CN102835306A - 一种加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种植物的育种方法，尤其是青花菜的育种方法，属于植物栽培技术领域。本发明通过已收集的青花菜材料，经过连续自交、定向选择至少五代，获得的青花菜自交亲和系作为转育父本与细胞质雄性不育材料杂交，再经过5代回交转育选育成综合性状优良、遗传性状稳定的细胞质雄性不育系，再将遗传性状稳定的细胞质雄性不育系与青花菜优良自交亲和系杂交，经过田间多次重复、鉴定、筛选得到优良的杂交组合品种。该方法通过种子低温处理，结合相关设施、设备，创造青花菜最佳生长发育环境，实现一年两次开花结籽，可以加速育种进程，提高种子质量。

Description

一种加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法

技术领域

本发明涉及一种植物的育种方法，尤其是青花菜的育种方法，属于植物栽培技术领域。

背景技术

青花菜属十字花科芸薹属甘蓝种的一个变种，一二年生草本植物，学名Brassica oleracea L.var.italica planch，由甘蓝演化而来，原产地中海地区。青花菜以主茎顶端形成绿色肥大花球，表面小花蕾明显，以采集花蕾的嫩茎供食用，因其富含维生素A、B、C、E,蛋白质,花青素,矿物质等多种营养成份,维生素C较多，比大白菜、番茄、芹菜都高，肉质脆嫩,风味香甜,营养丰富，口感绝佳，被《时代周刊》杂志推荐为十大健康食品中排名第四。自八十年代初，我国开始引进了一些国外青花菜品种，直至九十年代，青花菜种植面积快速增长，但国内青花菜育种远远落后于甘蓝等其它十字花科种类。目前生产上应用的如优秀、绿雄90等青花菜品种90%以上依赖进口，亟需培育具有自主知识产权的优良品种。由于青花菜有较强的杂种优势，生产上的优良品种均为一代杂交品种，目前生产杂交一代主要有两种途径，即利用自交不亲和系和雄性不育系配制杂交种。无论是利用自交不亲和系或雄性不育系制种，一个稳定的雄性不育系或稳定的自交不亲和系都要经过5-7代的回交转育或自交分离提纯才能获得，待获得稳定的雄性不育系或稳定的自交不亲和系以后，再配制杂交种。由于青花菜是二年生蔬菜，正常情况下，一年开花一次，也就是一年只能转育或自交提纯一次，因此选育一个杂交品种的时间较长，缺少可实际利用能加快青花菜杂交育种的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺陷，提出一种加代选育细胞质雄性不育系配制中早熟杂交青花菜的育种方法，加速育种进程，提高种子质量。

本发明通过以下技术方案解决技术问题，一种加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法，包括以下步骤：

步骤一、以青花菜细胞质雄性不育材料作为母本，以青花菜自交亲和系作转育父本进行杂交，在青花菜花期且隔离条件下，人工将父本的花粉涂在母本的柱头上，获得杂交一代种子；

步骤二、将杂交一代种子进行加代处理，即将所述杂交一代种子播种，温度控制在15-28℃，成苗后定植，从杂交后代中选择与所述转育父本主要农艺性状（株高、开展度、外叶数、叶色、花球形状、单球质量、花球高、花球宽、花蕾粒大小、花蕾颜色、花球紧实度）最接近的单株作为母本，再与转育父本回交，即得回交一代的种子； 

步骤三、将回交一代种子再进行加代处理，即将所述回交一代种子播种，温度控制在15-28℃，成苗后定植，从回交后代中再选择与所述转育父本主要农艺性状（株高、开展度、外叶数、叶色、花球形状、单球质量、花球高、花球宽、花蕾粒大小、花蕾颜色、花球紧实度）最接近的单株作为母本，再与转育父本回交，经过至少5代回交转育，获得遗传性状稳定的细胞质雄性不育系，所述转育父本即为所述细胞质雄性不育系的保持系；

步骤四、以所述遗传性状稳定的细胞质雄性不育系为母本，以青花菜自交亲和系为父本进行杂交，得到中早熟杂交青花菜品种。

上述方法的步骤一中，细胞质雄性不育材料较转育父本提前5天播种，当花期不遇时，去掉主枝，促其侧枝发育，调节花期，待花期相遇时进行人工花期杂交，得到杂交一代种子。转育父本是连续自交5代的青花菜育种材料。

