CN101803564B - 一种利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的简化育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种杂交甘蓝的育种方法，尤其是利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的育种方法，属于植物培育技术领域。本发明直接选用市场上已销售的利用细胞质雄性不育系配制的甘蓝品种“中甘22、沪甘一号”作为母本，选取球形与母本一致、叶球熟性与母本为同一类型、植物学性状稳定的甘蓝自交系作为父本，配制出优良杂交种。其有益效果是：在保持了利用雄性不育系配制甘蓝杂交种优点的同时，不需要再利用优良的甘蓝自交系作轮回亲本与雄性不育材料进行5-7代回交转育，不仅省工节本，大大缩短育种时间，而且可将原品种的杂种优势部分保留到新的杂交品种中。

Description

一种利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的简化育种方法

技术领域

本发明涉及一种杂交甘蓝的育种方法，尤其是利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的简化育种方法，属于植物培育技术领域。

背景技术

甘蓝(Brassica oleracea var.capitata L.)是中国及世界许多国家种值的主要蔬菜作物，由于其杂种优势明显，因此杂种优势育种成为甘蓝育种的主要途径。目前生产上使用的优良甘蓝品种几乎全为一代杂种，而生产甘蓝杂种一代主要有两种途径，即利用自交不亲和系制种和利用雄性不育系制种。长期以来利用自交不亲和系制种一直是甘蓝配制杂种一代的主要方法，通过这一途径已经取得了很大的成就，已配制出一大批优良的杂交品种用于生产。然而，利用自交不亲和系制种，存在以下缺陷：要花费大量的人力和时间通过人工蕾期授粉进行亲本的繁殖，成本很高，推广面积也受制种量制约。更不利的是，亲本长期自交易使其产生生活力退化，使一些优良的性状丢失。另外，利用自交不亲和系制种杂交率很难达到100％，会影响杂种的纯度。因此，许多国家的甘蓝育种工作者们长期以来一直致力于甘蓝雄性不育系的选育和利用研究，并且也已经取得了突破性的进展。

21世纪初，一些国家利用雄性不育系配制的甘蓝新品种开始面市。我国于20世纪70年代开始进行甘蓝雄性不育系的研究，90年代末至今，已分别采用显性核基因雄性不育系和细胞质雄性不育系途径配制出一批甘蓝新品种，并通过国家或省(区、市)级审定，在各地区推广，这些新品种的特点是杂交率达100％，整齐度好，深受生产者和市场的欢迎。雄性不育系的利用，也很好地克服了利用自交不亲和系配制杂交种的几方面缺陷。目前在开展雄性不育系的研究、利用方面，传统的方法首先要进行雄性不育系的转育，然后利用转育好的稳定雄性不育系与父本配制杂交组合。其中，雄性不育系的转育是一个最复杂，也最花时间的过程，一般需要回交转育5～7代，才能育成一个稳定的雄性不育系。例如：甘蓝细胞质雄性不育系的选育具体步骤如下：

首先用细胞质雄性不育源作母本，选用优良的甘蓝自交系作父本进行成对杂交，在杂交后代中选择优良不育单株，再与该甘蓝自交系为轮回亲本回交转育5代或5代以上，当所有回交后代的农艺性状与原父本基本一致，而且雄性不育性稳定时，即育成了一个稳定的甘蓝细胞质雄性不育系，回交父本即为其保持系。

而甘蓝显性核基因雄性不育系选育更复杂、繁琐，具体步骤如下：(1)在显性雄性不育原始材料的分离群体中，选择经济性状优良、不育性敏感的不育株为母本，选用优良甘蓝自交亲系为父本进行杂交；(2)在杂交后代中继续以不育株为母本与原父本连续回交；(3)回交4～5代后，扩大回交后代群体植株数量，并在开花期寻找有微量花粉的敏感不育株作蕾期自交；(4)用敏感株自交后代中出现的所有不育性稳定的雄性不育株为母本，与原父本测交；(5)在田间鉴定这些测交后代的经济性状与雄性不育性表现，如果某个测交后代不育株率达100％，则该测交组合的母本不育株为纯合显性雄性不育株。对纯合显性雄性不育株的测交后代进行鉴定，选择不育性稳定、性状优良、配合力好的系统作为配制杂交组合的显性雄性不育系。回交父本即为保持系。如专利号为zl200510011406.0、公告日：2007年9月19日，名称“一种甘蓝细胞质雄性不育系转育及制种方法”，公开了用甘蓝自交亲和系为回交父本与甘蓝细胞质雄性不育源进行5-7代回交，得到稳定的雄性不育系后再与父本进行杂交制种的方法。又如专利号为zl200410004714.6，公告日：2006年1月18日，名称“甘蓝细胞质雄性不育系及其杂交组合的选育方法”，公开了用细胞质不育系材料与甘蓝自交系杂交得到杂交一代，再用该甘蓝自交系作为回交父本进行6代回交转育后，得到遗传稳定的甘蓝细胞质雄性不育系作为母本与父本杂交的制种方法。以上方法都需要先进行5代以上的回交转育，再配制杂交种，费工费时，缺少可实际利用及简便易行的新的甘蓝杂交育种方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是根据现有技术存在的缺陷，提出一种利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的简化育种方法，该方法能够显著节工省本，大大缩短育种时间。

