CN102668969A - 一种高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法 - Google Patents

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董普辉
袁建国
王黎明
韩赞平
高双成
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Abstract

本发明涉及一种高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，该方法是利用高温不育型小麦光温敏核不育材料291S作为不育基因供体，与其他优良小麦品种进行单交、复合杂交或隔代回交，在黄淮麦区自然低温、高温条件下对杂交后代进行育性连续鉴定和选择，选育新的高温不育型小麦光温敏核不育系。本发明选育的小麦光温敏不育系属于核不育类型，具有不受恢保关系制约、恢复源广泛和易选配强优势组合等优点；其育性转换明显，具有低温可育、高温不育的特点，可以用于培育两系杂交小麦品种，简化小麦杂交制种程序，降低种子生产成本。

Description

一种高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法
技术领域
本发明属于农作物杂种优势利用领域，涉及小麦不育系的选育方法，特别是一种高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法。
背景技术
杂种优势是生物界的普遍现象。与水稻、玉米、油菜等相比，目前小麦的杂种优势利用仍处于初级阶段。我国已有一批小麦强优势组合通过了国家级或省级品种审定，其中一些组合已处于生产试种示范阶段。利用杂种优势是提高小麦单产的重要育种途径，杂交小麦的大面积推广应用对于保障我国粮食安全具有极其重要的意义。
小麦杂种优势利用途径主要有细胞质雄性不育(CMS)三系法、化学杀雄法和光温敏不育两系法。小麦CMS三系法受“恢保关系”的严格限制，组合选配有很大的局限性，再加上繁制种成本高和不育系保纯困难等原因，制约了三系杂交小麦应用规模的进一步扩大。化学杀雄法具有育种过程简单、操作方便、易选配出强优势组合等优点。小麦化学杀雄法制种的关键主要在于筛选杀雄效果理想而稳定、对环境友好、且价格低廉的化学杂交剂(CHA)。小麦光温敏不育两系法是通过选育具有光温敏育性转换特性的雄性不育系，通过播期的合理安排，在表现完全雄性不育时进行杂交种生产，在表现可育时可以自交繁殖不育系。与CMS三系法相比，光温敏不育两系法具有制种程序简便、恢复源广、易选配出强优势组合、种子生产成本低等优点。近年来，随着一批小麦光温敏不育系的选育成功，光温敏两系法逐渐成为杂交小麦研究的热点。
小麦光温敏不育系是两系法杂交小麦研究的基础。Saskuma等(1979)报道具D2型细胞质的普通小麦Norin26核代换系具有在长日照下雄性不育、短日照下可育的特性，由于需要15h以上长日照才能表现完全不育，应用范围受到很大限制。此后，我国小麦科研人员相继育成KM型、ES系列、C49S、C86S、BS20、K78S、A3314、周13S-1、C412S、BS210、BNS等一批普通小麦光温敏不育系，为两系杂交小麦研究奠定了基础。但经过分析不难发现，这些小麦光温敏不育系几乎都属于低温不育型或短日低温不育型，而且大部分不育系育性转换的临界温度较低，不育系在秋播条件下制种时，成穗晚的小分蘖受较高温度的影响容易发生自交结实现象，降低了两系杂交小麦的制种纯度，进而影响了杂种优势的发挥。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法。
该方法选育的小麦光温敏核不育系在黄淮麦区秋播可以自交繁殖不育系种子，春播不育条件下可以生产两系小麦杂交种。
为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，包括以下步骤：
(1)利用不育基因供体，与优良小麦品种或育种材料进行单交、复合杂交或隔代回交，F1自交得到F2；
(2)在黄淮麦区自然条件下秋播F2分离群体，抽穗后选择农艺性状优良的半可育株套袋2穗自交，同时从基部2～3节间剪去其余穗子，施肥灌水促进分蘖再生，选留再生分蘖完全不育而正季分蘖自交结实率大于40％的单株，得F3；
(3)将得到的F3继续秋播，抽穗后进行套袋、剪穗、选留单株，得F4；
(4)将得到的F4种子分成两份，一份10月秋播、一份次年2月春播，抽穗后套袋自交，表现秋播可育、春播不育株率为100％的株系即为新选育的高温不育型小麦光温敏核不育系。
所述的不育基因供体为高温不育型小麦光温敏核不育材料291S。
