CN103718949A - 一种利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法，具体步骤如下：1）用红麻细胞质雄性不育系为母本，与其相应雄性不育保持系杂交繁殖细胞质雄性不育系；用细胞质雄性不育系为母本，与恢复系杂交，组配F₁代杂交种；再以F₁代杂交种为父本，以其母本细胞质雄性不育系为母本杂交，以构建永久分离群体；2）将若干永久分离群体混合种植，选相对一致的不育单株归为一个群体得到基础群体若干；3）各群体自由授粉，经若干世代，将各群体中无分离的株系合并，得到遗传平衡群体若干；4）鉴定遗传平衡群体，选择符合育种目标的群体即为综合杂交种。本发明组配的综合杂交种可多世代利用，农民不需每年购买杂交种子，降低了红麻种植成本。

Description

一种利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法

技术领域

本发明涉及作物育种方法，具体是一种利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法。

背景技术

红麻又称“洋麻”，是锦葵科木槿属一年生韧皮纤维作物。因红麻以收获韧皮纤维或茎秆为栽培目的，杂种优势率高达35%～40%，红麻杂种优势利用长期以来是国内外红麻育种的主攻目标，但前人尚未选育出有利用价值红麻细胞质雄性不育系用于杂交种子生产。

2008年9月，广西大学周瑞阳发明的“红麻野败型细胞质雄性不育系的选育方法”获得国家发明专利（ZL200510019454.4，公开号CN100415083C）。按此方法已选育出了K03A（见：桂科鉴字第[2004]152号）、福3A（也称为F3A）、P3A、917A、722A、763A和L23A（见：桂科鉴字第[2007]177号）等7个细胞质雄性不育系，红麻杂种优势利用进入组合选配阶段。

杂交种的类型有：单交种、双交种、三交种和综合杂交种4种。单交种由2个亲本品种或自交系杂交而成的F₁代，其群体整齐一致，具有很强的杂种优势表现，但制种成本较高，且因其F₂代出现分离，一般只利用F₁代，农民需每年购买杂交种子。双交种是由3个亲本或4个亲本先组配成杂交F₁代，再由2个F₁代杂交组配而成，其群体的一致性及杂种优势表现明显不如单交种，但由于其群体的异质性提高，稳产性较好，一般只利用1代。三交种有3个亲本，先由2个亲本杂交成F₁代，再与另外1个亲本杂交而成，其特点与双交种类似，一般也只利用1代。综合杂交种是由多个自交系隔离授粉所形成的遗传平衡群体，遗传基础广泛，可多世代利用，农民不需要每年购买杂交种子，但配制综合杂交种需要一定的年限，一般应用于玉米等异花授粉作物，自花授粉作物和常异花授粉作物的综合杂交种尚未见报道。红麻是虫媒授粉的常异花授粉作物，迄今为止，尚未见到选育红麻综合杂交种的报道。

目前已组配出的红麻杂交种均由雄性不育系与任意可育品种杂交组配而成，多为单交种。其产量虽然较高，但农民需要每年购买杂交种子，增加了种植红麻的成本。

发明内容

由于目前已组配出的红麻杂交种均不属综合杂交种，以致农民需要每年购买杂交种子，增加了种植红麻的成本，本发明的目的在于提供一种利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法。

本发明提供的利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法，具体步骤如下：

1）永久分离群体的构建与选择：用红麻细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n为母本，与其相应雄性不育保持系B₁、B₂…B_n杂交繁殖细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n；用细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n为母本，与恢复系R₁、R₂…R_n杂交，组配F₁代杂交种Z₁、Z₂…Z_n；再以F₁代杂交种Z₁、Z₂…Z_n为父本，以其母本细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n为母本杂交，以构建各世代雄性不育株与可育株为1:1的永久分离群体U₁、U₂…U_n；测定U₁、U₂…U_n配合力，根据育种目标选择得到配合力高且性状优良的永久分离群体a个；

2）基础群体的构建与选择：将上述a个永久分离群体的种子混合种植在一起自由授粉，以实现群体内基因的充分交流，并将生育期、形态特征相对一致的不育单株归为一个群体，每个群体包含雄性不育单株50个以上，得到符合育种目标的基础群体b个；

3）遗传平衡群体的构建与选择：将上述b个基础群体中的单株种子种成株系，以鉴定各株系是否分离，每个基础群体中符合育种目标且无分离的株系合并成1个系统群体，各群体自由授粉，去杂去劣，经过若干个世代，得到符合育种目标的遗传平衡群体c个；

