CN103733977A - 利用红麻细胞质雄性不育系选育恢复系或常规品种的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出利用红麻细胞质雄性不育系选育恢复系或常规品种的方法，其步骤如下：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，从中选性状相对一致的不育单株归为一个群体得到基础群体若干；3）各基础群体自由授粉，经若干世代，没有不育株分离且符合育种目标的株系得到株系群若干；4）鉴定株系群符合育种目标的即为恢复系或常规品种。本发明利用不育系异花授粉特性，自由授粉，保证了恢复系或常规品种遗传基础的广泛性。

Description

利用红麻细胞质雄性不育系选育恢复系或常规品种的方法

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选育恢复系或常规品种的方法。

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的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、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。

红麻的品种类型可分为杂交种和常规品种。杂交种包括单交种、双交种、三交种和综合杂交种。组配杂交种需要恢复系，而恢复系的选育方法一般采用恢复系×恢复系杂交，后代经多代自交纯合选育而成。常规品种即自交系品种，其选育方法与恢复系相同。因其需人工去雄杂交，工作量大；又需多代自交纯合，育种周期较长；且亲本数量有限，导致遗传基础狭窄。

发明内容

本发明提供的利用红麻细胞质雄性不育系选育恢复系或常规品种的方法，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，以实现基因的充分交流（由此形成基础群体基因库，其雄性不育和可育株仍然是1:1分离），并将生育期、形态特征相对一致的不育单株归为一个基础群体，得到符合育种目标的基础群体b个；

3）株系鉴定与选择：将上述b个基础群体的不育单株种子种成株系（先按群体种植，再按单株种植），在每个群体内选择符合育种目标的可育单株，次年继续种成株系，经过若干个世代，选择没有不育株分离且符合育种目标的可育株系形成株系群c个；

4）品系鉴定与选择：鉴定c个株系群的产量、品质和抗性水平等指标，选择符合育种目标的株系d个，即为获得的恢复系或常规品种；

所述n、a、b均为自然数，n≥2，a≥3，b≥2，b≥c≥3，c≥d≥2。

后续恢复系或常规品种的选育：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）中增加或减少若干材料，或者将上述步骤4）选育的恢复系或常规品种按照步骤1）的方法构建永久分离群体，加入到步骤2）的基础群体中。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平均值以上的群体（或株系），测定配合力的具体方法参照《作物育种学》；步骤4）所述符合育种目标的标准是根据育种计划的要求，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。

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）以上的品种比较试验进行。

本发明还提供利用红麻细胞质雄性不育系选育恢复系或常规品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选育恢复系或常规品种的方法，具有以下优点：

（1）利用不育系构建的永久分离群体自然杂交授粉，节省了人工去雄杂交过程。

（2）由此选育的恢复系由3个或3个以上永久分离群体组成，其亲本在6个或6个以上，从而保证了亲本的异质性，而异质性是恢复系和常规品种具有广泛遗传基础的来源。

（3）将新选育的优良恢复系或常规品种加入基础群体中，循环往复，从而使恢复系或常规品种的生产力水平不断提高，并缩短了育种年限。

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：恢复系HR1和HR2的选育

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）2007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。

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。

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。

（2）2008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，分成红茎和绿茎2个集团群体。

（3）2009年，上述2个集团群体中的单株种子种成株系（株行），鉴定各株系主要性状是否分离，并选择雄性可育的株系继续进行后代育性鉴定，经2代选育，选择雄性完全可育且符合育种目标的株系各4个进入下一步的试验。

（4）2010年，将上述8个符合育种目标的株系进行比较试验，鉴定其产量、品质与抗性水平，获得红麻恢复系HR1（黄花红茎）和HR2（黄花绿茎），该恢复系也可作为红麻常规品种推广。

实施例2：恢复系HR3和HR4的选育

在实施例1所用材料的基础上，增加的材料有：

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）。

（1）2009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）2010年，在上述2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，按照紫花红茎和紫花绿茎选择雄性不育单株各120个，分为2个符合育种目标的集团群体。

（3）2011年，上述2个集团群体中的单株种子种成株系（株行），鉴定各株系主要性状是否分离，并选择雄性可育的株系继续进行后代育性鉴定，经2代选育，选择雄性完全可育且符合育种目标的株系8个进入下一步的试验。

（4）2012年，将上述8个符合育种目标的株系进行比较试验，鉴定其产量、品质与抗性水平，获得红麻恢复系HR3（紫花红茎）和HR4（紫花绿茎），该恢复系也可作为红麻常规品种推广。

实施例3：恢复系HR5和HR6的选育

在实施例1所用材料的基础上，增加的材料有：

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）。

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）。

（1）2009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。

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

（2）2010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120个，得到2个符合育种目标的集团群体。

（3）2011年，上述2个集团群体中的单株种子种成株系（株行），鉴定各株系主要性状是否分离，并选择雄性可育的株系继续进行后代育性鉴定，经2代选育，选择雄性完全可育且符合育种目标的株系8个进入下一步的试验。

（4）2012年，将上述8个符合育种目标的株系进行比较试验，鉴定其产量、品质与抗性水平，获得红麻恢复系HR5（裂叶红茎）和HR4（完全叶绿茎），该恢复系也可作为红麻常规品种推广。

实施例4：恢复系HR7和HR8的选育

（1）2011年，将实施例1中的R1和福红992分别代换为HR1和HR2，构建成6个永久分离群体。

（2）2011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，分成红茎和绿茎2个集团群体。

（3）2012年，将上述2个集团群体中的单株种子种成株系（株行），鉴定各株系主要性状是否分离，并选择雄性可育的株系继续进行后代育性鉴定，经2代选育，选择雄性完全可育且符合育种目标的株系8个进入下一步的试验。

（4）2013年，将上述8个符合育种目标的株系进行比较试验，鉴定其产量、品质与抗性水平，获得红麻恢复系HR7和HR8，该恢复系也可作为红麻常规品种推广。

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选育恢复系或常规品种的方法，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基础群体，得到符合育种目标的基础群体b个；

3）株系鉴定与选择：将上述b个基础群体的不育单株种子种成株系，在每个群体内选择符合育种目标的可育单株，次年继续种成株系，经过若干个世代，选择没有不育株分离且符合育种目标的可育株系形成株系群c个；

4）品系鉴定与选择：鉴定c个株系群的产量、品质和抗性水平等指标，选择符合育种目标的株系d个，即为获得的恢复系或常规品种；

所述n、a、b均为自然数，n≥2，a≥3，b≥2，b≥c≥3，c≥d≥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。

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选育恢复系或常规品种的方法在红麻育种中的应用。