CN103098702B - 一种k型温敏雄性不育小麦的育种方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种K型温敏雄性不育小麦的育种方法，该方法以K型细胞质温敏雄性不育小麦KTM3315A作为母本与普通小麦品系116B作为父本杂交，经过回交和自交筛选到理想的K型温敏雄性不育系KTM116A。所筛选的温敏型小麦细胞质雄性不育材料，在较低温度条件下（<18℃）表现雄性不育，较高温度条件下（>20℃）表现育性恢复，可用于两系杂交小麦种子生产。
Description
技术领域
本发明属于农业领域，特别涉及一种K型温敏雄性不育系的育种方法。
背景技术
杂种优势是一种普遍的生物学现象，已经被广泛地用于玉米、水稻和油菜等作物以提高农业产量（Duvick 1999）。雄性不育由于在优势利用中的使用，使之在农业生产中呈现了的巨大经济效益。目前为止，对杂交小麦种子生产的探索也只局限在基于三系系统的细胞质（或核）雄性不育系和化学杂交剂的使用（McRae1985;Pickett1993;Jordaan1996;Edwards 2001;Mahajan et al.2001）。然而，小麦细胞质雄性不育性的三系应用具有费时、遗传资源狭窄、不良的细胞质效应、复杂的恢复机制等问题（Kaul 1988）。化学杂交剂由于其成本费用、种子发芽率降低及可能的药剂残留而限制其在杂交制种中的使用。近来基于温光型的小麦雄性不育系的两系系统由于可自交繁殖，从而使其进一步使用简便、成本低廉而被广泛地用于杂交小麦生产（何觉民等1994；赵昌平等1999；Murai2001）。
D2型光敏细胞质小麦雄性不育系性首先考虑在杂交小麦选育中的潜力，但其有狭窄的育性恢复和较低的异交结实率（Sasakuma and Ohtsuka 1979;Murai andTsunewaki 1993;吴郁文1995;何觉民等1999；Murai 2001）；光（温）敏雄性不育小麦系C49S（在12.5℃或以下温度雄性不育）、ES系列（在11.5或短日长雄性不育）被报道，由于它们较低的敏感温度或较短的临界日长的限制，使它们在中国小麦主产区不能表现完全雄性不育（何觉民1992；谭昌华1992；张建奎2003）。因为这些限制，这些系统不能广泛地用于杂交小麦生产应用。另外，虽然温光型小麦细胞质（或核）雄性不育系的选育为杂交小麦种子的生产提供条件，然而传统的杂交小麦种子生产方法的缺点逐渐显露，如较低的异交结实率使之成为生产的一大障碍。问题有很多方方面，如雄性不育亲本和保持系、恢复系间距离，花粉传递的距离等(A.PH.Devries 1971)，这将进一步增加杂交小麦种子的生产的复杂性及成本，从而进一步限制杂交小麦的生产应用。
发明内容
本发明的目的就是解决“三系法”小麦杂种优势利用途径中存在的不育系恢复源少、繁制种程序复杂等问题，提供一种利用KTM116A配制两系杂交小麦的方法。为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案：
本发明一方面涉及一种一种K型温敏雄性不育小麦的育种方法，其包括如下步骤：
（1）K型小麦温敏雄性不育系KTM3315A作为母本与普通小麦品系116B作为父本杂交，杂交F1代检查植株的育性，筛选不育的F1代植株，以此F1作为母本继续用上述的父本116B回交，获得BCF1后，筛选雄性不育株；
（2）开花后，将BC1F1每一不育单株中一个较小初级分蘖被套袋，剪除其余初级分蘖和主茎；通过施肥和灌水的后期管理，新的次级分蘖形成，该阶段日平均温度高于20℃，淘汰次级分蘖穗不育的单株，收获次级分蘖雄性可育穗；
（3）次级分蘖雄性可育穗，重复（2）过程，经过3次剪穗再生分蘖自交，即可筛选到理想的K型温敏雄性不育系KTM116A。
通过本发明的育种方法所筛选的温敏型小麦细胞质雄性不育材料，在较低温度条件下（<18℃）表现雄性不育，较高温度条件下（>20℃）表现育性恢复，可用于两系杂交小麦种子生产。
具体实施方式：
以下，结合一些实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不局限于这些具体的实施例。