4）综合杂交种的鉴定与选择：鉴定c个遗传平衡群体的产量、品质和抗性水平等指标，选择符合育种目标的遗传平衡群体d个，即为获得的综合杂交种；

所述n、a、b、c、d均为自然数，n≥2，a≥3，b≥2，b≥c≥2，c≥b≥2。

后续综合杂交种的配制：根据育种目标的需要（如具有抗病、抗虫性强，品质优良或产量高等优点突出的材料），在步骤1）中增加或减少若干个材料，并按照步骤1）的方法构建永久分离群体，加入到上述步骤1）至步骤4）任一步骤的材料中（各步骤材料均为永久分离群体），此后按照步骤2）至步骤4）的方法进行。如此循环往复，以致无穷。每个循环开始之前，可根据育种目标的需要增加或减少永久分离群体的数量；如需要同时实现多个育种目标，可同时进行多个循环（上述步骤2）至步骤4））。每个步骤均保留一定量的种子，以备后续调整之用。

其中，所述自由授粉在隔离条件下进行。

其中，所述隔离条件按照常异花授粉作物的隔离标准执行。

其中，步骤1）所述配合力高是指配合力在所有配制组合的平均值以上，测定配合力的具体方法参照《作物育种学》。

其中，所述符合育种目标的标准是符合育种计划的要求，参照《麻类作物育种学》（熊和平主编，中国农业科学技术出版社，2008）中关于红麻育种部分的相关内容执行。

其中，所述细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n选自K03A、F3A、P3A、917A、722A、763A、L23A等红麻细胞质雄性不育系或不育系与对应的保持系B杂交后代。

其中，所述雄性不育保持系B₁、B₂…B_n选自K03B、F3B、P3B、917B、722B、763B、L23B等红麻雄性不育保持系。

其中，所述恢复系R₁、R₂…R_n选自福红992、R1等红麻恢复系。

其中，步骤2）所述混合为等量或不等量混合。如果育种目标需要加强某个永久分离群体的性状，则增加该群体的种子量，反之，可减少其种子量。

其中，步骤3）所述若干个世代为2-4个世代。

其中，步骤4）所述鉴定通过一年（含）以上的种植试验进行。

本发明还提供所述利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法在红麻育种中的应用。

本发明利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法，具有以下优点：

（1）由此配制的综合杂交种至少由3个以上永久分离群体组成，从而保证了其遗传群体的异质性，而异质性是形成杂种优势的基础，因此，由此获得的综合杂交种表现出较强的杂种优势。

（2）基因的交流是保证群体异质性的基础，没有基因的交流就不可能有群体内遗传的异质性，本发明成功利用红麻雄性不育系的异花授粉特性（雄性不育系所结种子必然是异花授粉所致），实现了不同品种（系）之间的基因交流。

（3）所得综合杂交种是一个遗传平衡群体，各世代不育株与可育株之比均为1:1，以最大程度地实现异花授粉，并保证了各世代遗传上异质性的不断产生。

（4）由本发明的方法组配的综合杂交种是一个有较强杂种优势的遗传平衡群体，且可多世代利用，农民不需每年购买杂交种子，具有广阔的利用前景。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种“红综1号”和“红综2号”

本实施例所用红麻品种均为公知公用品种，具体如下：

K03A：桂科鉴字第[2004]152号，广西大学周瑞阳老师选育的细胞质雄性不育系，见发明专利ZL200510019454.4（公开号CN100415083C）。

K03B：广西大学周瑞阳老师选育的细胞质雄性不育系K03A的雄性不育保持系，见发明专利ZL200510019454.4（公开号CN100415083C）。

福红992：福建农林大学选育，2007年7月通过全国麻类品种鉴定委员会鉴定，品种鉴定编号：国品鉴麻2007005。

R1：以中国农业科学院麻类研究所选育的中杂红318为基础群体，由发明人经6代的系统选育而成，表现为红茎。

F3A：又名福红3号A，见发明专利ZL200510019454.4（公开号CN100415083C）实施例4。

F3B：又名福红3号B，广西大学周瑞阳老师选育的细胞质雄性不育系F3A的雄性不育保持系，见发明专利ZL200510019454.4（公开号CN100415083C）实施例4。

P3A：又名粤丰1号A，见发明专利ZL200510019454.4（公开号CN100415083C）实施例3。

P3B：又名粤丰1号B，广西大学周瑞阳老师选育的细胞质雄性不育系P3A的雄性不育保持系，见发明专利ZL200510019454.4（公开号CN100415083C）实施例3。