本发明通过以下技术方案解决技术问题，一种利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的简化育种方法，包括以下步骤：

步骤一、以甘蓝品种中甘22或沪甘一号作为母本，利用组织培养的方法对

所述母本进行植物快繁，得到母本的幼苗；

步骤二、选取球形与母本一致、叶球熟性与母本为同一类型、植物学性状稳

定的甘蓝自交系作为父本，将父本于8月上旬播种育苗；

步骤三、待9月中下旬时，将所述母本和父本的幼苗按2-3∶1定植至制种田中，在冬季自然低温下越冬春化；

步骤四、翌春待定植后的植株开花时，任其自由授粉；

步骤五、花期结束后，拔除制种田中的父本植株；

步骤六、待种子成熟后从母本植株上采集种子。

本发明通过以下技术方案进一步解决技术问题：步骤一中在春季从所述母本的植株上取侧芽，利用组织培养的方法进行植物快繁。

步骤二中所述父本是通过连续自交、定向选择至少五代，获得植物学性状稳定、配合力好、花粉量大的甘蓝自交系。

步骤四待开花时通过打顶、摘心的方式调节母本和父本花期保持一致，并在每亩制种田中放入1-2箱蜜蜂进行辅助授粉。所述制种田的隔离距离至少1500m。

甘蓝雄性不育源分为核基因雄性不育系和细胞质雄性不育系两大类，本发明直接选择市场上已销售的利用细胞质雄性不育系配制的甘蓝品种“中甘22、沪甘一号”作为母本，其后代表现：(1)不育株率达100％，不育株的不育度也为100％，而且其不育性遗传稳定，不受环境条件的影响。(2)花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱。蜜腺大小、数量及蜜量发育健全。雌蕊结构正常，能够正常结籽。在春季从植株上取幼嫩侧芽在实验室用组织培养方式保存并进行植物快繁(组织培养方法详见王蒂主编，中国农业出版社出版，《植物组织培养》，其中植物快繁详见该书第156页)。成苗后留少量组培苗在低温(15℃以下)下保存，用于来年繁殖作母本。选用球形与母本一致、叶球熟性与母本为同一类型、植物学性状稳定的甘蓝自交系作为父本，将母本和父本种植于大田，在冬季自然低温下越冬春化，第二年春季开花，配制出优良杂交种。其有益效果是：在保持了利用雄性不育系配制甘蓝杂交种优点的同时，不需要再利用优良的甘蓝自交系作轮回亲本与雄性不育材料进行5-7代回交转育，不仅省工节本，大大缩短育种时间，而且可将原品种的杂种优势部分保留到新的杂交品种中。

附图说明

图1为本发明的选育过程示意图。

具体实施方式

在本发明中父本的选择是非常重要的，优良的父本系选育主要通过连续自交、分离、定向选择的方法，以较优良的甘蓝种质资源作原始材料，逐代选择优良单株连续自交分离、鉴定筛选，选择时间一般为5个世代或更长，直至植物学性状稳定为止。好的父本一般具备以下条件：1、抗病、抗逆性较强，株型、叶形、叶色整齐一致。2、球形与母本一致、叶球熟性与母本为同一类型。3、配合力好。4、自交结实，开花正常、花粉量大。其中，植物学性状是指植株的开展度、外叶数、叶色、球形、单球重、球宽×球高、中心柱长×宽；叶球熟性是指植株从定植到90％植株达到适宜收获天数。

本发明中所选择的父本的植物学性状与叶球熟性见表1。其中父本来源：1.引进品种“强力50”经5代自交、选择，育成的自交系命名为03-2-1-3-2。2.日本品种“绿玉”经5代自交、选择，育成的自交系命名为03-3-6-2-1-1。3.引进品种“希望”经6代自交、选择，育成的稳定自交系命名为04-1-5-7-2。

                表1 所选父本的植物学性状与叶球熟性

父本

开展度(cm)

外叶数(片)

叶色

球形

单球重(g)

球宽×球高(cm)

中心柱长×宽(cm)

叶球熟性(d)

