CN101766114A

CN101766114A - 甘蓝型油菜隐性核不育纯合型不育株的无性扩繁及全不育系生产技术

Info

Publication number: CN101766114A
Application number: CN200910044873A
Authority: CN
Inventors: 孙超才; 杨立勇; 王伟荣; 周熙荣; 李延莉; 庄静; 蒋美艳; 钱小芳; 顾龙弟
Original assignee: Shanghai Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Shanghai Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2009-01-05
Publication date: 2010-07-07

Abstract

根据甘蓝型油菜隐性核不育性受a，b不育基因和rf上位抑制基因互作控制的遗传原理，通过花期育性观察，选择隐性核不育纯合两型系中的不育株，取其侧枝进行离体培养，待其形成无菌苗后，进行无性扩繁，将这些与供体不育株亲本基因型完全相同的试管苗移栽到隔离大棚的母本行中，用父本行中的临保系授粉，生产全不育系。与原有方法相比，因母本行只包含纯合两型系中的不育株，因而省去了拔除50％可育株的步骤，既提高了全不育系制种产量，又因不存在可育株迟拔或漏拔，使得全不育系种子纯度达到100％，从而降低了全不育系制种风险。

Description

甘蓝型油菜隐性核不育纯合型不育株的无性扩繁及全不育系生产技术

技术领域

甘蓝型油菜隐性核不育的杂种优势利用领域

背景技术

1甘蓝型油菜隐性核不育性的遗传规律

甘蓝型油菜隐性核不育性受3对隐性基因控制，为了便于描述其遗传，我们将三种隐性基因分别命名为a、b和rf，其中a和b为隐性不育基因，rf为隐性上位基因，能抑制a和b不育基因的表达，使育性恢复可育。不育株有2种基因型，aabbRfRf为纯合型不育株，aabbRfrf为杂合型不育株。可育株有25种基因型，其中aaBbRfRf和AabbRfRf自交育性分离比例为3∶1，aaBbRfrf和AabbRfrf自交育性分离比例为13∶3，AaBbRfRf自交育性分离比例为15∶1，AaBbRfrf自交育性分离比例为61∶3，其余19种可育基因型自交没有育性分离。三隐性纯合体aabbrfrf作为父本，与纯合型不育株杂交，后代为100％的不育株。基因型为AA、BB或AABB的可育株可作为恢复系，与不育株杂交，后代为100％的可育株(表1)。

表1甘蓝型油菜隐性核不育性的遗传规律

根据甘蓝型油菜隐性核不育性的遗传规律，纯合两型系内不育株与可育株杂交，不育株上产生的后代基因型与亲代相同，2种基因型始终各占50％，因而能稳定遗传(图1)。

2纯合两型系的繁殖

将隐性核不育纯合两型系播种到隔离大棚中，在油菜花期通过育性观察，选取纯合两型系中的不育株(基因型为aabbRfRf)挂牌，在人工隔离的条件下，纯合两型系中的可育株(基因型为AabbRfRf或aaBbRfRf)作为唯一的花粉源，对不育株进行充分授粉，成熟后，将挂牌的不育株收获、脱粒，其种子就为纯合两型系。

3全不育系生产

用甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系为母本，临保系为父本，在初花期将母本行纯合两型系中的50％可育株拔除，由临保系对母本行中剩余的不育株授粉，成熟后，从母本行收获的种子就是全不育系种子。

发明内容

本发明的目的在于寻找一种简便、高效的方法，使纯合两型系中的不育株能够得到大量繁殖，从而简化全不育系的生产步骤，提高全不育系的种子纯度。

利用原有技术，因母本行的纯合两型系存在可育株，在生产全不育系时，必须人工将可育株拔除。但因母本行的可育株迟拔或漏拔，导致生产的全不育系存在一定比例的可育株，从而影响后期商品杂交种的生产。

本项发明利用甘蓝型油菜的离体培养与无性繁殖技术，可以根据实际需求对纯合两型系中的不育株(基因型为aabbRfRf)进行大量繁殖，然后以这些大量繁殖的不育株为母本生产全不育系。由于在母本行中彻底排除了可育株(基因型为AabbRfRf或aaBbRfRf)，因而减少了人工拔除可育株的步骤，提高了制种产量，同时由于在隔离条件下临保系成了唯一的花粉源，由此获得的全不育系种子纯度达100％。

本发明是这样实现的：

2006年3月28日，在油菜花期，根据油菜育性观察的结果，从甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系20118AB中挑选出三株生长势强的不育株，分别编号为20118A1、20118A2和20118A3，分别摘取其幼嫩的侧枝，然后以固体B5培养基对这些外植体进行离体培养。为了进一步确定三个不育单株的基因型，我们利用该纯合两型系中的可育株(基因型为AabbRfRf)和临保系(基因型为aabbrfrf)为父本，对这些不育株进行测交鉴定，根据表2测定的结果可以确定20118A1和20118A2的基因型为aabbRfRf，由于20118A3与临保系的测交后代中出现了3株可育株，其基因型有待进一步确定，因而20118A3被摈弃。通过油菜离体培养技术，分别获得了不育株20118A1和20118A2的无菌试管苗。

通过无菌试管苗的扩繁技术，将不育株20118A1和20118A2分别扩繁获得了680株和720株。于2006年10月26-28日将680株20118A1和720株20118A2分别移栽到两个隔离大棚的母本行中。在两隔离大棚的父本行中分别种植的临保系M-6029，父、母本行比为1∶2，终花后去除隔离网，成熟后从母本行收获的种子就是全不育系种子。然后，将对全不育系种子进行实验室鉴定，于2007年6月10日将两全不育系分别随机取200粒种子，播种在人工气候箱中，到三片真叶时，进行4℃的低温春化处理30天，在2007年8月下旬进入花期，通过育性调查，所有单株表现为不育，不育率为100％。为了进一步鉴定全不育系种子的纯度，于2007年9月27日，将两全不育系分别随机取2000粒种子进行田间鉴定，在2008年4月油菜的花期对其育性进行调查，结果显示其不育率为100％，与实验室鉴定的结果相符。

