作物杂志,2026, 第1期: 9–14 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2026.01.002

• 遗传育种·种质资源·生物技术 • 上一篇    下一篇

水稻光温敏不育系19XS的选育及其特性分析

闸雯俊1(), 李行润2, 周发松2, 冯芳2, 吴边1, 陈俊孝1, 石少阶1, 周雷1, 王静1, 游艾青1,3()   

  1. 1湖北省农业科学院粮食作物研究所/粮食作物种质创新与遗传改良湖北省重点实验室,430064,湖北武汉
    2武汉双绿源创芯科技研究院有限公司,430050,湖北武汉
    3湖北洪山实验室,430070,湖北武汉
  • 收稿日期:2024-09-03 修回日期:2024-10-12 出版日期:2026-02-15 发布日期:2026-02-10
  • 通讯作者: 游艾青,主要从事水稻育种研究,E-mail:aq_you@163.com
  • 作者简介:闸雯俊,主要从事水稻育种研究,E-mail:zwj_19850202@whu.edu.cn
  • 基金资助:
    湖北省重点研发计划项目(2023BBB031);湖北省科技重大专项(2022ABA001)

Development and Characterization of Photo-Thermo-Sensitive Genic Male Sterile Rice Line 19XS

Zha Wenjun1(), Li Xingrun2, Zhou Fasong2, Feng Fang2, Wu Bian1, Chen Junxiao1, Shi Shaojie1, Zhou Lei1, Wang Jing1, You Aiqing1,3()   

  1. 1Institute of Food Crops, Hubei Academy of Agricultural Sciences / Hubei Key Laboratory of Food Crop Germplasm and Genetic Improvement, Wuhan 430064, Hubei, China
    2Wuhan Shuanglüyuan Chuangxin Technology Research Institute Co., Ltd., Wuhan 430050, Hubei, China
    3Hubei Hongshan Laboratory, Wuhan 430070, Hubei, China
  • Received:2024-09-03 Revised:2024-10-12 Online:2026-02-15 Published:2026-02-10

摘要: 光温敏不育系是杂交水稻育种的宝贵资源,以新发现的水稻光温敏不育系19XS为材料,对其育种过程、农艺性状、育性转换特性、杂交后代育性及基因型进行分析。结果表明,在武汉地区(5月初播种),19XS从8月初抽穗到9月底保持稳定不育状态,约45 d以上;10月3日后开始出现少量育性转换。19XS在海南地区(11月下旬播种,3月初抽穗)通常表现为可育,具有光温敏育性转换特征。遗传分析表明,19XS是一个新的隐性不育系,其不育性不受遗传背景干扰。19XS与香78S杂交后代(19XS/香78S)表现出优良的农艺性状,包括株型紧凑、穗大粒多以及结实率高等。基因芯片检测结果显示,19XS和19XS/香78S均含有温敏雄性不育基因TMS5。研究结果为杂交水稻育种提供了新的材料基础。

关键词: 水稻, 光温敏不育系, 19XS, 育性转换, 基因型分析

Abstract:

Photo-thermo-sensitive genic male sterile (P/TGMS) lines are precious resources for hybrid rice breeding. Using the newly discovered rice P/TGMS line 19XS as material, its breeding process, agronomic traits, fertility conversion characteristics, hybrid progeny fertility, and genotype were analyzed. The results showed that in Wuhan area (sown in early May), 19XS maintained a stable sterile state for more than 45 days from heading in early August to late September; a small amount of fertility conversion began to occur after October 3. In Hainan area (sown in late November, heading in early March), 19XS generally appeared fertile, exhibiting photo- thermo-sensitive fertility conversion characteristics. Genetic analysis indicated that 19XS is a new recessive genic male sterile line, and its sterility is not interfered with by the genetic background. The hybrid progeny of 19XS and Xiang 78S (19XS/Xiang 78S) exhibited excellent agronomic traits, including compact plant type, large panicles with numerous grains, and high seed setting rate. Gene chip detection results showed that both 19XS and 19XS/Xiang 78S contain the thermo-sensitive male sterile gene TMS5. These findings provide a new material basis for hybrid rice breeding.

