用，“植株”或“植物”，包括整株植物、植物細(xì)胞、植物器官、植物原生質(zhì)體、植物可以從中再生的植物細(xì)胞組織培養(yǎng)物、植物愈傷組織、植物叢和植物或植物部分中完整的植物細(xì)胞，所述植物部分例如胚、花粉、胚珠、種子、葉、花、枝、果實(shí)、莖桿、根、根尖、花藥等。如本文所用的水稻，包括水稻、旱稻、秈稻、粳稻、早稻、晚稻、粘稻、糯稻、稻葉有毛稻和稻葉無毛(光身稻)稻。
如本文所用，“水稻光溫敏核不育系”，包括長光高溫不育型、高溫不育型、短光低溫不育型、低溫不育型核不育系等，例如廣占63-4s、繁8s或雙8s等。
如本文育種方法所使用的符號中，“F”表示雜交；“B”表示回交；“n”表示回交世代數(shù)目。
如本文所用，“高度雄性不育性”是指水稻成熟花粉用1％碘-碘化鉀(I2-KI)溶液染色后，置100×光學(xué)顯微鏡下觀察花粉形態(tài)和染色程度，其中不育花粉達(dá)到99.9％以上的樣本稱為高度雄性不育性。
如本文所用，“高純度雜交稻種子”是指合格雜交稻商品種子標(biāo)準(zhǔn)的純度必須達(dá)到96％以上。
如本文所用，“不育系”又稱為“雄性不育系”或“細(xì)胞質(zhì)雄性不育系”，即花粉不育并能將該特征遺傳給后代的水稻品系。
如本文所用，“水稻光溫敏核不育系的同型可育系”，是指與水稻光 溫敏不育系綜合遺傳背景相似、農(nóng)藝性狀相似、育種潛力相似，但是花粉和小穗自交完全可育的新品系，由于該品系可以通過回交轉(zhuǎn)入新質(zhì)源細(xì)胞質(zhì)后成進(jìn)一步培育成新質(zhì)源(CMS-FA)不育系，因而可被稱為新質(zhì)源的同型保持系或B系，剛剛育成的稱為新B系。
如本文所用，“新質(zhì)源(CMS-FA)不育系”，“新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育系”，“廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系”，“廣保型(CMS-FA)雄性不育系”，或“廣保型(CMS-FA)不育系”可替換使用，均指從福建野生稻(O.rufipogon)研發(fā)成功且?guī)в懈＝ㄒ吧拘坌圆挥?xì)胞質(zhì)的雄性不育系，即具有特定CMS-FA細(xì)胞質(zhì)背景的不育系，簡稱新質(zhì)源CMS-FA雄性不育系或新質(zhì)源不育系。因該細(xì)胞質(zhì)的保持系資源利用達(dá)到55.5％，比野敗型(CMS-WA)保持系資源利用20％更加廣泛，因而又被稱為廣保型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，廣保型雄性不育系或廣保型不育系，例如，請參見中國發(fā)明專利文獻(xiàn)CN1954666B。
利用本申請?zhí)峁┑姆椒▽⑺竟鉁孛艉瞬挥刀ㄏ蜣D(zhuǎn)育成廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，其性狀整齊、穩(wěn)定，綜合遺傳背景、綜合農(nóng)藝性狀與水稻光溫敏核不育系的同型可育系相似，但是花粉和小穗完全不育，也稱為新A系，或新育成的新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育系。
本申請?zhí)峁┑乃竟鉁孛艉瞬挥档亩ㄏ蜣D(zhuǎn)育方法，遵循了以下兩條基本原則：一是基本不改變水稻光溫敏不育系種質(zhì)的優(yōu)良遺傳背景、綜合農(nóng)藝性狀和育種潛力，將長期育種積累的優(yōu)良水稻光溫敏不育系種質(zhì)資源繼續(xù)在雜交稻育種中發(fā)揮巨大作用；二是采用創(chuàng)新遺傳育種學(xué)方法，改變不育系的不育性遺傳屬性，把水稻光溫敏不育系對光照長短和氣溫高低等環(huán)境變化敏感的特性改變成為對光照長短和氣溫高低等環(huán)境變化不敏感的廣保型新質(zhì)源(CMS-FA)核質(zhì)互作遺傳控制的雄性不育特性，將花粉不育性穩(wěn)定下來。
如此，在雜交稻制種生產(chǎn)應(yīng)用中，一旦遇到夏季低溫、寒潮襲擊時，不育系的花粉育性仍然保持高度雄性不育，不產(chǎn)生花粉育性變化，保障生產(chǎn)出高純度雜交稻種子，通過技術(shù)創(chuàng)新手段從根本上化解這個久未解決、影響深遠(yuǎn)的科學(xué)和生產(chǎn)難題。