所述步骤二中，播种前，用清水将种子浸20-25分钟，再用53-57℃的水浸5-10分钟，在20-25℃下催芽23-25小时，再将萌动的种子放在1-5℃冰箱，春化处理1周后播种。

所述步骤二中，所述每年加代处理1代。

所述步骤四中，青花菜自交亲和系是连续自交5代的青花菜育种材料。

所述父本与母本按照1：2的比例进行定植。

本发明通过已收集的青花菜材料，选择优良单株, 自交分离,后代根据熟性、株型、株高、开展度、叶形、花球质量、花球高度、花球宽度、花球形状、花球紧实度、蕾粒的粗细、侧分枝数量、抗病性、抗逆性, 连续自交、定向选择至少5代，获得植物学性状稳定、配合力好、花粉量大的青花菜自交亲和系作为转育父本与细胞质雄性不育材料杂交，经过5代回交转育选育成综合性状优良、遗传性状稳定的细胞质雄性不育系，其不育系表现为雌蕊功能正常，无异源胞质的不良影响，主要农艺性状（株高、开展度、外叶数、叶色、花球形状、单球质量、花球高、花球宽、花蕾粒大小、花蕾颜色、花球紧实度）优良，不育性稳定彻底，不育株率和不育度均达100％，具有较高的产量配合力。再将遗传性状稳定的细胞质雄性不育系与青花菜自交亲和系杂交，经过田间多次重复、鉴定、筛选得到优良的杂交组合品种。

本发明的优点如下：（1）由于中早熟青花菜对低温春化要求低，因此通过种子低温处理、结合利用降温和加温等设备把棚内温度调到15-28℃，为青花菜生长与发育提高最佳条件，可实现一年两次开花结籽，从而缩短育种年限，加快育种进程，提高育种效率。（2）雄性不育系为细胞质不育，随母性遗传，其不育性稳定，不育株率和不育度均为100%，蜜腺发达，花蜜多，柱状正常，开花结实性状良好，幼苗低温条件下不黄化，多代回交不退化，转育容易，生长势旺，配合力强。克服了苗期低温黄化，花器官发育异常现象，所有的甘蓝类蔬菜品种都可以作为它的保持系。（3）转育早代，不育系比保持系植株生长势强，具有种间杂交优势。（4）用不育系配制F₁，种子产量高，制种成本低，省工。（5）不育系抗病性强，增产明显，已有强优势杂交组合在生产上应用。

附图说明

图1为本发明选育过程的示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的选育过程如图1所示。

本实施例按以下方法进行育种：

步骤一、从日本引进1份青花菜雄性不育材料（CMS034）作为母本，经田间观察、鉴定，发现这份材料在低温下幼苗不黄化，生殖生长期花朵开放正常，雄蕊均退化，雌蕊正常，蜜腺大，花蜜多。田间鉴定后选留优良单株于大棚假植越冬，来年春季与父本是优良稳定青花菜自交亲和系05122、06149杂交，即在隔离网纱内，花期当青花菜雄性不育株花朵开放，露出柱头后，分别取两个青花菜优良自交亲和系（05122、06149）的新鲜花粉涂在母本的柱头上，并严格标记，再套袋隔离，待柱头正常膨大，得到杂交一代种子。

步骤二、将杂交一代种子进行加代处理，加代处理方法是指每年加代1代。具体方法为：首先种子低温处理，再利用水帘、风机、遮光网控制夏季高温、利用燃油控温设备提高冬季低温，常年温度控制在15-28℃之间。5月中旬种子陆续收获结束，6月上旬再次播种，播种时用清水浸20-25分钟，再用53-57℃的水浸5-10分钟，在20-25℃下催芽23-25小时，再将萌动的种子放在1-5℃冰箱，春化处理1周后播种，苗期和生长期间均在温室中进行，温度控制在15-28℃之间。9月初，割花球，留3花枝，9月中旬陆续抽薹开花，然后进行人工回交转育。转育早代，细胞质雄性不育材料较回交父本提前5天播种，如花期不遇，可去掉主枝，促其侧枝发育，调节花期，花期相遇时进行人工花期套袋回交， 11月下旬种子收获结束。12月初再将收获的种子播种,种子处理及苗期和生长期间的管理、花期回交转育等与上述方法一样。到第二年春季（3月中旬）开花，从而实现一年2代加代快速选育。