表2纯合两型不育株与可育株和临保系测交鉴定的结果

甘蓝型油菜隐性核不育纯合型不育株的无性扩繁及全不育系生产技术应用模式

根据油菜花期育性调查和基因型鉴定的结果，首先从甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系中选择不育株(基因型为aabbRfRf)，摘取其幼嫩的侧枝进行离体无菌培养，待其从侧枝腋芽处长出幼苗后，经过多代无性扩繁、继代可以获得大量的、基因型与供体不育株亲本完全相同的试管苗。

然后将这些无性繁殖的试管苗移栽到隔离大棚的母本行中，以临保系为父本，父、母本行比为1∶2。在人工隔离条件下使临保系对不育系母本进行充分授粉。成熟后，从母本行收获的种子就是全不育系种子，其纯度为100％。

五比较

1原有方法：甘蓝型油菜隐性核不育全不育系生产技术

采用甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系、临保系、恢复系三系配套生产商用杂交种时，最关键的一步是全不育系的生产，即用纯合两型系与临保系杂交生产全不育系。

纯合两型系内50％的植株表现为不育，另外50％表现为可育，其中可育株对不育株授粉，其后代的育性分离符合1∶1，而相应可育株自交后代的育性分离3∶1(图2)。

为了获得100％不育株的全不育系，唯一可行的方法是在临近开花前，将纯合两型系内的可育株完全拔除，用临保系对纯合两型系内剩余的50％不育株授粉，其后代的不育株率就能达到100％(图3)。

但是，在临近开花前，纯合两型系内的不育株与可育株没有形态差异，二者随机交融成一个整体。只有在开花后，通过观察其雄蕊退化与否才能将这二者进行区分。因此在生产实践中不可能将纯合两型系内的可育株及时、彻底地拔除，也就是个别或少数可育株没有被及时拔除或没有被拔除。迟拔或漏拔的可育株不仅会对不育株授粉，而且漏拔的可育株会自花授粉，其后代中出现不同数量可育株，其结果是全不育系的不育株率下降到98％甚至更低，导致全不育系的纯度难以达到国家制种要求。

2本发明

我们的发明是首先从甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系中选出不育株，摘取其幼嫩的侧枝进行离体培养。经过多次无性扩繁后可以获得大量的、基因型与不育株母株基因型完全相同的幼苗。然后用这些经无性繁殖的不育幼苗作为母本，以临保系为父本，父、母本行比为1∶2。由于所采用的母本是经无性繁殖的不育系，所有单株为不育株(基因型为aabbRfRf)，省去了在开花前拔除母本行中可育株的步骤，且母本行完全为不育株，在人工隔离条件下由临保系对母本进行充分授粉，成熟后从母本行收获的种子即为全不育系种子，其纯度达100％。

附图说明

图1隐性核不育纯合两型系的遗传模式。

图2隐性核不育纯合两型系后代的育性分离模式。

图3生产全不育系的遗传模式。

图4隐性核不育纯合型不育株的无性扩繁及全不育系生产技术。

图5流程图。

具体实施方式

实例1

2006年3月下旬，在花期通过育性调查，从我们选育的隐性核不育纯合两型系20118A中选取了3株不育株，经过基因型鉴定，对其中两个不育株进行了取样，通过对其侧枝离体培养，得到了无菌苗，然后通过无性扩繁，分别获得了680株20118A1和720株20118A2。于同年10月下旬，将两个不育株系分别移栽到两个隔离大棚的母本行中，父本行为临保系M-6029，在人工隔离条件下由临保系对母本进行充分授粉，成熟后收获母本行的全不育系，经过2007年的实验室和田间鉴定，其种子不育率纯度均达到100％。

实例2

2007年3月下旬，在花期通过育性调查，从我们新选育的隐性核不育纯合两型系22118A中选取了2株不育株22118A1和22118A2，经过基因型鉴定，对其中一株不育株22118A2进行了取样，通过对其侧枝离体培养，得到了无菌苗，然后通过无性扩繁，获得了1300株22118A2。于同年10月下旬，将两个不育株系分别移栽到两个隔离大棚的母本行中，父本行为临保系M-6029，在人工隔离条件下由临保系对母本进行充分授粉，成熟后收获母本行的全不育系，经过2008年的实验室鉴定，其种子不育率纯度达到100％。

Claims

1.一种甘蓝型油菜隐性核不育纯合型不育株的无性扩繁及全不育系生产的方法，其特征在于选择隐性核不育纯合两型系的不育株为供体，通过外植体离体培养与无性系扩繁技术，得到大量的与供体不育株亲本基因型完全相同的试管苗，并以其为母本，与临保系父本进行杂交授粉生产全不育系。

2.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜隐性核不育纯合型不育株的无性扩繁方法，其特征在于获得一定数量的与供体不育株亲本基因型完全相同的试管苗，共包含以下几个步骤：

a、通过油菜花期观察与基因型鉴定，选择甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系中的不育株；

b、取上述纯合型不育株的侧枝为供体，进行外植体离体培养，获得无菌苗；

c、通过无性系扩繁技术，获得符合全不育系制种要求数量的试管苗；

3.根据权利要求1所述的全不育系生产方法，其特征在于将与供体不育株亲本基因型完全相同的试管苗直接移栽到隔离大棚的母本行中，由父本行中的临保系进行授粉生产全不育系，成熟后从母本植株收获的全不育系种子，其纯度达到100％。