可見，本申請利用新質(zhì)源(CMS-FA)雜交稻技術(shù)平臺的技術(shù)優(yōu)勢， 保留水稻光溫敏不育系綜合遺傳背景不變，改變該不育系的不育性遺傳屬性，將其培育成不受光照長短和氣溫高低變化干擾、花粉不育度高、不育性穩(wěn)定的新質(zhì)源(CMS-FA)不育系。這種新型不育系應(yīng)用在雜交稻制種生產(chǎn)中，即使遇到復(fù)雜多變的低溫、寒潮氣候條件，仍然可以保持高度雄性不育性，生產(chǎn)出高純度雜交稻種子，達(dá)到高純度種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，從根本上解決我國水稻光溫敏不育系制種安全性和純度不高的難題。
具體而言，在一實(shí)施方案中，本申請?zhí)峁┝怂竟鉁孛艉瞬挥刀ㄏ蜣D(zhuǎn)育成廣保型(CMS-FA)不育系的育種方法，主體技術(shù)區(qū)為兩個步驟：
第一步，將水稻光溫敏核不育系轉(zhuǎn)育成與水稻光溫敏不育系綜合遺傳背景相似、農(nóng)藝性狀相似、育種潛力相似，但是花粉和小穗自交完全正常的可育系，或稱為B系。
用水稻光溫敏不育系做母本，常規(guī)水稻品種做父本，相互雜交，獲得雜交種子。將雜交種子種植成雜交F1植株，抽穗后，用水稻光溫敏不育系做母本，與F1做父本回交，獲得回交種子B1F0。將回交種子種植成B1F1植株，抽穗后，繼續(xù)用水稻光溫敏不育系做母本，與B1F1做父本回交，如此方法繼續(xù)回交2-7次，獲得BnF0回交種子。種植BnF1種子，抽穗后讓其自交，收獲其中花粉和小穗完全可育植株的自交種子2000粒左右。種植成BnF2植株1000株左右，抽穗后讓其自交，成熟后選擇花粉和小穗育性完全正常植株，分單株收獲保存50株自交種子。種植成BnF3世代50個株系，每個株系種植100株。抽穗后讓其自交，成熟后選擇小區(qū)內(nèi)全部植株的花粉和小穗完全正?？捎?，無不育株分離，綜合遺傳背景與水稻光溫敏不育系相似、綜合農(nóng)藝性狀與水稻光溫敏不育系相似，即為水稻光溫敏不育系的同型正?？捎怠Ｓ捎谠撈废悼梢赃M(jìn)一步轉(zhuǎn)育成新質(zhì)源(CMS-FA)不育系，因而可被稱為新質(zhì)源的同型保持系，或稱為B系或新B系。
第二步，將新質(zhì)源(CMS-FA)不育系做母本，上述方法育成的新B系做父本，相互雜交，獲得雜交種子。種植成F1植株，抽穗后用F1做母本，新B系做父本回交，獲得回交種子。種植成B1F1植株，抽 穗后用B1F1植株做母本，新B系做父本，繼續(xù)回交。如此方法連續(xù)回交2-7次，獲得BnF1植株，稱為新A系。新A系的植株性狀整齊、穩(wěn)定，綜合遺傳背景與新B系相似、綜合農(nóng)藝性狀與新B系相似，但是花粉和小穗完全不育，新A系即為新育成的新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育系，也就是水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成的廣保型(CMS-FA)不育系。
本文中使用的廣保型(CMS-FA)不育系，是指福建野生稻(O.rufipogon)新型雄性不育細(xì)胞質(zhì)源雄性不育系，簡稱新質(zhì)源不育系，或不育系。該不育系雌蕊發(fā)育正常，而雄蕊的發(fā)育退化或敗育，不能自花授粉結(jié)實(shí)。
本文中使用的新質(zhì)源(CMS-FA)不育保持系，是指福建野生稻(O.rufipogon)新型細(xì)胞質(zhì)源雄性不育保持系，簡稱保持系。該保持系雌雄蕊發(fā)育正常，將其花粉授予雄性不育系的雌蕊，不僅可結(jié)實(shí)獲得成熟健康種子，而且播種后長成的植株仍然是雄性不育株。
本文中使用的新質(zhì)源(CMS-FA)不育恢復(fù)系，是指福建野生稻(O.rufipogon)細(xì)胞質(zhì)源雄性不育恢復(fù)系，簡稱恢復(fù)系。將該恢復(fù)系花粉授予不育系的雌蕊，所產(chǎn)生的種子播種后，長成的植株又恢復(fù)了雄性(花粉)正?？捎?。
上述水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型(CMS-FA)不育系的育種方法使用符號中，F(xiàn)表示雜交；B表示回交；n表示回交世代數(shù)目。
上述水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型(CMS-FA)不育系的育種方法所指的水稻，包括水稻、旱稻、秈稻、粳稻、早稻、晚稻、粘稻、糯稻、稻葉有毛稻和稻葉無毛(光身稻)稻。
上述水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型(CMS-FA)不育系的育種方法所指的水稻光溫敏核不育系，包括長光高溫不育型核不育系、高溫不育型核不育系、短光低溫不育型核不育系、低溫不育型核不育系。