Key words: Rice, Photo-thermo-sensitive genic male sterile line, 19XS, Fertility conversion, Genotype analysis

图1

1240和19XS植株表型

表1

水稻光温敏不育系19XS选育流程

世代
Generation
选育操作
Breeding operation
F1
于2016年9月,选取甬优6078系列F1种子,在海南省种植
F2
于2016年冬季至2017年春季,获得6个F2群体,每群体500株
F3
于2017年4月,选择60个F2优良单株,种植形成F3株系
F4
于2017年9月,从F3株系中选择120个优良单株形成F4
F5 于2017年冬季,将F4种植于海南省,并收获F5种子
F6
于2018年春季,种植F5并用于测交,形成120个F6株系;于同年夏季,将F6株系种植于湖北省
F7
于2019年3月,发现优良株系1240;同年种植1240株系F7代,发现并命名雄性不育株19XS

表2

2022年光温敏不育水稻人工光温育性鉴定

材料
Material
鉴定条件(光长-温度)
Identification condition (Photoperiod-temperature)
花粉观察日期
Pollen observation date
花粉败育度
Pollen sterility (%)
自交结实率
Self-pollination seed set rate (%)
19XS 14.5 h-23.0 °C 07/27-08/10 99.56 0.00
14.5 h-24.0 ℃ 07/25-08/10 99.62 0.00
12.5 h-24.0 ℃ 07/22-08/06 99.58 0.00
14.5 h-自然温度 07/25-08/15 100.00 0.00
CK 14.5 h-23.0 °C 08/12-08/20 99.39 0.57
14.5 h-24.0 ℃ 08/10-08/20 99.51 0.00
12.5 h-24.0 ℃ 08/09-08/18 97.25 1.08
14.5 h-自然温度 08/10-08/25 99.88 0.00

表3

19XS测交F1代主要农艺性状表现

编号
Code
组合
Combination
全生育期
Total growth
(d)
株高
Plant height
(cm)
穗长
Panicle
length (cm)
总粒数
Total
grains
实粒数
Filled
grains
结实率
Seed setting
rate (%)
千粒重
1000-grain
weight (g)
单穗粒重
Grain weight
per panicle (g)
1 19XS/香98S 119 92~122 30.0 346 284 82.08 23.0 6.5
2 19XS/香86S 121 70~98 28.0 403 370 91.81 20.0 7.4
3 19XS/鄂丰丝苗 120 86~118 29.5 357 345 96.63 23.0 7.9
4 19XS/7041 122 102~145 35.0 695 611 87.91 25.0 15.2
5 19XS/1180 127 110~145 35.0 554 468 84.47 32.0 14.9
6 19XS/1050 123 82~120 30.0 442 397 89.81 24.0 9.5
7 19XS/1055 124 103~132 30.0 459 425 92.59 24.0 10.2
8 19XS/1061 124 89~120 32.0 558 478 85.66 22.0 10.5

图2

19XS和香78S的基因组组成分析

表4

19XS/香78S的F1~F6代主要农艺性状比较

世代
Generation
株高
Plant height (cm)
穗长
Panicle length (cm)
结实率
Seed setting rate (%)
千粒重
1000-grain weight (g)
每穗总粒数
Grains per panicle
F1 110.3 30.0 82.08 23.0 346
F2 110.5 30.2 82.15 23.2 347
F3 110.3 29.8 82.10 22.9 345
F4 110.4 30.4 82.05 23.4 346
F5 110.4 30.5 82.19 23.1 348
F6 110.7 30.1 82.13 23.3 344

表5

19XS和香78S及其杂交后代的基因特征

基因
Gene
表型
Phenotype
材料
Material
TMS5 高温条件下雄性不育,低温条件下可育 19XS,香78S,F1
Rf2
光敏育性恢复,长日照条件下恢复雄性育性 香78S
S5 籼粳亲和,影响籼粳杂交后代育性 19XS,香78S,F1
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