KTM3315A（课题组提供）：K型温敏细胞质雄性不育小麦，半春性、早熟、高杆（株高82cm左右），叶色深绿，茎生叶片中等偏大；茎杆粗壮坚韧，抗倒伏能力强；株型紧凑，穗层厚齐；穗长方形，多花。籽粒白色，长圆形，白粒角质，粒饱质好；穗粒数50粒左右，千粒重45g左右。
116B（市售可得）：常规普通小麦品系，半春性、早熟、矮杆（株高45cm左右），叶色深绿，茎生叶片中等偏小；茎杆粗壮坚韧，抗倒伏能力强；株型紧凑，穗层厚齐；穗长方形，上部小穗较密，多花。
籽粒白色，长圆形，白粒角质，粒饱质好；穗粒数45粒左右，千粒重50g左右。
以“116B”（市售可得）为父本、“KTM3315A”（课题组提供）为母本，在传统的小麦生长季节，如陕西杨凌秋播，将该类型温敏细胞质雄性不育系KTM3315A与早熟、矮杆的小麦品系116B杂交，F1代植株的育性为雄性不育，以116B为轮回亲本与F1杂交得BC1F1，将BC1F1每一不育单株中一个较小初级分蘖被套袋后，剪除其余初级分蘖和主茎；通过施肥和灌水的后期管理，新的次级分蘖形成，淘汰次级分蘖穗不育的单株，收获次级分蘖雄性可育穗，后续经过3次自交，即可筛选到理想的K型温敏雄性不育系KTM116A，该不育系在传统小麦生长季节表现雄性不育，而反季节（敏感期处在较热的环境条件）表现育性恢复的优良小麦温敏雄性不育系。
雄性不育系KTM116A主要特征特性：半春性、早熟、矮杆（株高55cm左右），叶色深绿，茎生叶片中等偏小；茎杆粗壮坚韧，抗倒伏能力强；株型紧凑，穗层厚齐；穗长方形，上部小穗较密，多花。籽粒白色，长圆形，白粒角质，粒饱质好；穗粒数45粒左右，千粒重45g左右。
KTM116A属温敏型小麦细胞质雄性不育材料，在较低温度条件下（<18℃）表现雄性不育，较高温度条件下（>20℃）表现育性恢复，育性与光照时数相关不显著，主要受温度影响。该不育基因的表达主要受核内主效恢复基因rfv1 m的影响，在不育条件下该基因无功能，不影响雄性不育基因的表达而表现不育，在可育条件下该基因具有显性恢复基因的功能，影响雄性不育基因的表达而表现可育。其敏感期为小孢子发育早期。在黄淮冬麦区、云贵川冬麦区、西北春麦区和东北春麦区传统的小麦生长季节生态鉴定，KTM116A均表现矮杆、早熟、多蘖、广适多抗，不育期长而稳定；但反季播种表现异交结实率高的特点。同时经过多年组合组配试验发现利用该温敏小麦雄性不育系具有较高的配合力，应用潜力较大。
KTM116A的繁殖技术：利用KTM116A温敏特性，在不同生态区选择最佳播种期来实现。
（1）在黄淮冬麦区的播种期（陕西杨凌3月6日左右、陇县6月10日左右）；云贵川冬麦区（贵州省贵阳6月28日至7月11日）。
（2）繁殖不设隔离带，抽穗至开花期，严格去杂。收获后注意防杂保纯。
KTM116A配制杂交种的方法：利用KTM116A在较低温度条件下不育的特性，通过以下步骤来实现。
（1）以KTM116A为母本，在中国一些麦区传统的小麦播种季节，如黄淮冬麦区10月6日左右，云贵川冬麦区11月8日左右、西北春麦区4月12月左右和东北春麦区4月12日左右。株高高于母本10cm左右的父本以10-15%的比例混进不育系同期播种。
（2）待父本开花7-10天后，统一剪除父本穗，成熟后收获不育系所接种子，既为杂交小麦生产用种。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种K型温敏雄性不育小麦的育种方法，其包括如下步骤：
（1）K型小麦温敏雄性不育系KTM3315A作为母本与普通小麦品系116B作为父本杂交，杂交F1代检查植株的育性，筛选不育的F1代植株，以此F1作为母本继续用上述的父本116B回交，获得BCF1后，筛选雄性不育株；
（2）开花后，将BC1F1每一不育单株中一个较小初级分蘖套袋，剪除其余初级分蘖和主茎；通过施肥和灌水的后期管理，新的次级分蘖形成，该阶段日平均温度大于20℃，淘汰次级分蘖穗不育的单株，收获次级分蘖雄性可育穗；
（3）种植次级分蘖雄性可育穗，重复（2）的过程，经过3次剪穗再生分蘖自交，即可筛选得到K型温敏雄性不育系。
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