上述水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成廣保型(CMS-FA)不育系的育種方法所指的光溫敏核不育系，包括水稻、旱稻、秈稻、粳稻、早稻、晚稻、粘稻、糯稻、稻葉有毛稻和稻葉無毛(光身稻)稻型光溫敏 核不育系。
因此，本申請?zhí)峁┑乃竟鉁孛艉瞬挥刀ㄏ蜣D(zhuǎn)育成廣保型(CMS-FA)不育系的育種方法，獲得新產(chǎn)品，即新育成的新質(zhì)源(CMS-FA)不育系(簡稱新A系，以下相同)的技術(shù)特點(diǎn)突出表現(xiàn)在至少以下各方面之一：
(1)新育成的新質(zhì)源不育系比較完整地保留原光溫敏核不育系的良好遺傳背景、綜合農(nóng)藝性狀和綜合育種潛力：新A系采用水稻光溫敏核不育系作為輪回親本，通過2-7次交轉(zhuǎn)育而成。因而，新A系比較完整地保留了原光溫敏核不育系具備的綜合遺傳背景、綜合農(nóng)藝性狀和綜合育種潛力。
(2)新A系的花粉不育性由細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)相互作用共同控制：新A系具有新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育細(xì)胞質(zhì)背景，是新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育細(xì)胞質(zhì)育性基因與新B系細(xì)胞核育性基因相互作用的結(jié)果，完全由核質(zhì)互作共同控制雄性不育性狀的遺傳和表達(dá)。新A系的花粉不育性與自然界光照長短和氣溫高低變化無關(guān)。
(3)新A系雄性不育性的生態(tài)反映和表達(dá)機(jī)制穩(wěn)定：與原光溫敏核不育系親本相比，新A系同樣表現(xiàn)為花粉不育，但是花粉育性的生態(tài)反映和表達(dá)機(jī)制已經(jīng)產(chǎn)生性質(zhì)完全不同的變化。新A系的花粉不育性不會隨著自然界光照長短和氣溫高低變化而產(chǎn)生可育變化，而是在任何氣候條件下，始終保持高度、穩(wěn)定的雄性不育性質(zhì)。
(4)新A系生產(chǎn)應(yīng)用體系成熟穩(wěn)健：新A系與新育成的新質(zhì)源保持系或新B系()間隔種植，抽穗后，新B系的花粉授給新A系，新A系植株上結(jié)實(shí)的種子仍然為新A系，用此方法繁殖新A系；新A系與新質(zhì)源(CMS-FA)系統(tǒng)的雄性不育恢復(fù)系間隔種植，恢復(fù)系植株花粉傳授給新A系，新A系植株上結(jié)實(shí)的種子即為雜交稻種子。新A系不育系的繁殖和制種生產(chǎn)應(yīng)用方法類似于野敗型不育系的生產(chǎn)應(yīng)用方法。因而，新A系生產(chǎn)應(yīng)用體系可以借助于傳統(tǒng)野敗型三系法雜交稻生產(chǎn)技術(shù)體系，成熟和穩(wěn)健，為雜交稻制種生產(chǎn)提供堅(jiān)實(shí)的新技術(shù)保障。
以下實(shí)施例僅用于說明而非限制本申請范圍的目的。
本申請中所使用的水稻植株材料信息均可參見中國水稻品種及其系譜數(shù)據(jù)庫(http://www.ricedata.cn/variety/index.htm)。
實(shí)施例1 將光溫敏核不育系廣占63-4s定向轉(zhuǎn)育成廣占63-4A
本實(shí)施例以光溫敏核不育系廣占63-4s為例，具體闡明將其定向轉(zhuǎn)育成新質(zhì)源雄性不育系廣占63-4A的方法，詳述如下。
第一步，水稻光溫敏核不育系的同型可育系的選育。
以廣占63-4s作為母本，早秈品種浙987作為父本，相互雜交，獲得雜交種子。種植雜交種子，獲得F1代植株。
以廣占63-4s作為母本，與作為父本的F1代植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B1F1代植株。
以廣占63-4s作為母本，與作為父本的B1F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B2F1代植株。
以廣占63-4s作為母本，與作為父本的B2F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B3F1代植株。
以廣占63-4s作為母本，與作為父本的B3F1代植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B4F1代植株。
以廣占63-4s作為母本，與作為父本的B4F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B5F1代植株。
