杂交水稻专利分布
在中国国家知识产权局,除了南京两优培九种业有限公司,其他单位和个人在世界各地发表了200多项杂交水稻发明技术专利文献。其中国外申请较少,主要来自美国和日本。例如,美国外围产品公司的文件CN91102598.7涉及一种利用多年生雄性不育水稻植株生产杂交水稻的方法。日本公司的文件CN88109218.5涉及一种培育杂交水稻种子的方法。它包括使雄性不育的雌性亲本水稻对除草剂有抗性,使雌性亲本水稻与雄性亲本水稻杂交产生杂交水稻种子,并用雌性亲本对其有抗性的除草剂处理亲本,以便仅杀死雄性亲本水稻,从而选择杂交水稻种子。日本两家公司共同申请的文件CN01816569涉及一种在杂交水稻育种中恢复BT细胞质雄性不育基因的检测方法。它可以利用Rf-1位点附近的几个PCR标记和Rf-1位点之间的连锁来检测Rf-1基因。
中国各方提交的杂交水稻专利申请最多。其中,个人申请约56项,部分自然人拥有的专利技术应用前景广阔,已被民营高科技企业推广。研究机构的申请大概有135。申请科研机构主要有广东省农科院水稻研究所、湖南省植物保护研究中心、湖南省杂交水稻研究中心、华南农业大学、南京农业大学、江苏省农科院、四川省农科院作物研究所等。企业申请较少,其中大北农等公司专利实力最强。大北农集团作为南京两优培九种业有限公司的控股公司,是中国最大的农业公司之一。在全国农业企业中,大北农集团的科研实力最强。从目前的市场布局来看,是国内唯一可能与孟山都等国外农业企业集团竞争的本土企业。中国农业的希望就靠大北农这样的民营科技企业集团。
从技术内容来看,中国各方公开的杂交水稻专利文献主要分布在以下领域:
第一,杂交育种方法。这类文献占大多数。例如,文件CN97107703.7涉及一种新的杂交水稻育种和种子生产技术。属于籼粳亚种间杂种优势利用的新技术。突出了杂合度高、下一代杂种优势强的籼粳恢复系的选育和稳定性,通过其雄配子达到利用籼粳杂种优势的目的,解决了F1代结实率与杂种优势的矛盾。以此为基础,组合出一系列高产、优质、多抗的籼粳杂交组合,大面积增产约15%,有效实现了籼粳亚种间的杂种优势。
文件CN00134536.2涉及一种杂交水稻种子生产方法。它根据亲本的初播历期和开花历期,安排亲本的播叶差异和时差,培育亲本,同步亲本的盛花期,通过施肥和化学药剂创造最佳异交局面。诱导母本进入柱头外露敏感期,用化肥提高父本的花粉生活力;人工授粉在父本花粉传播高峰期进行。
文件CN02104889.4涉及一种三系杂交水稻机械化制种方法。首先选择一个与正常壳色不同的水稻品种,与一个正常壳色的水稻保持系品种杂交,获得一个与正常壳色不同的水稻保持系种子,然后转育一个与正常壳色不同的水稻不育系种子;其次,用上述不同于正常壳色的水稻不育系种子和正常壳色的水稻恢复系种子进行机械混合播种,开花期进行机械驱粉,结实后将不同于正常壳色的杂交种子和正常壳色的自交恢复系种子进行机械混合,然后用色选机进行分选,分别得到杂交种子和恢复系种子。
文献CN.2涉及一种快速聚合优良基因的水稻育种方法。它将两种具有不同优良基因的水稻材料杂交,获得F1杂种;对F1杂种进行花药培养,获得稳定的花培养系;筛选稳定的花培品系性状,获得聚合了优良基因的水稻材料。
第二,转基因杂交法。例如,CN2X文件涉及多抗性转基因杂交水稻种子的生产方法。它将抗除草剂基因和抗螟虫基因转入三系杂交稻或两系杂交稻的恢复系中,使恢复系获得抗除草剂基因和抗螟虫基因,具有抗除草剂特性和抗螟虫特性;将抗稻飞虱基因转入三系杂交稻保持系,使保持系获得抗稻飞虱基因,具有抗稻飞虱的特性。通过不育系与保持系杂交,不育系获得抗稻飞虱基因,该基因具有抗稻飞虱的特性;然后将获得的转基因恢复系与转基因不育系杂交,生产杂交水稻种子。这项技术可以提高杂交水稻的纯度和抗虫性。文件CN2.5涉及一种结合基因双引导和杂交的水稻新品种育种方法。通过基因枪方法和根癌农杆菌感染方法转化,获得目标性状。如抗病、抗虫转基因水稻种质材料,结合杂交、分子标记辅助选择等常规水稻育种技术,培育具有多目标特性的水稻新品种。文件CN97109814。x涉及一种杂交水稻种子的生产方法。它是将抗除草剂基因转入三系杂交水稻或两系杂交水稻的恢复系中,使恢复系获得具有抗除草剂特性的抗除草剂基因,然后将获得的转基因恢复系与三系不育系或两系不育系杂交,生产杂交水稻种子。可以提高杂交种子的纯度,及时剔除假杂种植株。
第三,纯度鉴定和保证的方法。例如,文件CN9.5涉及一种快速准确鉴定杂交水稻不育系和杂交种子纯度的方法。包括种子处理、DNA样品制备、聚合酶链反应、聚丙烯酰胺凝胶电泳、硝酸银染色和结果观察。文献CN2.9涉及通过两系法在杂交水稻种子生产中确保种子纯度的方法。解决了育性敏感期母本遭受持续低温会影响杂交水稻制种纯度的问题。方法如下:在制种田抽穗前5 ~ 15天,日平均气温低于23.5℃时,用水温高于25℃的灌溉水进行串灌或深灌10 cm以上,排水口温度不低于24℃,待温度升至23.5℃后,将田间积水排出。文献CN2.2涉及一种从杂交水稻中去除假叶的方法。它以具有白化转绿叶色标记的杂交水稻不育系为核心材料,实现“双”高效除杂,即在繁殖和制种过程中,通过在水稻秧田中去除白化不育系中的绿色不纯不育系亲本苗,实现第一次杂质重排;在田间使用带有白化标记的不育系配制的杂交种时,可在稻田人工淘汰白化苗,或白化苗明显弱于杂交种,假杂交种(尤其是白化自交苗)可在移栽前通过生长竞争自然淘汰,在拔苗时自动淘汰,实现杂交种的二次重排。文件CN02153518.3涉及一种杂交水稻种子纯度鉴定的新方法。根据绿叶色标记,进行常规的室内外发芽试验或幼苗田间播种试验。当幼苗长到1-3叶期时,通过在正常绿苗中鉴定具有叶色标记的幼苗来鉴定杂种F1中不育系的杂种比例。通过识别具有叶色标记的幼苗中正常的绿色幼苗,鉴定不育系异花授粉种子的比例。根据本发明的方法,在田间生产中,根据幼苗的纯度,实施人工辅助剔除带叶色标记的幼苗或自动排列假叶的措施,以保证杂交种的纯正;在不育系繁殖和种苗生产领域,根据种苗纯度人工剔除正常绿苗,以保证不育系和杂交种的种子纯度。
第四,稳定杂种优势的方法。例如,文件CN9.4涉及一种固定杂交水稻优势的方法。它利用无性繁殖将第一代杂交水稻的种子连续繁殖三年完成15-20代,再利用有性繁殖进行2-3年的育种,从而获得既具有杂交水稻高产优势,又能像常规水稻一样由农民自行繁殖的组合。