（1）2009年，以红麻细胞质雄性不育系K03A为母本，以K03B为父本繁殖细胞质雄性不育系K03A；以红麻细胞质雄性不育系K03A为母本，以恢复系福红992和R1为父本分别组配出红麻杂交种K03A/福红992和K03A/R1。又以K03A为母本，分别以K03A/福红992和K03A/R1为父本，建立了2个各世代不育株与可育株之比为1:1的永久分离群体：

K03A与福红992的永久分离群体——K03A//K03A/福红992；

K03A与R1的永久分离群体——K03A//K03A/R1。

（2）同年用同样的方法，以红麻细胞质雄性不育系F3A为母本，以F3B为父本繁殖细胞质雄性不育系F3A，以福红992和R1为父本，建立了2个各世代不育株与可育株之比为1:1的永久分离群体：

F3A与福红992的永久分离群体——F3A//F3A/福红992；

F3A与R1的永久分离群体——F3A//F3A/R1。

（3）同年用同样的方法，以红麻细胞质雄性不育系P3A为母本，以P3B为父本繁殖P3A，以福红992和R1为父本，建立了2个各世代不育株与可育株之比为1:1的永久分离群体：

P3A与福红992的永久分离群体——P3A//P3A/福红992；

P3A与R1的永久分离群体——P3A//P3A/R1。

（4）2010年，从上述6个永久分离群体中各取200g种子等量混合，种植于隔离区内自由授粉，按照红茎和绿茎选择雄性不育单株各120个，得到2个基础群体。

（5）2011年，上述2个基础群体中的单株的种子种成株系（株行），鉴定各株系的茎色和叶型性状是否分离，每个基础群体中没有分离的株系合并成一个系统群，分别种植于隔离区内，经过2代的自由授粉和去杂去劣，初步选育出了2个符合育种目标的遗传平衡群体。

（6）2012年，将上述2个符合育种目标的遗传平衡群体进行比较试验，鉴定其产量、品质与抗性水平，两个群体均符合育种目标，获得红麻综合杂交种“红综1号”（红茎）和“红综2号”（绿茎）。

实施例2：利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种“红综3号”和“红综4号”

在实施例1所用材料的基础上，增加如下材料：

763A：桂科鉴字第[2004]152号，广西大学周瑞阳老师选育的细胞质雄性不育系，以UG93为细胞质供体，泰红763为细胞核供体，经饱和回交选育而成，花为紫色，茎秆浅红色。

763B：又名泰红763，为763A的轮回亲本（细胞核供体亲本），为763A的相对应保持系。

（1）2010年，以红麻细胞质雄性不育系763A为母本，以763B为父本繁殖细胞质雄性不育系763A；以红麻细胞质雄性不育系763A为母本，以恢复系福红992和R1为父本分别组配出红麻杂交种763A/福红992和763A/R1。又以763A为母本，分别以763A/福红992和763A/R1为父本，建立了2个各世代不育株与可育株之比为1:1的永久分离群体：

763A与福红992的永久分离群体——763A//763A/福红992；

763A与R1的永久分离群体——763A//763A/R1。

（2）2011年，在上述2个永久分离群体和实施例1中所述6个永久分离群体中各取200g种子等量混合，种植于隔离区内自由授粉，按照紫花红茎和紫花绿茎选择雄性不育单株各100个，得到2个基础群体。

（3）2012年，上述2个基础群体中的单株的种子种成株系（株行），鉴定各株系的茎色、叶型和花色性状是否分离，将没有分离的株系合并成一个系统群，分别种植于隔离区内，经过2代的自由授粉和去杂去劣，初步选育出了2个符合育种目标的遗传平衡群体。

（3）2013年，将上述2个符合育种目标的遗传平衡群体进行比较试验，鉴定其产量、品质与抗性水平，即为红麻综合杂交种“红综3号”（紫花红茎）和“红综4号”（紫花绿茎）。

实施例3：利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种“红综5号”和“红综6号”

在实施例1所用材料的基础上，增加如下材料：

722A：桂科鉴字第[2004]152号，广西大学周瑞阳老师等选育的细胞质雄性不育系，以UG93为细胞质供体，722为细胞核供体，经饱和回交选育而成，完全叶，茎秆绿色。

