CN103548672B - 菜心细胞质雄性不育系的选育、繁殖和制种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种菜心细胞质雄性不育系的选育方法，它包括以下步骤：1）利用芥菜型油菜细胞质雄性不育材料hau CMS为母本，以菜心常规品种“四九菜心”为父本，进行远缘杂交，分离杂交株并胚挽救培养后移栽大田获得种间杂种F₁；2）选择种间杂种F₁中的不育株为母本,以“四九菜心”为轮回亲本连续回交5代，得到菜心细胞质雄性不育系1301A。本发明选育得到的菜心细胞质雄性不育系，具有不育性稳定彻底，不受环境影响以及叶片不黄化等特点；连续5年10代种植并进行育性鉴定，该不育系的不育度和不育株率均为100%。

Description

菜心细胞质雄性不育系的选育、繁殖和制种方法

技术领域

本发明属于蔬菜杂交育种技术领域，具体涉及一种菜心细胞质雄性不育系的选育、繁殖和制种方法。

背景技术

十字花科蔬莱杂种优势明显，杂种优势利用的主要途径为自交不亲和性和雄性不育性，其中细胞质雄性不育是理想的授粉控制系统。通过利用不同来源的雄性不育类型，选育在不同光照和不同温度条件下表现稳定彻底的菜心胞质雄性不育系，并加以繁育和利用，配制出综合性状优良的雄性不育杂种一代。十字花科蔬菜杂种一代利用工作已广泛地开展，特别是在亚洲国家，如中国、日本和韩国等，目前采用自交不亲和系或自交亲和系的方法进行杂种一代生产居多,但是该方法存在着不亲和系人工蕾期授粉成本高，繁殖困难，自交多代易发生双亲生活力衰退和后代容易出现假杂种等问题。而利用细胞质雄性不育系制种，可以避免人工去雄，获得高纯度的杂交后代。目前生产上利用的菜心细胞质雄性不育系类型主要为油菜波里马细胞质雄性不育(pol CMS)和萝卜胞质雄性不育(ogu CMS),但油菜波里马细胞质雄性不育(pol CMS)存在不育性不稳定，受不良温度影响易出现花粉量少、种子纯度低的缺点；ogu CMS存在低温黄化及蜜腺退化等缺点，因此挖掘和创制新的细胞质雄性不育类型，解决细胞质单一问题，拓宽现有种质资源，具有重要的意义。

Pol CMS是华中农业大学傅廷栋1972年发现,在油菜以及十字花科蔬菜中广泛利用，彭谦等利用甘蓝型油菜雄性不育系湘油A的雄性不育株作为不育源母本，用四九-19号菜心为父本，育成了菜心异源胞质雄性不育系002-8-20A及其保持系。自Ogura1968年发现ogu CMS以来，国内外学者对该不育材料进行了大量的回交转育，目前已转育到油菜、甘蓝、白菜、青花菜等十字花科蔬菜中。方智远1998年从美国引进CMS625、CMS629等6份新改良后的Ogu CMS材料，并用30余份甘蓝自交系和20余份青花菜自交系进行转育，CMS625、CMS629转育来的回交后代表现低温下叶片不黄化、不育花正常开放等优点，具有较好的应用前景。

发明内容

本发明的目的是克服现有菜心细胞质雄性不育系的不足，提供一种新的不育性稳定的菜心细胞质雄性不育系的选育方法，以及该菜心细胞质雄性不育系的繁殖、制种方法，为蔬菜杂交品种提供新的种质资源。

本发明利用申请人已经公开的芥菜型油菜细胞质雄性不育材料hauCMS及其不育性稳定、彻底和不受环境影响等优点，通过与菜心常规品种“四九菜心”远缘杂交和连续回交，获得不育性稳定的菜心细胞质雄性不育系1301A，在秋冬季隔离条件下繁殖菜心细胞质雄性不育系1301A，并将它与“早优1号”杂交，获得高纯度的菜心细胞质雄性不育杂交品种。

本发明通过以下技术方案得以实现：

一种菜心细胞质雄性不育系的选育方法，包括以下步骤：

（1）利用芥菜型油菜细胞质雄性不育材料hau CMS为母本，以菜心自交不亲和系“四九菜心”为父本，进行远缘杂交，分离杂交株的种胚并置于MS固体培养基中，然后置于25℃培养室内，用1000～1500lx光每天照射14h培养，待植株长出4-5片真叶后移栽大田，获得种间杂种F₁；

（2）选择种间杂种F₁中的不育株为母本，以“四九菜心”为轮回亲本连续回交5代，得到菜心细胞质雄性不育系1301A。

所述的菜心细胞质雄性不育系的繁殖、制种方法是：隔离条件下，采用菜心细胞质雄性不育系1301A为母本，“四九菜心”为父本，按照父本∶母本的行比为1∶4～5的比例，繁殖所述的菜心细胞质雄性不育系1301A；用繁殖得到的100%不育度的菜心细胞质雄性不育系1301A为母本，以“早优1号”为父本，在隔离条件下，按照父本∶母本的行比为1∶4～5的比例，进行杂交制种，获得高纯度的菜心细胞质雄性不育杂交品种。

本发明的有益效果是：

1、本发明的菜心细胞质雄性不育系具有不育性稳定的特点，且不受环境（如低温或高温）和光照的影响，在甘肃兰州和湖北武汉连续5年10个世代种植并进行育性鉴定，该不育系的不育度和不育株率均为100%。