步骤三、在转育过程中观察其后代雄性不育性及开花结实性状与主要农艺性状包括株高、开展度、外叶数、叶色、花球形状、单球质量、花球高、花球宽、花蕾粒大小、花蕾颜色和花球紧实度表现并作定向选择。选择继续作回交母本株的标准：雄性不育性稳定，花药退化无花粉，不育性不受环境条件影响，花蕾发育正常，不死蕾或死蕾少，花朵完全开放，雌蕊正常，蜜腺发达，花蜜多，授粉后结实好，种荚发育正常，植株生长发育正常，低温下叶色不黄化，主要农艺性状，包括株高、开展度、外叶数、叶色、花球形状、单球质量、花球高、花球宽、花蕾粒大小、花蕾颜色和花球紧实度倾向于或类似于回交转育父本。通过5代回交转育，获得遗传稳定的细胞质雄性不育系CM052 和CM061，该不育系表现100%不育。转育父本即为所述细胞质雄性不育系的保持系。

步骤四、以遗传性状稳定的细胞质雄性不育系为母本，与青花菜优良自交亲和系（表现为主要农艺性状优良、整齐、自交亲和，开花正常，花粉量大，花期与雄性不育系基本一致。）为父本进行试配杂交组合22个，于秋季进行田间鉴定、筛选，配合力测定，最终选育得到性状优良的中早熟组合2个分别是‘瑞青1号’（以雄性不育系CM052为母本，优良自交亲和系038为父本配制的杂交一代）和‘瑞青3号’（以雄性不育系CM061为母本，优良自交亲和系072为父本配制的杂交一代）。

上述青花菜雄性不育材料CMS034的不育性及农艺性状见表1。

表1 青花菜雄性不育材料CMS034的不育性及农艺性状

上述细胞质雄性不育系CM052 和CM061的不育性及农艺性状见表2:

表2细胞质雄性不育系CM052 和CM061的不育性及农艺性状

 

本实施例所育得的细胞质雄性不育系和优良的杂交组合各自的特性如下：

1、   青花菜细胞质雄性不育系

利用引进的青花菜雄性不育材料进行转育获得的青花菜细胞质不育系，不育性稳定，多代回交不退化，转育容易，生长势旺，配合力强，耐热、抗病。通过比较不育系与相应的保持系除了在育性上有差别外，其它性状完全一致。植株在低温下不表现黄化，在生殖生长期花器官开放正常，蜜腺发达，柱头也很正常，花药严重退化，不育株率和不育株的不育度均为100%，克服了其它细胞质雄性不育材料不育株率低或者低温下表现黄化、柱头畸形、结实性状不好等缺陷，见表3:

表3青花菜优良保持系的农艺性状

 

2、  优良杂交组合

(1) 早熟组合‘瑞青1号’:早熟，定植后60天即可开始采收。植株较直立、株高63cm左右,开展度65cm左右，侧分枝2-3个，花球绿色，半球形，顶圆，花蕾较细，单球质量520g，主花球采收后，可继续采收侧花枝1-2次。比市售的品种：金绿70（ck）产量高，品质优,耐热耐湿、抗病性较强，适应性广，见表4。 

 (2) 中早熟组合‘瑞青3号’: 中早熟，定植后75天即可开始采收。植株较直立、株高68cm左右,开展度70cm左右，侧分枝少或无，主花球型，花球绿色，半球形，顶圆，花蕾较细，单球质量650g。比市售的品种：金绿70（ck）产量高,品质优，较耐热、抗病性较强，适应性广，见表4。

表4青花菜胞质雄性不育系配制的优良杂交组合及父本农艺性状

 上述育种方法中，繁殖、制种技术要点如下：

1亲本繁殖:采用简易大棚采种。在不育系繁殖棚，不育系与相应的保持系以1：2比例栽培，通过调整播种期使两系花期相遇。开花期在棚内放蜜蜂授粉，每个大棚2箱，花期过后拔除保持系。从不育系植株采种得到母本种子。父本采种棚在开花期通过蜜蜂授粉，提高采种质量。

2杂种一代制种技术：

（1）严格隔离：在制种基地一定要采取严格隔离措施，最好是自然屏障隔离和时间隔离，如果用空间隔离，隔离距离应在2000米以上。

（2）调整播种期：以本发明的不育系CM052 、CM061为母本，优良自交亲和系038、072为父本进行杂交制种。由于父母本的花期不一致，在制种时为了能保证父母本花期相遇，提高种子产量，在播种时需要根据制种地气候条件调整两者的播种期。

