蔡星星 张盛 王欢

摘要：两系不育系在水稻品种选育中占据重要地位，具有易繁殖、配组自由的特点，同时也存在一定的生产风险。其对光照、温度敏感不育的特性使其在选育过程中有别于常规品种。从一个育种者的视角，以不育系的米质、配合力、繁殖及制种产量为重点，简述了温敏型（TGMS）优质水稻两系不育系的选育方法和注意事项。

关键词：水稻；温敏型（TGMS）两系不育系；选育方法

中图分类号：S511 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2018）17-0018-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.17.004 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： The two-line male sterile lines play an important role in rice variety breeding with characteristics of easy reproducing and being more freedom to test hybrid combinations， at the same time， there exists some certain production risks. The characteristics of light and temperature sensitive male sterility make the two-line sterile lines different from the conventional varieties in the process of breeding. From one breeder's perspective， focusing on the rice quality， combining ability， breed， and seed production of sterile lines， the process and points for attention in breeding high quality rice TGMS lines were described briefly.

Key words： rice； TGMS lines； breeding methods

水稻两系不育系的恢复基因广，普遍存在于一般水稻品种。水稻两系不育系具有易繁殖、配组自由的优势，应用前景更好[1]，是两系杂交水稻的基础[2]。水稻两系不育系最早由石明松在农垦58中发现，1981年，石明松提出了一系两用的设想[3]。光温敏雄性核不育水稻的发现为杂种优势利用开辟了新途径，为杂交水稻由“三系法”向“两系法”转变提供了种质基础[4]。目前，两系不育系已广泛应用到水稻育种上，科学家利用农垦58S等光温敏不育系陆续培育出了100多个新的两系不育系[5]，如生产上应用比较广泛的培矮64S和广占63S。统计表明，培矮64S和广占63S是两系不育系中最重要的骨干不育系[6]。此外，邓华凤等[7]于1988年在三系杂交稻中发现的安农S-1，杨远柱等[8]于1999年选育的低温敏两用核不育系株1S，均是推广面积比较大的骨干不育系。

光温敏雄性核不育是典型的生态遗传现象，根据水稻在不同光温条件下的育性反应，水稻两系不育系可分为光敏不育型（PGMS）、温敏不育型（TGMS）以及光温互作不育型（PTGMS）三个类型[9]。农垦58S属光敏不育型，由其衍生出的广占63S却为典型的温敏型雄性不育[10，11]。此外，安农S-1、衡农S-1、培矮64S均为TGMS类型。光温互作不育型如籼型不育系W7415S、密矮64S，粳型不育系GBO1S、L12S等[12]。

随着两系杂交水稻推广面积的不断扩大，两系不育系在生产中占据的地位也越来越重要。选育出育性稳定、易繁殖、异交结实率高的两系不育系，是适应市场需求、提高生产效率和安全生产的前提。兩系不育系的选育与恢复系类似，主要通过杂交、回交的方法聚合优良性状，改造不良性状。在选育的过程中可将光温敏不育看成一个普通的农艺性状，将其作为目标性状保留即可。选育恢复系和不育系所要关注的农艺性状有所差异，恢复系一般选择株型粗壮、长势强、优质、多抗、高产的植株，不育系一般选择株型较矮的植株，易于制种，同时易于配制出株高适中、抗倒伏的杂交种，同时还要兼顾开花习性和柱头外露率等。

两系不育系的育性稳定性是杂交制种安全生产的关键。增压选择可以有效选育不育起点温度较低的不育系，是两系不育系选育的技术核心。全面提高综合性状水平和配合力是选育实用光温敏核不育系技术的关键[13]。袁隆平[14]提出选育实用的光温敏不育系，首先要考虑的是育性对温度的反应而不是光长。中国南方多以温敏型水稻两系不育系为主。典型的温敏不育系是指在水稻正常生长所需光照范围内，育性转换表现为受温度主控，存在明显的温度临界点，光周期变化对育性不产生明显影响[15]。结合前人的经验和自身认知，总结了一套温敏型优质水稻两系不育系的选育方法，以一个育种者的视角介绍了具体的选育程序和应注意的事项。

1 选育目标的制定

1）两系不育系选育常用的三种途径。改造已有两系不育系；高配合力优良恢复系回交转育成两系不育系；杂交选育新的两系不育系。

2）选择适合改造成不育系的亲本（恢复系）。一般选择配合力好、株高较矮、分蘖能力强、米质优、综合性状好的各类型水稻。

3）不育系应具备的农艺性状。株高较矮，易配组出株高适中的杂交组合；转色好，有利于杂交种的后期灌浆，增加种子饱满度，提高稻穗结实率；分蘖能力强，构建良好的源库流结构，能够提高杂交制种产量；柱头外露率高，开花习性好，异交结实率高，易于制种，降低种子生产成本；转育温度适当，高温下能够败育彻底，育性敏感期对低温耐受时间长，育性稳定，低温下自交结实率高，易繁殖。

