CN1031856C - 大豆雄性核不育系选育及杂交制种法 - Google Patents

Abstract

一种利用雄性核不育基因，实现大豆杂种优势利用的方法。选育沈农89-702雄性不育系作母本，以农艺性状优良、配合力高的品种如沈农2015和辽豆三号等为父本配制杂交种的繁殖制种技术。所配制的杂交种具有生育繁茂、抗逆性强、产量高的特点。经测试F1代单产达300-350公斤/亩，比当前生产上推广的纯系品种增产30-50%。

Description

大豆雄性核不育系选育及杂交制种法

本发明属于大豆杂种优势利用领域。

大豆雄性核不育现象早在本世纪二十年代就有报道，但由于雄性核不育株的结实率低，一直未能实现杂种优势的利用。

1978年我们首先在国内从地理远缘杂交组合[(5621×徐州424)×铁丰15]F8代田间发现了雄性核不育大豆，命名为沈农L—78—387。经引进国外当时已发现的ms1、ms2、ms3和ms4四个隐性基因材料进行等位性测验，证明沈农L—78—387的雄性不育性是由ms1隐性核不育基因控制的，是国际上第五个ms1独立突变体。其平均单株结实数为10.3粒，单株最高结实数为21粒。虽然沈农L—78—387比国外引进的四个雄性核不育系的平均单株结实数5.2粒(单株最高结实数为12粒)高得多，但用于杂交制种仍嫌太少。

本发明的目的是利用雄性核不育基因，通过杂交制种，实现大豆杂种优势利用，从而大大提高大豆单位面积产量。

本发明的特征是制种技术，选育沈农89—702雄性不育系作母本，以农艺性状优良、配合力高的品种为父本配制杂交种，以及利用标记性状区分表型相同、基因型各异的显性纯合体(MsMs)和杂合体(Msms)。如制种田内单株上95％左右的豆荚为二、三粒荚时，此株属MsMs基困型，其上所结籽粒收获后可作为粮食出售；如植株上一粒荚和二、三粒荚各占50％左右时，此株属Msms基因型，其上所结籽粒收获后可留作次年制杂种时为母本用；植株上各节位出现未受精的不育荚，而已授粉受精的豆荚多为一粒荚，个别有二、三粒荚，此株属msms基因型，其上所结籽粒为F1代杂交种，可供次年生产田使用。

本发明在实验时所用的杂交父本是生产上已公开使用的沈农25104、辽豆三号等优良常规品种。

从1978年开始，我们以山东夏大豆兖黄1号为母本，与沈农25108(地理远缘杂交后代)进行杂交，计划从具有多花多荚基因背景的材料中通过地理远缘杂交，获得单株结实率更高的雄性核不育材料。经过11年的自交，使基因分离重组，1989年在这个杂交组合的F11代田间出现了平均单株结实数达20，35粒的不育系，命名为沈农89—702，其单株最高结实数达50粒。经过1990年、1991两年分株系种植，完全证明沈农89—702携带m s隐性核不育基因，其后代育性分离比例为3∶1，即：MsMs∶Msms∶msms＝1∶2∶1(Ms代表雄性可育基因，属显性；ms代表雄性不育基因，属隐性)。其中MsMs和Msms的表型均为可育，msms表型为不育。

这就是说，当把一种配合力强、农艺性状好的大豆品种B(MsMs)作为父本，与沈农89—702(Msms)种在一起，那么父本B(MsMs)花粉授到沈农89—702的不育株(msms)上，结出的种子就是F1杂交种。而沈农89—702的可育株(Msms杂合体)自交分离出的那两份Msms后代，含有隐性核不育基因ms，可供次年再与父本B(MsMs)种在一起，配制F1杂交种之用。另一份MsMs后代则可作为生产用种。

因为沈农89—702的父、母本的共同特点是高抗毒素病，所以沈农89—702从杂交当年(1978)直至1991年的十三年里，在田间生长均不感病。沈农89—702的主要农艺性状：亚有限结荚习性，株高80—90厘米，椭圆形叶，高度耐蚜，种粒长椭圆形，种皮色泽鲜黄，深褐色种脐，脐色不向外扩散，百粒重19—20克。

经过1990—1991年两年间的田间实验及室内考种，我们掌握了区别沈农89—702表型可育株MsMs与Msms的标记性状，即：单株上95％以上的豆荚为二、三粒荚时，此株则属MsMs；单株上一粒荚和二、三粒荚各占50％左右时，此株则属Msms；植株上各节位出现未受精的不育荚(长度1—1.5厘米，荚内无豆粒)，而已授粉受精的豆荚多为一粒荚，个别有二、三粒荚，此株则属msms。我们利用这种标记性状，就可以在生产上使用沈农89—702这个含有隐性核不育基因的育种材料进行杂交制种。秋收时，先收获父本植株，然后依据母本沈农89—702的三种不同结荚特征植株，分别收获之。

在一般杂交制种工作中，父母本的适当配比是提高F1代杂种种子产量的重要问题。在本发明中，人工播种情况下，我们采用第一期父本0.9—1.1公斤，母本1.4—1.6公斤均匀混合播种，然后再适期播种第二期父本的方法。如果机械播种时，可采取按重量计父本∶母本＝7∶3，父母本行比1∶1的分行种植方法。