以廣占63-4s作為母本，與作為父本的B5F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B6F1代植株。
待B6F1代植株抽穗后讓其自交，收獲其中花粉和小穗完全可育植株的自交種子2000粒。種植自交種子，獲得B6F2代植株1000株。
待B6F2代植株抽穗后讓其自交，成熟后選擇花粉和小穗育性完全正常植株，分單株收獲50株自交種子。種植自交種子，獲得B6F3代植株50個株系，每個株系種植100株。
待B6F3代植株抽穗后讓其自交，成熟后選擇小區(qū)內(nèi)全部植株的花粉和小穗完全正?？捎瑹o不育株分離，綜合遺傳背景和綜合農(nóng)藝性狀與水稻光溫敏不育系相似的株系B6F3-1，即水稻光溫敏核不育系 的同型可育系，將其命名為廣占63-4B系。
第二步，廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育。
以新質(zhì)源(CMS-FA)不育系新源5A作為母本，廣占63-4B系作為父本，相互雜交，獲得雜交種子。種植雜交種子，獲得F1代植株。
以F1代植株作為母本，與作為父本的廣占63-4B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B1F1植株。
以B1F1代植株作為母本，與作為父本的廣占63-4B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B2F1植株。
以B2F1代植株作為母本，與作為父本的廣占63-4B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B3F1植株。
以B3F1代植株作為母本，與作為父本的廣占63-4B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B4F1植株。
以B4F1代植株作為母本，與作為父本的廣占63-4B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B5F1植株。
以B5F1代植株作為母本，與作為父本的廣占63-4B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B6F1植株，將其命名為廣占63-4A系。
廣占63-4A系的植株性狀整齊、穩(wěn)定，綜合遺傳背景與廣占63-4B系相似、綜合農(nóng)藝性狀與廣占63-4B系相似，但是花粉和小穗完全不育，廣占63-4A系即為新育成的新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育系，也就是水稻光溫敏核不育系定向轉(zhuǎn)育成的新品系，即廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
廣占63-4A系的主要技術(shù)指標(biāo)如下：播種到始穗85天，與同期播種插秧的廣占63-4s，生育期相當(dāng)；廣占63-4A始穗期檢測花粉育性，以典型敗育為主。1000株以上群體不育株率100％，花粉不育度99.98％，套袋自交結(jié)實(shí)率為0％。
廣占63-4A稻米品質(zhì)檢測結(jié)果是：糙米率80.9％，精米率72.4％，整精米率60.3％，粒長6.3毫米，長寬比2.9，堊白粒率14.2％，堊白度3.0％，透明度1級，堿消值6.0級，膠稠度87.3毫米，直鏈淀粉含量15.7％，稻米品質(zhì)總體達(dá)到國家優(yōu)質(zhì)3級米，新部級優(yōu)質(zhì)2級米。
實(shí)施例2 將光溫敏核不育系廣占63-4s定向轉(zhuǎn)育成追求A
本實(shí)施例將水稻光溫敏雄性核不育系廣占63-4s定向轉(zhuǎn)育成新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育系追求A，其中追求A相當(dāng)于為實(shí)施例1中的廣占63-4A，追求B相當(dāng)于實(shí)施例1中的廣占63-4B，只是回交的次數(shù)與實(shí)施例1不同，育種方向和結(jié)果一致。
1、廣占63-4s定向轉(zhuǎn)育成追求A：
采用廣占63-4s與浙987雜交，并以廣占63-4s為輪回親本多次回交和自交，系譜選育獲得的追求B為細(xì)胞核供體，同時采用雜交和回交的方法，同步導(dǎo)入新質(zhì)源(CMS-FA)不育系新源5A的細(xì)胞質(zhì)，育成性狀整齊穩(wěn)定、不育度高、異交率高、稻米品質(zhì)優(yōu)良的新質(zhì)源(CMS-FA)不育系追求A。
具體過程如表1所示，其中綜合了父本(保持系)選育和母本(不育系)選育的2套工作，父本選育參見第五列，母本選育參見第二列。