2 选育方法

2.1 低世代选可育株

育种的原则是低世代选复杂性状，高世代选择简单性状。温敏不育是一个遗传简单的性状，常受一对或少数主效隐形基因控制，如安农S-1、株1S受一对隐形基因控制[16，17]，因此，不育性状应放到高世代选择。低世代选可育株便于获得足量的种子和对入选单株进行米质分析。

2.2 高温下鉴定米质

水稻米质受温度影响较大，同一水稻品种在高温下米质表现较差，低温下米质较优。温敏型两系不育系仅在低温条件下可自交结实，若直接用不育系的种子作米质分析，其结果是不准确的，因此需要借助可以正常结实的杂合体在高温环境下收种鉴定米质。从F2开始选择优良可育单株收种，鉴定米质保留优质米单株。每世代多选单株种成株系，保证后代有不育株分离出来，再从有不育株分离出来的株系继续选择可育优质米单株，以保证每个世代选择出的单株都具备优质的特性。

2.3 高世代分离不育株

随着世代增加，一般以5代为界，此时，多数农艺性状陆续稳定，仅在育性上存在分离。这个时候可从后代选择表型优良的不育株。在不育株的选择过程中应注意几个重要的性状：柱头外露率，开花是否集中，天然异交结实率，这关系到杂交组合的制种产量潜力；应选择包颈较重的不育株，然后辅助花粉镜检，一般包颈较重意味着育性转换温度较低。根据镜检结果，选择无花粉型>典败类型>圆败类型，这是由花粉败育时期决定的，败育时期越早败育越彻底。

2.4 不育株自交加代，稳定优良性状，获得一系列优良不育系材料

黄冈夏季高温环境下，在不育系幼穗分化4期，从每个株系选择3～5株长势比较好的单株，利用冷水串灌等设施辅助鉴定不育系的育性转换温度。用23 ℃的冷水对不育系进行低温处理，10 d左右（可适当延长）从冷水池移至大田。抽穗时保留目测败育的单株进行花粉镜检，选择育性达标单株割蔸低温处理，处理温度21 ℃，再生穗收种。对大田中没有冷水处理的不育系可观察记录高温下各株系的开花习性，如柱头外露率、花时等。不育系周围可种植一定的恢复系，以比较不育系的自然异交结实率。

海南低温条件下，对不育系综合性状进一步筛选。观察不育系在低温环境下的自交结实情况和繁殖产量。同时，可以利用分子标记对含有稻瘟病抗源的后代进行辅助选择和接种鉴定。

3 配合力测定

成批的不育系被选择出来后要做适当的取舍。不育系的选育是为了测配杂交组合，因此配合力尤其是一般配合力是不育系尤为重要的一个性状，因此有必要对它们做一个简单的配合力测验。

根据已有报道和所在课题组多年测配数据，选择不同类型，一般配合力好的恢复系5～10个。分两期播种（两期恢复系播种时间和间隔根据不育系生育期设置，尽量与多的不育系花期相遇，两期恢复系间隔5～10 d为宜），将不育系种植于恢复系旁，每个不育系种1～2行。整个田间设置参考杂交制种，不同的是不育系数量较多。扬花期赶粉获得相应组合的种子，次年种成株系观察综合性状，并进行测产。根据测产结果选择配合力较好的不育系，并继续进行测配组合。

4 讨论

1）温敏型两系不育系的选育方法大同小异。较多育种者在低世代即开始选择不育性状。温敏型两系不育系低温结实的特性使得低世代选出来的不育株无法保障米质。本研究提供的思路可以有效选育优质的温敏型两系不育系，易于配组优质杂交稻组合，提高了选育效率。

2）两系不育系育性转换温度主要体现在临界转育温度上和育性敏感期对低温的耐受期长短。有些不育系遇到短期低温育性即会波动，有些不育系则只有受到一定长度的低温期育性才会受到影响。因此，育性温敏感期对低温的耐受性的鉴定显得尤为重要，且鉴定操作较为复杂。目前，不育系的审定还无法鉴定不育系的低温耐受性，这为两系杂交稻的种子生产埋下隐患。

3）两系不育系在生产上被广泛应用，因此有必要更深入地探究两系不育系临界转换温度的遗传机理；两系杂交水稻生产中应用的光温敏不育基因绝大多数（>95%）由3种独立来源的不育系衍生而来，即光敏不育系农垦58S、温敏不育系安农S-1和株1S[18，19]。育种家需要鉴定和筛选新型、更加优良、能够直接用于两系不育系的选育和改良的优良主效基因源，为两系不育系选育奠定高效和安全生产的基础。

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