CN103931486A - 甘蓝型油菜花叶突变体的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及甘蓝型油菜花叶突变体的应用，以甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系20118AB中的不育株为母本，以甘蓝型油菜花叶突变体为父本杂交、套袋自交获得花叶不育株；然后以该花叶不育株与20118AB中的可育株杂交，选育出新纯合两型系即花叶隐性核不育纯合两型系；以该花叶不育株与临保系杂交，获得新临保系即花叶临保系；由甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系和花叶临保系杂交可生产甘蓝型油菜花叶全不育系。利用花叶性状实现全不育系的纯度鉴定和苗期除杂，提高全不育系纯度，简化核不育杂交制种程序，减少大田杂交制种用工量。

Description

甘蓝型油菜花叶突变体的应用

技术领域

本发明涉及甘蓝型油菜育种领域，具体涉及甘蓝型油菜花叶突变体的应用。

背景技术

(一)甘蓝型油菜隐性核不育20118A的遗传规律

隐性细胞核雄性不育因其具有不育性彻底且稳定、恢复源广等优点，在国内已经成为油菜杂种优势利用的一个重要途径，但由于得不到100％的不育系，在杂交制种时需人工拔除不育系株行中50％的可育株，限制了其广泛应用，如双隐性核不育S45A和117A等。

20118A是上海市农业科学院孙超才研究员于1997年选育的一种新的隐性细胞核雄性不育系，其不育株花药空瘪，无花粉，套袋自交不结实，且不育性稳定，不受环境条件的影响。通过普通遗传学研究证明20118A受3对隐性基因控制，为了便于描述其遗传，我们将三个隐性基因分别命名为a、b和rf，其中a和b为隐性不育基因，rf为隐性上位基因，能抑制a和b不育基因的表达，使育性恢复可育。根据这一遗传原理，这种核不育材料可以实现“三系化”制种。参见图1，首先是纯合两型系内的纯合型不育株与杂合型可育株杂交，不育株上产生的后代世代间基因型相同，2种基因型始终各占50％，因而能稳定遗传。三隐性纯合体aabbrfrf作为父本，与纯合型不育株杂交获得全不育系，因此三隐性纯合体可以作为临保系。基因型为AA----、--BB--或AABB--的可育株与全不育系的不育株杂交，后代全部可育，因此其可以作为恢复系。这种核不育的优点是能通过“临保系”繁殖不育系，理论上可获得全不育系群体，减少了大面积生产杂交种时要拔去母本行50％可育株的麻烦。

但因不育性状、临保系的性状都受隐性基因控制，容易受外来花粉，机械混杂等影响，导致获得高纯度的全不育系非常困难。纯合两型系和临保系中混有外来杂种或受到外来花粉污染，无法对这些杂种进行有效识别和剔除。另外，全不育系的纯度鉴定有两种方式，一种是利用特异的分子标记鉴定技术，这种方式需要鉴定单位具备分子实验室和相关技术人员。另外一种是利用花期的育性调查进行鉴定，这种方式需要在苗期进行低温春化，等到开花后才能进行，周期较长。

(二)甘蓝型油菜花叶的特性和遗传规律

甘蓝型油菜正常的叶片为圆叶，叶片无裂痕或裂痕较浅，花叶突变体的叶片为披针状，裂痕深至叶脉(参见图2)。花叶突变体与正常圆叶植株进行杂交，F₁代植株表现为半花叶，将F₁代植株套袋自交，F₂代分离群体表现花叶、半花叶和圆叶三种性状，三种类型的单株数分别为113、229和108，卡方值为0.25，符合1:2:1的分离比例。选择F₂代分离群体中花叶、半花叶和圆叶植株套袋自交，进一步观察F3代分离情况。圆叶的F₃代群体全部为圆叶，花叶的F₃代群体全部为花叶，半花叶的F₃代分离群体中有花叶、半花叶和圆叶三种类型，且分离比例符合1:2:1。以上遗传研究表明：花叶性状为不完全显性，当基因DD显性纯合时，表现为花叶，当基因dd隐性纯合时表现为圆叶，当基因Dd杂合型时表现为半花叶(参见图3)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种甘蓝型油菜花叶突变体的应用，将不完全显性花叶基因转育到甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系及其临保系中，选育甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系及其临保系，用于生产具有花叶性状的全不育系。

为了达到以上目的，本发明采用以下技术方案来实现：

甘蓝型油菜花叶突变体的应用，以甘蓝型油菜花叶突变体亲本材料为供体，通过与甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系及其临保系杂交选育获得具有花叶外形的甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系及其临保系。

进一步地，通过上述甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系及其临保系杂交生产甘蓝型油菜花叶全不育系，基因型为aabbRfrfDD，花叶可作为全不育系纯度鉴定和苗期除杂的指示性状，对全不育系纯度进行快速、简单、有效的鉴定。

更进一步，利用上述花叶全不育系与基因型为AA----dd、--BB--dd或AABB--dd的恢复系杂交，生产商用F₁杂交种，商用F₁杂交种为半花叶，半花叶也可以作为指示性状对杂交种纯度进行快速、简单、有效的鉴定。