722B：又名722，中国农业科学院麻类研究所选育的红麻品种，为722A的轮回亲本（细胞核供体亲本），722A的相应保持系。

917A:桂科鉴字[2004]第152号，广西大学周瑞阳老师等选育的细胞质雄性不育系，以UG93为细胞质供体，917为细胞核供体，经饱和回交选育而成，裂叶叶，茎秆浅红色。

917B：又名917，中国农业科学院麻类研究所选育的红麻品种，为917A的轮回亲本（细胞核供体亲本），917A的相应保持系。

（1）2010年，以红麻细胞质雄性不育系722A为母本，以722B为父本繁殖细胞质雄性不育系722A；以红麻细胞质雄性不育系722A为母本，以恢复系福红992和R1为父本分别组配出红麻杂交种722A/福红992和722/R1。又以722A为母本，分别以722A/福红992和722A/R1为父本，建立了2个各世代不育株与可育株之比为1:1的永久分离群体：

722A与福红992的永久分离群体——722A//722A/福红992；

722A与R1的永久分离群体——722A//722A/R1。

（2）同年用同样的方法，以红麻细胞质雄性不育系917A为母本，以917B为父本繁殖细胞质雄性不育系917A，以福红992和R1为父本，建立了2个各世代不育株与可育株之比为1:1的永久分离群体：

917A与福红992的永久分离群体——917A//917A/福红992；

917A与R1的永久分离群体——917A//917A/R1

（3）2011年，在上述4个永久分离群体和实施例1中6个永久分离群体中各取200g种子等量混合，种植于隔离区内自由授粉，按照裂叶红茎和完全叶绿茎选择雄性不育单株各50个，得到2个基础群体。

（3）2012年，上述2个基础群体中的单株的种子种成株系（株行），鉴定各株系的茎色和叶型性状是否分离，将没有分离的株系合并成一个系统群，分别种植于隔离区内，经过2代的自由授粉和去杂去劣，初步选育出了2个符合育种目标的遗传平衡群体。

（3）2013年，将上述2个符合育种目标的遗传平衡群体进行比较试验，鉴定其产量、品质与抗性水平，即为红麻综合杂交种“红综5号”（裂叶红茎）和“红综6号”（完全叶绿茎）。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法，具体步骤如下：

1）永久分离群体的构建与选择：用红麻细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n为母本，与其相应雄性不育保持系B₁、B₂…B_n杂交繁殖细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n；用细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n为母本，与恢复系R₁、R₂…R_n杂交，组配F₁代杂交种Z₁、Z₂…Z_n；再以F₁代杂交种Z₁、Z₂…Z_n为父本，以其母本细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n为母本杂交，以构建各世代雄性不育株与可育株为1:1的永久分离群体U₁、U₂…U_n；测定U₁、U₂…U_n配合力，根据育种目标选择得到配合力高且性状优良的永久分离群体a个；

2）基础群体的构建与选择：将上述a个永久分离群体的种子混合种植在一起自由授粉，以实现群体内基因的充分交流，并将生育期、形态特征相对一致的不育单株归为一个群体，每个群体包含雄性不育单株50个以上，得到符合育种目标的基础群体b个；

3）遗传平衡群体的构建与选择：将上述b个基础群体中的单株种子种成株系，以鉴定各株系是否分离，每个基础群体中符合育种目标且无分离的株系合并成1个系统群体，各群体自由授粉，去杂去劣，经过若干个世代，得到符合育种目标的遗传平衡群体c个；

4）综合杂交种的鉴定与选择：鉴定c个遗传平衡群体的产量、品质和抗性水平等指标，选择符合育种目标的遗传平衡群体d个，即为获得的综合杂交种；

所述n、a、b、c、d均为自然数，n≥2，a≥3，b≥2，b≥c≥2，c≥b≥2。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自由授粉在隔离条件下进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述细胞质雄性不育系A₁、A₂…A_n选自红麻细胞质雄性不育系K03A、F3A、P3A、917A、722A、763A、L23A或其与对应的保持系B杂交后代。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雄性不育保持系B₁、B₂…B_n选自红麻雄性不育保持系K03B、F3B、P3B、917B、722B、763B、L23B。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恢复系R₁、R₂…R选自红麻恢复系福红992、R1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2）所述混合为等量或不等量混合。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3）所述若干个世代为2-4个世代。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4）所述鉴定通过一年（含）以上的种植试验进行。

9.权利要求1-8任一项所述利用红麻细胞质雄性不育系配制综合杂交种的方法在红麻育种中的应用。