表1 追求A的選育過程
注：“/”或“×”表示雜交或回交；“/數(shù)值/”表示雜交或回交次數(shù)；F表示雜交；B表示回交；n表示回交世代數(shù)目。
2、追求A與廣占63-4s植物學(xué)特征比較：
追求A與廣占63-4s比較，在株高、穗長、每穗粒數(shù)、千粒重、播種-始穗、稻米品質(zhì)等植物學(xué)特征方面基本相似(表2)。
表2 追求A與廣占63-4s植物學(xué)特征比較
3、追求A與廣占63-4s生物學(xué)特性比較：
追求A與對照廣占63-4s比較，在雄性不育系類型、雄性不育穩(wěn)定性、是否需要保持系、恢復(fù)系來源等生物學(xué)特性方面存在明顯差異(表3)。
表3 追求A與廣占63-4s生物學(xué)特性比較
實(shí)施例3 將光溫敏核不育系繁8s定向轉(zhuǎn)育成繁8A
本實(shí)施例以光溫敏核不育系繁8s為例，具體闡明將其定向轉(zhuǎn)育成新質(zhì)源雄性不育系繁8A的方法，詳述如下。
第一步，水稻光溫敏核不育系的同型可育系的選育。
以繁8s作為母本，早秈品種浙987作為父本，相互雜交，獲得雜交種子。種植雜交種子，獲得F1代植株。
以繁8s作為母本，與作為父本的F1代植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B1F1代植株。
以繁8s作為母本，與作為父本的B1F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B2F1代植株。
以繁8s作為母本，與作為父本的B2F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B3F1代植株。
以繁8s作為母本，與作為父本的B3F1代植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B4F1代植株。
以繁8s作為母本，與作為父本的B4F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B5F1代植株。
以繁8s作為母本，與作為父本的B5F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B6F1代植株。
以繁8s作為母本，與作為父本的B6F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B7F1代植株。
待B7F1代植株抽穗后讓其自交，收獲其中花粉和小穗完全可育植株的自交種子2500粒。種植自交種子，獲得B7F2代植株800株。
待B7F2代植株抽穗后讓其自交，成熟后選擇花粉和小穗育性完全正常植株，分單株收獲50株自交種子。種植自交種子，獲得B7F3代植株40個株系，每個株系種植100株。
待B7F3代植株抽穗后讓其自交，成熟后選擇小區(qū)內(nèi)全部植株的花粉和小穗完全正?？捎?，無不育株分離，綜合遺傳背景和綜合農(nóng)藝性狀與水稻光溫敏不育系相似的株系B7F3-1，即為水稻光溫敏不育系的同型可育系，將其命名為繁8B系。
第二步，廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育。
以新質(zhì)源(CMS-FA)不育系新源5A作為母本，繁8B系作為父本，相互雜交，獲得雜交種子。種植雜交種子，獲得F1代植株。
以F1代植株作為母本，與作為父本的繁8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B1F1植株。
以B1F1代植株作為母本，與作為父本的繁8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B2F1植株。
以B2F1代植株作為母本，與作為父本的繁8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B3F1植株。
以B3F1代植株作為母本，與作為父本的繁8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B4F1植株。
以B4F1代植株作為母本，與作為父本的繁8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B5F1植株，將其命名為繁8A系。
繁8A系的植株性狀整齊、穩(wěn)定，綜合遺傳背景與繁8B系相似、綜合農(nóng)藝性狀與繁8B系相似，但是花粉和小穗完全不育，繁8A系即為新育成的廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系或新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育系。
