技术领域
[0001] 本
发明涉及化工领域，特别涉及一种通过远缘杂交选育作物新品种的方法。
背景技术
[0002] 真核
生物由于卵子个体很大，精子个体很小，以至于精子中所含的
细胞质可以忽略不计，细胞质基本上是来自于母本一方，细胞质世系是母系的。则杂交作物的细胞质世系也就取决于所发现的最早一个或几个不育系细胞质。转育出来的新不育系的细胞质也来源于初始的不育系的细胞质。在杂交作物大家族中，其细胞质类型必定被一两个初始的不育系品系全部瓜分了。
[0003] 由于杂交作物的细胞质的同质化，隐含着一个全局性和灾难性的巨大
风险。细胞质同质化达到一定的规模后，会演变成“群体效应”，并进而演变为爆发性和全局性的病虫害爆发的巨大灾难。
[0004] 因此必须产生一种以核不育为必要环节的育种技术体系，使原来的育种走细胞质母系世代的道路改变为走父系世代的道路。
[0005] 而核不育和产生大量来源于远缘杂交。
[0006] 远缘杂交也会形成不育的情况，这种杂合子不育株通常不能用来作杂交品种的生产种的亲本。原因是这种材料不稳定，远缘杂交的基因型要稳定下来要许多年，甚至10-20年。而稳定下来的育种材料已经变得没有多少优势可言，而恰好是这种不稳定的材料表现出明显的优势。这种
稳定性与优势性的矛盾必须调和。
[0007] 粮食危机与
食品安全危机，加上杂交作物细胞质同质化危机使得我国粮食形势严峻，转基因技术和杂交作物技术都有一些弱点。品质、健康、抗逆性以及更环保和生态，甚至走向多年生和无人操作的纯自然生态的农业，回归大自然的农业新体系，成为我们的目标。亲缘关系远，就能扩大我们对恶劣环境下的物种及其更广泛的适应性的更加重视。要引入非耕地上物种的优势基因，改良我们的栽培作物，让栽培作物更加野生化，多年生化。这就需要我们扩大对育种亲本选择的亲疏距离不断扩大。
[0008] 远缘杂交育种多用纯合子，但其最具特色的是核质配组的多样性，这造成生物形态上的多样性，人们很少考虑这种育种过程中的中间态的多样性的利用，及在生产中发挥作用的情况。
[0009] 关于远缘杂交杂合子不育株是否可以象杂交作物的不育系一样用于杂交制种，关键是看是否能够建立配套系系统，同时看优势如何？稳定性也是一个方面。如果远缘杂交不育系与保持系、恢复系如果能够形成一个封闭的内循环，则这个体系将是一个自动趋于稳定的高产育种系统。可以使
种子产量与商品粮产量相当。
[0010] 名词解释：
[0011] 远缘杂交，按传统的方法育成一个优良的纯合子品种需要许多年。远缘杂交品种通常是异源
多倍体或者混倍体，常有不育的后代。如果远缘杂交杂合子不育株与杂交亲本之一(原父本或原母本或其不同种系)，或者远缘杂交的姊妹株系杂交，可恢复育性，则为远缘杂交恢复系。
[0012] 当远缘杂交杂合子不育株与杂交亲本之一(原父本或原母本或其不同种系)，或者远缘杂交的姊妹株系杂交，能结实，获得的种子为不育种子时，则该(原父本或原母本或它们的不同种系)，或者远缘杂交的姊妹株系则称为远缘杂交保持系。
[0013] 如果两个可育的远缘杂交姊妹株系通过人工去雄杂交后，其后代为不育种子，则这两个可育的远缘杂交姊妹株系可共同担当杂合子不育株的组合型保护系；
[0014] 如果一个远缘杂交杂合子可育株经过F1、F2、F3、F4、F5……n代自交结实后，到n+1代退化为不育系，称为远缘杂交退行性不育系、远缘杂交退行性保护系二合一系；
[0015] 如果远缘杂交不育和保护二合一系，与其自交可育系列中的F1、F2、F3、F4、F5……中某一代或者多代杂交，其后代为可育，则称为远缘杂交隔代恢复系；
[0016] 如果一株系的不育系、保持系、恢复系在同一组合或者同一株系内闭合循环，则称远缘杂交一系育种体系。