（3）定植比例：父母本按照1：2的比例进行定植。

（4）田间管理：在江苏地区，一般9月中旬播种，72孔穴盘育苗，5-6叶直接定植简易大棚，0℃以下扣膜，中午30℃以上四周通风，开花结实期避雨栽培。注意杂株的及时发现和拔除。开花期在棚内放蜜蜂授粉，每个大棚2箱，花期过后拔除父本系。加强田间病虫害的管理。

本发明的育种方法和常规育种方法相比所具优势见表5和表6。

表5 加代选育（控温）与常规选育（不控温）生育期对照表，以2007-2008年度大田调查为例

表6 加代选育（控温）与常规选育（不控温）植株生长情况对照表，以2007-2008年度大田调查为例

上述实施例中，青花菜细胞质雄性不育材料编号CMS034，是从日本引进的材料（南京良华农业科技发展有限公司有售）；青花菜自交亲和系05122、06149是从引进品种B-327（武汉市武昌区九头鸟菜种行有售）中选优良单株自交分离5代后选育而成，CM052、CM061是以CMS034为母本分别与青花菜自交亲和系05122、06149作转育父本，回交转育5代后选育成功。青花菜自交亲和系038、072也是从引进品种B-403（武汉市武昌区九头鸟菜种行有售）中选优良单株自交分离5代后选育成功，青花菜‘瑞青1号’组合是以雄性不育系CM052为母本，青花菜优良自交亲和系038为父本配制的杂交一代；青花菜‘瑞青3号’组合是以雄性不育系CM061为母本，青花菜优良自交亲和系072为父本配制的杂交一代；上述青花菜标准代号05122、06149、038、072的品系，CM052、CM061不育系，可以根据需要在市场上购买到（例如到镇江瑞繁农艺有限公司购买，地址江苏省句容市宁杭路112号），因此本发明切实可行。

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 (7)

1.一种加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法，包括以下步骤：

步骤一、以青花菜细胞质雄性不育材料作为母本，以青花菜自交亲和系作转育父本进行杂交，在青花菜花期且隔离条件下，人工将父本的花粉涂在母本的柱头上，获得杂交一代种子；

步骤二、将杂交一代种子进行加代处理，即将所述杂交一代种子播种，温度控制在15-28℃，成苗后定植，从杂交后代中选择与所述转育父本主要农艺性状,包括株高、开展度、外叶数、叶色、花球形状、单球质量、花球高、花球宽、花蕾粒大小、花蕾颜色和花球紧实度最接近的单株作为母本，再与转育父本回交，即得回交一代的种子； 

步骤三、将回交一代种子再进行加代处理，即将所述回交一代种子播种，温度控制在15-28℃，成苗后定植，从回交后代中再选择与所述转育父本主要农艺性状，包括株高、开展度、外叶数、叶色、花球形状、单球质量、花球高、花球宽、花蕾粒大小、花蕾颜色和花球紧实度最接近的单株作为母本，再与转育父本回交，经过至少5代回交转育，获得遗传性状稳定的细胞质雄性不育系，所述转育父本即为所述细胞质雄性不育系的保持系；

步骤四、以所述遗传性状稳定的细胞质雄性不育系为母本，以青花菜自交亲和系为父本进行杂交，得到中早熟杂交青花菜品种。

2.根据权利要求1所述加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法，其特征在于：所述步骤一中，细胞质雄性不育材料较转育父本提前5天播种，当花期不遇时，去掉主枝，促其侧枝发育，调节花期，待花期相遇时进行人工花期杂交，得到杂交一代种子。

3.根据权利要求2所述加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法，其特征在于：所述步骤一中，转育父本是连续自交5代的青花菜育种材料。

4.根据权利要求1所述加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法，其特征在于：所述步骤二中，播种前，用清水将种子浸20-25分钟，再用53-57℃的水浸5-10分钟，在20-25℃下催芽23-25小时，再将萌动的种子放在1-5℃冰箱，春化处理1周后播种。

5.根据权利要求4所述加代选育细胞质雄性不育系配制中早熟杂交青花菜的育种方法，其特征在于：所述步骤二中，每年加代处理1代。

6.根据权利要求1所述加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法，其特征在于：所述步骤四中，所述青花菜自交亲和系是连续自交5代的青花菜育种材料。

7.根据权利要求1所述加代选育中早熟杂交青花菜的育种方法，其特征在于：所述父本与母本按照1：2的比例进行定植。

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