2、克服了现有技术中存在的亲本(不育系)纯度不高、苗期黄化、蜜腺不发达以及微量花粉等缺陷。

3、采用本发明选育的菜心细胞质雄性不育系杂交制种程序简单(避免人工去雄，省工省时)，杂交品种纯度高(利用的不育系不育度为100%)，优势明显。

附图说明

图1：是本发明的技术路线图。

图2：是芥菜型油菜细胞质雄性不育系hau CMS花器官图。

图3：是本发明选育的菜心细胞质雄性不育系的花器官图。

图4：是菜心保持系“四九菜心”花器官图。

图5：是hau CMS不育相关的特异线粒体基因orf288的PCR检测图。

图6：是菜心细胞质雄性不育系与父本杂交的F1单株图。

图7：是菜心细胞质雄性不育系和保持系“四九菜心”的花药发育细胞学观察。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1菜心细胞质雄性不育系的选育

（1）用芥菜型油菜细胞质雄性不育材料hau CMS（已在申请号为200510086942.7的中国发明专利公开，该种子已于2005年11月12日在中国典型培养物保藏中心保藏，保藏号为：CCTCC NO：P200504）作母本，保持系“四九菜心”（该育种材料的种子已于申请日前公开销售）作父本远缘杂交，采用胚挽救方法培养，移栽大田得到种间杂种F₁；

（2）用步骤（1）得到的种间杂种F₁作母本与保持系菜心“四九菜心”杂交，离胚培养得到菜心BC1F₁；

（3）用步骤（2）所获得的菜心BC1F₁作母本与保持系“四九菜心”杂交，离胚培养得到菜心BC2F₁；

（4）用步骤（3）获得的菜心BC2F₁作母本，以保持系“四九菜心”作轮回亲本连续回交四代，得到菜心细胞质雄性不育系1301A。

胚挽救方法：

1）用芥菜型油菜细胞质雄性不育系hau CMS为母本，以父本“四九菜心”为父本进行远缘杂交，得到种间杂种F₁；

2）从生长15-20天后的种间杂种F₁植株上取角果，将隆起的子房于4℃保存；

3）在超净工作台上用70％的乙醇溶液处理角果5分钟;

4）再用0.1％的升汞溶液处理角果15分钟；

5）用灭菌的蒸馏水洗涤角果三次，每次5分钟左右；

6）用消毒好的解剖针或镊子剥离种胚；

7）将消毒好的胚放在预先配制的MS固体培养基中，置于25℃培养室内，光照强度1000-1500lx，每天光照14h，经过大约30天培养即得到组织培养苗，最后将获得的组培苗适时移栽到大田中。

MS培养基的配制：

在三角锥形瓶中装如下的培养基：MS基本培养基（Murashige T,skoogF，1962，A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissueculture cultures physiol plant15:473-479），附加6-BA1.5mg/L，NAA0.05mg/L，蔗糖30.0g/L，琼脂7.0g/L，加水至1L，调pH5.9-6.0。按常规方法（121℃，高压蒸汽灭菌30分钟）灭菌，灭菌后从灭菌锅中取出三角锥形瓶，平放在实验台上使其冷却凝固备用。

该不育源为新型芥菜型油菜雄性不育材料hau CMS，国内外没有报道。

实施例2菜心细胞质雄性不育系1301A的繁殖、制种

在中国湖北武汉冬播（每年的11月底至12月初）或中国甘肃兰州夏播（每年的5月）隔离条件下，采用菜心细胞质雄性不育系1301A为母本，“四九菜心”为父本，按父本：母本为1：4的行比（行的数量比）繁殖所述的菜心细胞质雄性不育系1301A，其他栽培管理与普通菜心菜的繁殖相同。

将繁殖后菜心细胞质雄性不育系1301A与“早优1号”杂交，得到菜心细胞质雄性不育杂交品种。

表1菜心细胞质雄性不育系1301A与新型芥菜hau CMS的表型比较

细胞质雄性不育类型	新型芥菜hau CMS	菜心细胞质雄性不育系1301A
			调查株数（株）	3500	4500
不育度（%）	100	100
			不育株（株）	3500	4500
蕾败现象	无	无

Claims (2)

1.一种菜心细胞质雄性不育系的选育方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)利用芥菜型油菜细胞质雄性不育材料hau CMS为母本，以菜心自交不亲和系“四九菜心”为父本，进行远缘杂交，分离杂交株的种胚并置于MS固体培养基中，然后置于25℃培养室内，用1000～1500lx光每天照射14h培养，待植株长出4～5片真叶后移栽大田，获得种间杂种F₁；

(2)选择种间杂种F₁中的不育株为母本，以“四九菜心”为轮回亲本连续回交5代，得到菜心细胞质雄性不育系1301A。

2.一种菜心细胞质雄性不育系的繁殖、制种方法，其特征在于：隔离条件下，采用菜心细胞质雄性不育系1301A为母本，“四九菜心”为父本，按照父本∶母本的行比为1∶4～5的比例，繁殖所述的菜心细胞质雄性不育系1301A；

用繁殖得到的100％不育度的菜心细胞质雄性不育系1301A为母本，以“早优1号”为父本，在隔离条件下，按照父本∶母本的行比为1∶4～5的比例，进行杂交制种，获得菜心细胞质雄性不育杂交品种。

其中，所述菜心细胞质雄性不育系是按照以下步骤选育得到的：

(1)利用芥菜型油菜细胞质雄性不育材料hau CMS为母本，以菜心自交不亲和系“四九菜心”为父本，进行远缘杂交，分离杂交株的种胚并置于MS固体培养基中，然后置于25℃培养室内，用1000～1500lx光每天照射14h培养，待植株长出4～5片真叶后移栽大田，获得种间杂种F₁；

(2)选择种间杂种F₁中的不育株为母本，以“四九菜心”为轮回亲本连续回交5代，得到菜心细胞质雄性不育系1301A。