[0017] 远缘杂交不育系能够与其杂交F1代的父本或者母本杂交变成为可育的，则称为远缘杂交不育系的回交恢复系。
[0018] 远缘杂交不育系能够与其杂交F1代的父本或者母本杂交变成为不育的，则称为远缘杂交不育系的回交保持系。
[0019] 远缘杂交无性世系谱：
[0020] 远缘杂交后代可能是多年生
植物，或者在人工条件下成为多年生植物，多年生植物通过越冬后来年春天还会再生，这种通过再生苗繁殖的株系称为无性世系。同时也包括通过组织培养繁殖或者扦插等手段将一个株系长期繁殖下去，这种通过
无性繁殖实现株系长期保存利用的育种材料系统，称为远缘杂交的无性世代
[0021] 将一个远缘杂交的无性世代编号保存在一定的种植基地，这种方法称为远缘杂交无性系家园。
[0022] 将一个远缘杂交无性系家园按照不同株系之间的相似性大小进行系统归类，称为远缘杂交无性系家谱。
发明内容
[0023] 本发明的目的是克服
现有技术的不足之外，本发明实现了作物的大幅度增产，提高了作物品质，增强了抗逆性，提高了劳动生产率，育种周期缩短到2-5年左右。
[0024] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0025] 一种通过远缘杂交选育作物新品种的方法，包括如下步骤：
[0026] 步骤一、通过作物与其他物种杂交得到杂合子不育株杂合子，杂合子不育株杂合子通过无性繁殖保存世代循环作为远缘杂交无性世代种质资源库中的成员；
[0027] 步骤二、将远缘杂交无性世代种质资源库中的杂合子不育株杂合子进行杂交或回交或者细胞浆导入、无性杂交、模拟无性杂交，直至育出杂合子可育株；杂合子可育株一方面保存于无性繁殖种质资源库，另一方面还可用所得到的杂合子可育株与远缘杂交无性世代种质资源库中的杂合子不育株杂合子进行杂交，选育出育性符合核遗传规律、核质互作遗传规律的或两者之外的第三种类型的三类雄性不育型的后代，从后代中分离出明显核不育型和第三类不育型，选出可育RR核基因型植株和不育rr核基因型植株，“R”为可育核基因，“r”为不育核基因，则rr核基因型植株为核不育基因型植株作为不育系；不育系以无性繁殖的形式充当着保持系的作用；RR核基因型植株的细胞质中加入第三类型雄性不育恢复系细胞质，成为核不育恢复系与第三类雄性不育恢复系
叠加的二重恢复系，第三类雄性不育恢复系的“假恢复基因”用Re表示，形成RR\Re强恢复系，即核基因恢复与母性影响遗传二重恢复系。
[0028] 进一步的改进，所述RR\Re强恢复系有二重不育系和二重恢复和/或二重保持系形成组合，构成系统配套，形成杂交种子生产的产业化。
[0029] 进一步的改进，RR核基因型植株的细胞质中加入RR核基因表达的产物Re的方法包括细胞浆导入、异源双受精制种、
微生物接种和叶面喷施，浸种。
[0030] 进一步的改进，所述细胞浆导入即通过异源细胞质的导入，包括细胞浆浸种、注射、稼接和模拟稼接使上一代核基因RR的核基因表达产物以细胞中残留的方式进入下一代，并连续传递多代。
[0031] 进一步的改进，所述双受精育种即通过第二次异源花粉受精，使胚珠和极核的受精来自不同的母本；具体在8-11点完成自花受粉后，在11、12、1点的时间区段上喷雾RR核基因的异源亲本的外来花粉；则第二次
授粉会沿着第一次授粉形成的花粉管通道完成极核的RR基因型的极核受精。
[0032] 进一步的改进，所述
微生物接种即接种与目标植株共生的
益生菌；益生菌因素成为第三类不育型的不育因子或相应的可育因子。
[0033] 进一步的改进，所述叶面喷施，浸种即使用富含RR核基因表达产物的溶液进行叶面喷施或浸种。
[0034] 进一步的改进，所述其他物种包括