所述的不育基因供体为高温不育型小麦光温敏核不育材料291S的选育过程为：对普通小麦品系西农291中的自然雄性不育突变株套袋自交，发现大分蘖有部分结实现象，而迟发小分蘖几乎不结种子，因此将其自交种子当年秋播，按权利要求2之步骤(2)所述的方法选留单株，将得到的单株种子按权利要求2之步骤(4)所述的方法选留株系，选育出表现秋播可育、春播不育的高温不育型小麦光温敏核不育系，命名为291S。
步骤(1)中的优良小麦品种或育种材料为以周麦18、矮抗58、偃展4110和科大509为代表的小麦品种或品系。
步骤(2)所述的农艺性状优良的半可育株应符合矮秆大穗、分蘖力强、株型紧凑，丰产性好的标准。
步骤(3)在抽穗后需要进行选株，选株符合育种目标的标准为矮秆大穗、分蘖力强、株型紧凑，丰产性好。
选育的高温不育型小麦光温敏核不育系一系两用，即在黄淮麦区秋播低温条件下进行不育系自交繁殖，在春播高温条件下与恢复系杂交用于培育两系杂交小麦品种。
研究表明，本发明采用的不育基因供体291S在黄淮麦区秋播低温条件下表现可育、春播高温条件下几乎完全不育，其育性转换特性能够稳定遗传；291S与普通小麦品种的正、反交F2育性均发生分离，其不育性主要受1～2对隐性主效核基因控制，遗传行为简单，易于杂交转育更多优良的高温不育型小麦光温敏核不育系；291S的不育性易于恢复，大部分常规小麦品种可以恢复其育性，大大扩展了恢复系的可利用范围。291S类型的小麦光温敏不育系在小麦杂种优势利用方面有着良好的应用前景。
采用本发明的方法获得的高温不育型小麦光温敏不育系具有以下优点和效果：(1)不育性主要受1～2对隐性主效核基因控制，遗传行为比较简单，因此本发明方法选育的小麦光温敏不育系稳定较快，容易选育出高配合力的优良不育系。(2)本发明选育的小麦光温敏不育系，属于核不育类型，与细胞质雄性不育相比，具有不受恢保关系制约、恢复源广泛和组配自由等优点，可以直接应用常规小麦育种的最新成果，达到两系杂交小麦“水涨船高”的目的。(3)本发明选育的小麦光温敏核不育系在秋播低温条件下可进行不育系自交繁殖，在春播高温度条件下表现几乎完全不育，可以配制小麦杂交种，简化小麦杂交制种程序，降低种子生产成本。
附图说明
图1为采用单交或复交方式选育高温不育型小麦光温敏不育系的育种程序示意图；
图2为采用隔代回交方式选育高温不育型小麦光温敏不育系的育种程序示意图。
具体实施方式
利用发现的一个高温不育型小麦光温敏核不育系291S与其他小麦优良品种或育种材料进行单交、复合杂交或隔代回交，在黄淮麦区自然低温、高温条件下对杂交后代进行育性连续鉴定和选择，选育新的高温不育型小麦光温敏核不育系。
实施例1
本实施例是采用单交方式选育高温不育型小麦光温敏核不育系
(1)以291S为不育基因供体，品种科大509为父本，杂交得到F1；
(2)F1夏播加代，得到F2；
(3)秋播F2分离群体，抽穗后选择性状优良的半不育株，每株套袋2穗，同时从基部2～3节间剪去其余穗子，施肥灌水促进分蘖再生，选留再生分蘖完全不育而正季分蘖自交结实率大于40％的单株；
(4)秋播F3，淘汰不良株行，从优良株行中选择优良单株，每株套袋、剪穗、按照上述标准选留单株；
(5)将F4种子分成两份，一份秋播、一份春播，抽穗后套袋自交，调查每个株系的育性表现，选留秋播可育、春播不育株率为100％的株系，最后得到2个新的高温不育型小麦光温敏核不育系。
实施例2
本实施例是采用复交方式选育高温不育型小麦光温敏核不育系
(1)以291S为不育基因供体，品种偃展4110为父本，杂交得到F1；
(2)F1夏播，以品种矮抗58做母本与其杂交得到三交F1；
(3)秋播三交F1，选择农艺性状优良的单株，混收自交种子；
(4)秋播F2分离群体，抽穗后选择农艺性状优良的半不育株，每株套袋2穗，同时从基部2～3节间剪去其余穗子，施肥灌水促进分蘖再生，选留再生分蘖完全不育而正季分蘖自交结实率大于40％的单株；
(5)秋播F3，淘汰不良株行，从优良株行中选择优良单株，中选单株套袋、剪穗、按照上述标准选留单株；
(6)将F4种子分成两份，一份秋播、一份春播，抽穗后套袋自交，调查每个株系的育性表现，选留秋播可育、春播不育株率为100％的株系，最后得到5个新的高温不育型小麦光温敏核不育系。
实施例3
本实施例是采用隔代回交方式选育高温不育型小麦光温敏核不育系
(1)以291S为不育基因供体，品种偃展4110为父本，杂交得到F1；
(2)F1夏播加代得到F2；
(3)次年春播F2分离群体，选择性状倾向偃展4110的高度不育株回交得到BC1F1；
(4)BC1F1夏播加代，混收自交种子；
(5)秋播BC1F2分离群体，抽穗后选择性状倾向偃展4110的半不育株，每株套袋2穗，同时从基部2～3节间剪去其余穗子，施肥灌水促进分蘖再生，选留再生分蘖完全不育而正季分蘖自交结实率大于40％的单株；
(6)秋播BC1F3，抽穗后选择性状整齐一致且倾向偃展4110的株行，每株套袋、剪穗、按照上述标准选留单株；
(7)将BC1F4种子分成两份，一份秋播、一份春播，抽穗后套袋自交，选留秋播可育、春播不育株率为100％的株系，最后得到高温不育型小麦光温敏核不育系偃展4110S。