03-2-1-3-2

52.2×52.7

14.2

绿

扁圆

1.2

17.1×13.1

6.8×2.7

62

03-3-6-2-1-1

44.9×45.5

12.6

绿

圆形

1.12

14.5×15.3

6.5×2.8

60

04-1-5-7-2

42.5×43.2

11.5

绿

近圆

1.05

15.0×14.4

6.8×2.6

55

将母本与上述父本杂交得到杂交甘蓝，主要过程见图1，该方法制种的要点是：(1)母本要通过组织培养进行保存与植物快繁，父本一般在8月上旬播种。9月中下旬定植父本和母本幼苗；(2)制种时母本与父本可按3∶1定植，如果父本生长势不强，花粉量不充分，按2∶1定植，并缩小父本行植株株距，以保证父本的花粉量；(3)制种田隔离距离应更严格，一般要求1500m以上；(4)调节双亲花期一致，如果父母本花期不一致，应通过打顶、摘心等措施将双亲花期尽量一致；(5)开花期每亩制种田放1-2箱蜜蜂，辅助授粉；(6)花期结束之后，应适时将父本种株拔除干净。其中，母本与父本的选择详见下述实施例。

实施例一

本实施例以沪甘一号(购自上海亿涵种苗贸易有限公司)作为母本，在春季从该植株上取幼嫩侧芽，在实验室用组织培养方式保存并扩繁，选取稳定的甘蓝自交系03-2-1-3-2为父本按上述方法配制杂交种，所得杂交种编号为瑞甘60。

实施例二

本实施例以中甘22(购自武汉市武昌区九头鸟菜种行)作为母本，在春季从该植株上取幼嫩侧芽，在实验室用组织培养方式保存并扩繁，选取稳定的甘蓝自交系03-3-6-2-1-1为父本按上述方法配制杂交种，所得杂交种编号为瑞甘62。

实施例三

本实施例以中甘22(购自武汉市武昌区九头鸟菜种行)作为母本，在春季从该植株上取幼嫩侧芽，在实验室用组织培养方式保存并扩繁，选取稳定的甘蓝自交系04-1-5-7-2为父本按上述方法配制杂交种，所得杂交种编号为瑞甘58。

对上述各实施例中所得的杂交品种，经田间观察、鉴定结果表明，三个杂交新组合的产量、抗病性等均表现出超亲优势，详见表2。在市场上购买品种“夏光”(早熟扁圆类型)和“美味早生”(早熟圆球类型)作为对照，与三个实施例的品种在产量和抗病性方面进行比较，结果详见表3。

            表2 三个实施例的优良杂交新组合的植物学性状与叶球熟性

杂交组合

开展度(cm)

外叶数(片)

叶色

球形

单球重(g)

球宽×球高(cm)

中心柱长×宽(cm)

叶球熟性(d)

瑞甘60

55.3×55.8

14.5

绿

扁圆

1.52

19.7×14.2

7.0×3.0

60

瑞甘62

51.7×

13.2

浅绿

圆形

1.55

16.5×

6.6×2.7

62

	52.5					15.8
									瑞甘58	47.7×48.2	13.0	绿	近圆	1.3	15.2×16.4	6.5×2.8	58

        表3 三个实施例的优良杂交新组合与对照的产量、抗病性对比

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的简化育种方法，包括以下步骤：

步骤一、以甘蓝品种中甘22或沪甘一号为母本，利用组织培养的方法对所述母本进行植物快繁，得到母本的幼苗；

步骤二、选取球形与母本一致、叶球熟性与母本为同一类型、植物学性状稳定的甘蓝自交系作为父本，将父本于8月上旬播种育苗；

步骤三、待9月中下旬时，将所述母本和父本幼苗按2-3∶1定植至制种田中，在冬季自然低温下越冬春化；

步骤四、翌年春天，待定植后的母本和父本植株开花时，任其自由授粉；

步骤五、花期结束后，拔除制种田中的父本植株；

步骤六、待种子成熟后，从母本植株上采集种子。

2.根据权利要求1所述利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的育种方法，其特征在于：所述步骤一中，在春季从所述母本的植株上取侧芽，利用组织培养的方法进行植物快繁。

3.根据权利要求1所述利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的育种方法，其特征在于：所述步骤二中，所述父本是通过连续自交、定向选择至少五代，获得植物学性状稳定、配合力好、花粉量大的甘蓝自交系。

4.根据权利要求1所述利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的育种方法，其特征在于：所述步骤四待开花时通过打顶、摘心的方式，调节双亲花期保持一致，并在制种田中放入蜜蜂进行辅助授粉。

5.根据权利要求4所述利用细胞质雄性不育系配制杂交甘蓝的育种方法，其特征在于：所述制种田的隔离距离至少1500m。