高粱、五节芒、菅草、芦苇、芦杆、芦苇稻、菰、玉米、部分双子叶植物、中药材的浸提物。
附图说明
[0035] 图1为作物与高粱得到远源杂交种子生长图。每亩产量1120公斤。
具体实施方式
[0036] 1、远缘杂交的后代通常是不育的，怎样将这种杂合子不育株育成杂交制种材料的不育系，是本发明的技术关键。本发明将远缘杂交的杂合子不育株杂合子利用起来，通过无性繁殖保存该杂合子不育株的世代循环，并以这种无性世代的杂合子不育株系进行杂交和回交，直到育出杂合子可育株，再与原杂合子不育株的无性世代杂交，选育出后代可育占比75％，杂合子不育株占25％，该杂合子不育株为隐性核杂合子不育株，如果该杂合子不育株仍然是杂合子，则同样用无性繁殖保存该杂合子不育株的无性世代。
[0037] 将前述所育成的核不育的无性世代进行加代选育，选育出后代性状基本不分离的纯合子或者接近不分离的近似纯合子。
[0038] 如果无性世代留种的成本在生产上可以接受，可以直接采用不稳定的杂合子不育株作不育系。无性繁殖等效于保持系的作用。
[0039] 从核杂合子不育株的后代中分离出RR核基因型、rr核基因型(“R”为可育核基因，“r”为不育核基因)植株，则rr核基因型植株为隐性核不育基因型。凡是核基因型为RR基因型的植株都可作杂交育种的恢复系。则RR×rr的杂交将有25％的为杂合子不育株。则RR×rr杂交F1仍不能作生产种。
[0040] 2、强恢复系的制作。
[0041] 利用细胞质的母性影响遗传(表观遗传)的特性，我们还要制作核可育兼表观遗传可育的二重可育的恢复系，即核可育的RR基因型还具有RR基因型的母性影响遗传通过上一代的残留效应共处于RR核基因可育的恢复系。即在RR基因型的父本的细胞质中通过母性影响遗传效应，将RR核基因型表达的产物通过母性影响遗传的机制引入到RR核基因型的植株中，使RR核基因表达的产物通过上一代的影响残留到子一代的细胞质中，等效于在RR植株的细胞质中残留有等效于RR核基因的表观遗传，相当于在细胞质中存在着等效于R基因的表达产物残留于细胞质中通过细胞质的影响进入到子一代，这种由母性影响实现的核遗传质表现的替代，我们用Re表示，则这种带细胞质实现的母性影响遗传Re的恢复系，记为(RR\Re)强恢复系，能使得(rr\Re)型植株也是杂合子可育株。则(RR\Re)、(rr\Re)、(rR\Re)均为杂合子可育株。其中，Re是通过上一代的种子传给下一代细胞质的。
[0042] 3、强恢复系的制作
[0043] (1)可通过细胞浆导入、双受精育种、微生物接种的方法创造(RR\Re)型恢复系。
[0044] 可通过异源细胞质的导入，包括细胞浆浸种、注射、稼接和模拟稼接使上一代核基因RR的核基因表达产物以细胞中残留的方式进入下一代，并连续传递多代。
[0045] (2)异源双受精是通过第二次授粉，使胚珠和极核的受精来自不同的母亲本。通常在8-11点完成自花受粉后，在11、12、1点的时间区段上喷雾RR核基因的异源亲本的外来花粉。则第二次授粉会沿着第一次授粉形成的花粉管通道完成极核的RR基因型的极核受精。这样生产出来的种子不再是75％可育，25％不育，而是接近100％可育。
[0046] (3)所育成的(RR\Re)、(rr\Re)、(rR\Re)型的种子后代自交结实的种子全部为可育。可使得F1、F2、F3、F4等母性影响的有效几代内以自交种子代替杂交种子。
[0047] 4、强恢复系的制作还包含其他的操作，如富含RR核基因表达产物的溶液进行叶面喷施，浸种等，或者接种与目标植株共生的益生菌。条件是该益生菌能使隐性核不育转变育性成为可育。
[0048] 上述
实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。