繁8A主要技術(shù)指標(biāo)如下：播種到始穗81天，與同期播種插秧的繁8s生育期相當(dāng)；繁8A始穗期檢測花粉育性，以典型敗育為主。1000株以上群體不育株率100％，花粉不育度99.97％，套袋自交結(jié)實(shí)率為0％。
繁8A稻米品質(zhì)檢測結(jié)果是：稻米品質(zhì)一般。
實(shí)施例4 將光溫敏核不育系雙8s定向轉(zhuǎn)育成雙8A
本實(shí)施例以光溫敏核不育系雙8s為例，具體闡明將其定向轉(zhuǎn)育成新質(zhì)源雄性不育系雙8A的方法，詳述如下。
第一步，水稻光溫敏核不育系的同型可育系的選育。
以雙8s作為母本，早秈品種浙987作為父本，相互雜交，獲得雜交種子。種植雜交種子，獲得F1代植株。
以雙8s作為母本，與作為父本的F1代植株進(jìn)行回交，獲得回交 種子。種植回交種子，獲得B1F1代植株。
以雙8s作為母本，與作為父本的B1F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B2F1代植株。
以雙8s作為母本，與作為父本的B2F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B3F1代植株。
以雙8s作為母本，與作為父本的B3F1代植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B4F1代植株。
以雙8s作為母本，與作為父本的B4F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B5F1代植株。
以雙8s作為母本，與作為父本的B5F1植株進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B6F1代植株。
待B6F1代植株抽穗后讓其自交，收獲其中花粉和小穗完全可育植株的自交種子1800粒。種植自交種子，獲得B6F2代植株1200株。
待B6F2代植株抽穗后讓其自交，成熟后選擇花粉和小穗育性完全正常植株，分單株收獲50株自交種子。種植自交種子，獲得B6F3代植株50個株系，每個株系種植80株。
待B6F3代植株抽穗后讓其自交，成熟后選擇小區(qū)內(nèi)全部植株的花粉和小穗完全正常可育，無不育株分離，綜合遺傳背景和綜合農(nóng)藝性狀與水稻光溫敏不育系相似的株系B6F3-1，即為水稻光溫敏不育系的同型可育系，將其命名為雙8B系。
第二步，廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育。
以新質(zhì)源(CMS-FA)不育系新源5A作為母本，雙8B系作為父本，相互雜交，獲得雜交種子。種植雜交種子，獲得F1代植株。
以F1代植株作為母本，與作為父本的雙8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B1F1植株。
以B1F1代植株作為母本，與作為父本的雙8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B2F1植株。
以B2F1代植株作為母本，與作為父本的雙8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B3F1植株。
以B3F1代植株作為母本，與作為父本的雙8B系進(jìn)行回交，獲 得回交種子。種植回交種子，獲得B4F1植株。
以B4F1代植株作為母本，與作為父本的雙8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B5F1植株。
以B5F1代植株作為母本，與作為父本的雙8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B6F1植株。
以B6F1代植株作為母本，與作為父本的雙8B系進(jìn)行回交，獲得回交種子。種植回交種子，獲得B7F1植株，將其命名為雙8A系。
雙8A系的植株性狀整齊、穩(wěn)定，綜合遺傳背景、綜合農(nóng)藝性狀與雙8B系相似，但是花粉和小穗完全不育，雙8A系即為新育成的廣保型(CMS-FA)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系或新質(zhì)源(CMS-FA)雄性不育系。
雙8A主要技術(shù)指標(biāo)如下：播種到始穗80天，與同期播種插秧的雙8s生育期相當(dāng)；雙8A始穗期檢測花粉育性，以典型敗育為主。1000株以上群體不育株率100％，花粉不育度99.96％，套袋自交結(jié)實(shí)率為0％。
雙8A稻米品質(zhì)檢測結(jié)果是：稻米品質(zhì)一般。