为了增加父本花粉源，本发明还采取了父本分期播种的方法。具体作法：每亩按沈农89—702，1.4—1.6公斤/亩和父本0.9—1.1公斤/亩均匀混合，进行第一期播种(隔行种植，即种一行空一行)。第二期父本种子2.4—2.6公斤/亩于第一期播种后10—15天再种到空行上。在干旱地区，分期播种不易实现，亦可父母本总量混合均匀，一次播种。

杂交制种产量的高低在很大程度上决定于花粉源的多少，故父本株数的多少很重要。其次，由于大豆天然杂交率的高低受传粉昆虫造访母本花朵的机会多少所制约，故父母本以尽量贴近为宜。春播区采用50—60厘米行距，夏播区采用25—30厘米行距，单株种植株距8—10厘米，双株种植株距16—20厘米，达到亩保苗春播区11000—16000株，夏播区22000—32000株。有条件的地区尽量做到双株穴播。

本发明的优点在于：用沈农89—702不育系做母本，以农艺性状优良、配合力高的大豆品种为父本，采取本杂交制种方法，杂种F1代单位面积产量达300—350公斤/亩，比当前生产上推广的常规品种增产30—50％，而且高抗毒素病、抗细菌性斑点病和霜霉病。其F1代生育繁茂，根系强大发达，秆强不倒，在前茬施肥，当茬不施底肥，也不追肥的情况下，亩产仍高达300公斤以上。

本发明可以通过以下实施例实现：

实施例1

用辽豆三号为父本，沈农89—702为母本，制取杂交种沈农8809及保存不育系的方法如下：

1、选用纯度高的“辽豆三号”作父本。“辽豆三号”是辽宁省已审定、推广的大豆纯系品种。其主要农艺性状秆强不倒，株形呈塔形、多花多荚、丰产、作为杂交亲本，其配合力较强。

2、制种田秋施肥、秋翻、秋耙压、秋起垅、如果条件不允许，亦可秋翻、秋耙压、春施肥、春起垅。平作机械化栽培的地区，可秋施肥、秋翻、秋耙压。

3、制种田亩施农肥0.6—1万斤，配合施用常规用量磷肥或磷钾复合肥。

4、为增加父本花粉源，父本“辽豆三号”分两期播种。第一期父本种子1公斤于播种前与母本“沈农89—702”种子1.5公斤均匀混合，于当地播种适期实行隔行播种，即种一行空一行。第二期父本“辽豆三号”种子2.5公斤于第一期播种后10—15天再种到空行上。

干旱地区或机械化播种的地区分期播种有困难，可将两期父本种子总量与母本种子均匀混合一起播种。

5、制种田的中耕、追肥等田间管理工作按常规进行。

6、秋收时，母本沈农89—702在制种田中会出现三种类型的植株：

(1)、每荚粒数以二、三粒荚为主(占全株总荚数的95％左右)，一粒荚稀少(占全株总荚数5％左右)。这类植株的基因型为MsMs，对明年制种无用，可在收获时单独拔除，或收获后脱粒前再分拣出去。

(2)、单株的二、三粒荚及一粒荚的荚数各占50％左右。这类植株的基因型为Msms，其籽粒采收后，可供明年作母本配制杂种之用。

(3)、植株主茎、分枝顶端或其它节位出现长度为1—1.5厘米的不育荚，荚内无豆粒，而某些节位上结有一粒荚，个别有二粒荚，极个别的结三粒荚。这就是基因型msms的不育株。这些植株上结有豆荚就是F1代杂种沈农8809，这就是制种田所要收获的杂交种子。

7、制种田应先收获隔行播种的“辽豆三号”父本，然后分别收获母本行中的可育株和F1杂种。

实施例2

以沈农2015为父本，沈农89—702为母本制取杂交种8816及繁殖不育系的方法(在春播大豆条件下)。

沈农2015是以地理远缘的半野生种(Glycinegracilis)为亲本与山东夏大豆×东北春大豆进行三交的后代选系。其特色是开花时花器张开，以其作为父本会大大提高杂交结实率。其特点是可以不必采用父本分期播种，而采取同期一次分行播种的方法。

1、制种田秋施肥、秋翻、秋耙压、秋起垅。

2、制种田亩施农肥0.6—1万斤，配合施用常规用量磷肥或磷钾复合肥。

3、适期播种。母本沈农89—702每亩播量1.5公斤，父本沈农2015每亩播量2.5公斤。母本隔行先播，父本于母本播完后随即播种到空行上。

若采用机器播，则将父母本种子按播量分装在各种子箱内，实现父母本行比1∶1的播种要求。

4、制种田的中耕、追肥等田间管理按常规操作。

5、秋收时，先收获父本行上的植株，然后依据母本行上三种不同类型植株分别收获之。

Claims (2)

1、一种利用雄性核不育基因，通过杂交制种实现大豆杂种优势利用的方法，其特征是选育沈农89—702为母本；以农艺性状优良、配合力高的品种为父本配制杂交种，以及利用标记性状区分表型相同、基因型各异的显性纯合体(MsMs)和杂合体(Msms)，当制种田内单株以上95％左右的豆荚为二、三粒荚时，此株属MsMs基因型，其上所结籽粒收获后可作为粮食出售；如植株上一粒荚和二、三粒荚各占50％左右时，此株属Msms基因型，其上所结籽粒收获后可留作次年制杂种时为母本用；植株上各节位出现未受精的不育荚，而已授粉受精的豆荚多为一粒荚，个别有二、三粒荚，此株属msms基因型，其上所结籽粒为F1杂交种，可供次年生产田使用。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征是农艺性状优良、配合力高的父本品种为沈农2015、辽豆三号大豆常规纯系品种。