“有了优良品种,即不增加劳动力、肥料,也可以获得较多的收成。”因此培育水稻良种是发展稻作生产的一个重要环节。水稻的育种方法有引种、系统选育、杂交育种、多倍体育种和单倍体育种等。其中杂交育成的品种增产效果显著。水稻的杂种优势利用、多倍体育种和单倍体育种已取得了很大进展,但仍在加速研究中,某些环节尚待突破,一旦有所突破,就能更好地为生产服务。杂交育种是选用具有不同遗传特性和性状的材料作为亲本,经过杂交使得这些性状和特性综合在同一个体内,以获得新的品种类型和集团。把两个具有不同遗传特性的纯系进行杂交,它的杂种一代比两个亲本更显得生长旺盛、根系发达、生活力强、增产效果显著,这种现象称为杂种优势。高粱是由不育系与恢复系测交获得的杂种,并且起到了增产的作用,因此利用雄性不育系、保持系及其相应的恢复系来配制杂种,是育种的一个途径。本论文的温敏核不育系HD9802S-2X:由我校生命科学学院用“湖大51”作母本,“红辐早”作父本杂交,经多代选育和低温筛选育成的水稻早籼型温敏核不育系;光温敏核不育系PS001是具有PMeS基因、可育期高结实和不育期雄性不育稳定的四倍体品系,多倍体恢复系T1是具有PMeS基因高结实特性和高产的偏粳型品系。利用多倍体化和远缘杂交的双重优势选育超级稻是一种目前对水稻育种的新战略,从进化角度来说多倍体水稻由于有利的基因组合概率的增加,所以其具有潜在的高抗性和高产量。并且我国自1971年起开始了水稻单倍体育种的研究,自1985年起开始光温敏核不育系的研究。还对培养的方法与条件做了不少研究,目前,这些方面均取得了较大进展。本论文以温敏核不育系HD9802S为一组实验材料,分别对二倍体与其同源四倍体进行形态学、细胞学、农艺性状上的比较,了解光温敏雄性不育系同源四倍体的性状;并以光温敏核不育系PS001,多倍体恢复系四倍体T1为另一组对比实验材料,进行单倍体培养,得到二倍体株苗。为亚种间杂交选择更好的不育品系打下基础。研究结果如下:1)创建多倍体,本论文是以水稻温敏核不育系HD9802S的二倍体植株,用其幼穗进行愈伤组织培养,出愈伤组织后再在含有秋水仙素的培养基悬浮培养,之后经过恢复、分化、生根培养得到四倍体植株。所得植株中只有三株是多倍体,其余都为二倍体。说明加倍的概率性以及加倍过程中,品系本身的特性,使得加倍成四倍体的株苗很少。2)创建二倍体,是以水稻光温敏核不育系PS001,四倍体恢复系T1的花药及未受精子房为材料进行单倍体培养,本试验根据培养的类型和过程用了液体培养和固体培养两种。其中液体培养根据培养目的、现实条件的不同而采取不同的操作方式,本试验用的液体培养是液体管式静置法和液体摇瓶法。获得愈伤组织,再经分化生和生根,得到各自的二倍体植株。3)水稻温敏核不育系HD9802S的二倍体和四倍体通过形态学观察和得到的多倍体植株进行倍体检测,确定多倍体材料的成功培育。并进行了农艺性状统计,对HD9802S-2X与4X在2016年6月植入武汉中国农科院油料研究所实验田后,分别对同时期的二倍体与四倍体进行农艺性状统计(株高、剑叶长宽、穗长、粒长、粒宽、花药长、芒长和结实率)。对于材料的同源四倍体都在大部分特性上符合历来研究总结出的多倍体水稻的特点,但又有某些性状例外。HD9802S-4X其植株形态相比于二倍体矮化明显,HD9802S四倍体相比于二倍体分蘖更少,并符合一系列多倍体水稻的特点,但在测量剑叶的长与宽时发现其大小、厚度与颜色与二倍体差距不大,从肉眼的观察来看几乎发现不了区别,但四倍体颖花与谷粒的大小相比于二倍体明显的增大。宝贵的是其二倍体和四倍体谷粒都无芒,这明显与一般四倍体水稻品系都有芒的特点不同而成为该材料一大特点。4)二倍体植株获得的条件优化。针对出愈率、出苗率和绿苗率都进行培养基的相应优化,提高获得成品苗的数量。最后研究说明,与利用典型光温敏雄性不育系亲本的二倍体离体培养处理创造同源四倍体雄性不育系是可行的;多倍体与二倍体不育系比较在各个方面都存在不同,说明育种家可以借鉴二倍体雄性不育系的特点而创造和选择符合育种目标的同源四倍体不育系。进行单倍体育种以便获得纯系品种,缩短育种年限和提高育种效率,为亚种杂交选择更好的不育品系打下基础,并为水稻的改良和新品种培育提供可能。