Claims (8)

1.一种高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，其特征在于：包括以下步骤：利用不育基因供体，与其他优良小麦品种进行单交、复合杂交或隔代回交，在黄淮麦区自然低温、高温条件下对杂交后代进行育性连续鉴定和选择，选育新的高温不育型小麦光温敏核不育系。
2.根据权利要求1所述的高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)利用不育基因供体，与优良小麦品种或育种材料进行单交、复合杂交或隔代回交，F1自交得到F2；
(2)秋播F2分离群体，抽穗后选择农艺性状优良的半可育株套袋2穗自交，同时从基部2～3节间剪去其余穗子，施肥灌水促进分蘖再生，选留再生分蘖完全不育而正季分蘖自交结实率大于40％的单株，得F3；
(3)将得到的F3继续秋播，抽穗后进行套袋、剪穗、选留单株，得F4；
(4)将得到的F4种子分成两份，一份10月秋播、一份次年2月春播，抽穗后套袋自交，表现秋播可育、春播不育株率为100％的株系即为新选育的高温不育型小麦光温敏核不育系。
3.根据权利要求1或2所述的高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，其特征在于：所述的不育基因供体为高温不育型小麦光温敏核不育材料291S。
4.根据权利要求1或2所述的高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，其特征在于：所述的不育基因供体为高温不育型小麦光温敏核不育材料291S的选育过程为：对普通小麦品系西农291中的自然雄性不育突变株套袋自交，发现大分蘖有部分结实现象，而迟发小分蘖几乎不结种子，因此将其自交种子当年秋播，选留单株，将得到的单株种子经过选留株系，选育出表现秋播可育、春播不育的高温不育型小麦光温敏核不育系，命名为291S。
5.根据权利要求2所述的高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，其特征在于：步骤(1)中的优良小麦品种或育种材料为以周麦18、矮抗58、偃展4110和科大509为代表的小麦品种或品系。
6.根据权利要求2所述的高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，其特征在于：步骤(2)所述的农艺性状优良的半可育株应符合矮秆大穗、分蘖力强、株型紧凑，丰产性好的标准。
7.根据权利要求2所述的高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，其特征在于：步骤(3)在抽穗后需要进行选株，选株符合育种目标的标准为矮秆大穗、分蘖力强、株型紧凑，丰产性好。
8.根据权利要求1或2所述的高温不育型小麦光温敏核不育系的选育方法，其特征在于：选育的高温不育型小麦光温敏核不育系一系两用，即在黄淮麦区秋播低温条件下进行不育系自交繁殖，在春播高温条件下与恢复系杂交用于培育两系杂交小麦品种。
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