[00134445]第三代杂交水稻育种技术

杂交水稻优势利用是构建我国粮食安全生产体系的核心技术之一,在杂交育种过程中,不论是“三系法”或“二系法”,不育系的选育都是关键。然而,我国目前用于生产应用的三系不育系遗传背景单一,恢复系资源狭窄,二系不育系育性受环境条件影响较大,限制了高产优质杂交种的培育和杂交种子生产。水稻中广泛存在的隐性核雄性不育材料,不育性遗传性状稳定,不受外界环境条件影响,配组自由,在杂交育种和农业生产上都具有十分重要的意义。但是,由于缺乏有效的保持和繁殖技术体系,该类不育材料一直未能在生产上获得充分利用。 自2010年开始,深圳市作物分子设计育种研究院团队致力于开发基于隐性核雄性不育基因的杂交水稻育种技术。至2016年,本团队利用优质籼稻黄华占来源的雄性不育突变体osnp1-1及其对应的育性恢复基因OsNP1,成功创建了“第三代杂交水稻育种技术”。该技术既糅合了传统“三系法”和“两系法”的优点,又克服了二者存在的缺点--在提高水稻种质资源利用率至接近100%的同时,又避免了自然条件（光温）对不育系育性的影响,将杂交制种的风险降低至接近零,同时由于不育系的育性由单基因位点控制,非常便于快速聚合多个优良性状以达到持续改良不育系品质的目的。 与传统技术相比,第三代杂交水稻育种技术给杂交水稻育种带来的突破包括：第一,不育系不受恢保关系的制约,能广泛地与父本种质资源杂交测配,提高了杂种优势资源的利用率;第二,不育系的不育性稳定,克服了光温条件不可控给杂交制种造成的安全风险;第三,保持系和不育系遗传行为简单,不受微效基因影响,易于开展新不育系的创制及优良性状的聚合育种;第四,育性恢复基因与花粉失活基因紧密连锁,既实现了用转基因手段生产非转基因的不育系种子和杂交稻种子,也阻断了转基因成分通过花粉发生漂移的可能性。 利用第三代杂交水稻育种技术培育的第一个新型不育系“圳18A”与不同父本杂交,表现出良好的超亲优势,优势组合米质普遍达到国家优质米3级以上标准,初步实现了杂交水稻育种高产优质的目标。目前,“圳18A”已通过相关主管部门组织的不育系鉴定,并已经与国内多家育种机构/企业/育种家合作,利用“圳18A”不育系进行杂交测配,选育高产优质杂交水稻组合已送交审定,部分杂交组合已进入生产性试验。利用该技术为企业改造水稻不育系2个,并即将投放市场使用。此外,结合分子标记辅助育种技术、多性状聚合选育策略,还新培育出具有育性稳定、品质优、抗性强、异交习性好等突出优点的不育系圳20A和圳21A,现也已通过鉴定并逐步推向市场,开展优质高产多抗的杂交水稻新品种的选育。另有20多个可覆盖全国主要稻作生态区的新型不育系已基本稳定,可于2020年进入配组应用。可以预见,该技术的产业化推广应用,必将再次推动我国杂交水稻的发展。 2019年该技术获得了深圳市技术发明二等奖。