本发明还提供一种甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系及其临保系的选育方法，包括以下步骤：

a)甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系的不育株aabbRfRfdd与甘蓝型油菜花叶突变体可育株AABBRfRfDD杂交，F₁代半花叶可育株AaBbRfRfDd套袋自交，F₂代分离群体中会分离出花叶不育株aabbRfRfDD，其出现概率为1/64；

b)以上述步骤a)中的花叶不育株aabbRfRfDD为母本，与甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系可育株AabbRfRfdd杂交，分离出1:1的半花叶可育株AabbRfRfDd和半花叶不育株aabbRfRfDd；

c)以上述步骤a)中的花叶不育株aabbRfRfDD为母本，与上述步骤b)中的半花叶可育株AabbRfRfDd杂交，分离出1:1:1:1的花叶可育株AabbRfRfDD、半花叶可育株AabbRfRfDd、花叶不育株aabbRfRfDD和半花叶不育株aabbRfRfDd，将其中的花叶可育株AabbRfRfDD与花叶不育株aabbRfRfDD兄妹交，其后代中花叶可育株与花叶不育株始终按照1:1比例分离，由此选育成了花叶隐性核不育纯合两型系；

d)以上述步骤a)中的花叶不育株aabbRfRfDD与临保系aabbrfrfdd杂交，杂交后代为半花叶不育株aabbRfrfDd；

e)以上述步骤d)中的半花叶不育株aabbRfrfDd与临保系aabbrfrfdd杂交，杂交后代为1:1:1:1半花叶可育株aabbrfrfDd、圆叶可育株aabbrfrfdd、半花叶不育株aabbrfrfDd和圆叶不育株aabbRfrfdd，将分离群体中的半花叶可育株自交，自交后代群体将分离出花叶可育株aabbrfrfDD、半花叶可育株aabbrfrfDd和圆叶可育株aabbrfrfdd，其中花叶可育株aabbrfrfDD即为花叶临保系。

本发明所需的试验材料：

1.隐性核不育纯合两型系

甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系20118AB，20118A基因型为aabbRfRf，20118B基因型为AabbRfRf，其芥酸含量为0.56％，硫甙含量为23.45μmol/g。

2.临保系

临保系M-6029，其基因型为aabbrfrf，可育，与隐性核不育20118A(aabbRfRf)杂交，其后代基因型为aabbRfrf，仍为不育，但是该不育性只能保持一代，其后代会发生育性分离，故称基因型aabbrfrf的M-6029为甘蓝型油菜隐性核不育20118A的临保系。

3.恢复系

因甘蓝型油菜隐性核不育是受三对隐性基因控制的，所以恢复系的选择自由度大，生产上的品系(自交系)基因型大多为AA----、--BB--或AABB--，故均可以用作恢复系。

利用花叶这一特殊的形态标记可以对全不育系生产全程进行纯度和质量控制，同时也为全不育系纯度鉴定提供一种高效、快捷、简单可行的方法，尤其是利用该形态标记可实现全不育系的苗期除杂，从而使得在大面积生产商用杂交种时免去了大田除杂的步骤，为商用杂交种的生产节省了大量的用工和时间。同时，可以利用杂交种的半花叶作为指示性状对杂交种纯度进行快速、简单、有效的鉴定。

本发明的有益效果：

1)本发明将花叶性状转育到纯合两型系和临保系中，并以叶片形状作为指示性状，可对纯合两型系和临保系繁殖过程中的机械混杂、外源花粉或次生苗进行有效识别、除杂，从源头上保证全不育系的生产质量。

2)本发明将花叶性状转育到纯合两型系和临保系中，生产具有花叶性状的全不育系，并以叶片形状作为指示性状，无需春化，也无需等到花期，可在苗期对全不育系纯度进行鉴定，该鉴定方法简单、快速、易操作。

3)简化杂交育种程序。因本发明生产的全不育系的叶片为花叶，故可对在苗床上因机械混杂、外源花粉或次生苗产生的杂种进行集中除杂，这样就避免大田生产商用杂交种时的除杂步骤，大大节省杂交制种的工作量。

4)利用花叶全不育系和恢复系生产的杂交种的叶片为半花叶，这样可以利用半花叶作为指示性状，对杂交种纯度进行快速、简单、有效的鉴定。

附图说明

图1为隐性核不育杂交制种的生产模式。

图2为甘蓝型油菜花叶突变体。

图3为花叶(左)、半花叶(中)和圆叶(右)叶片的比较图。

图4为本发明甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系和花叶临保系选育过程的示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例与附图进一步详细描述本发明的技术方案。实施例1甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系的选育

参见图4，以隐性核不育纯合两型系不育株20118A为母本，与甘蓝型油菜花叶突变体为父本杂交，并利用临保系M-6029同时对该不育株进行测交，测交后代全不育，表明当选单株基因型为aabbRfRf。

花叶可育株AABBRfRfDD和该不育株aabbRfRfdd的杂交后代半花叶可育，其基因型为AaBbRfRfDd，F1代自交套袋，将收获的种子秋播到田间，在油菜花期进行田间观察，不育性状和花叶外形均为明显的指示性状，有利于选出花叶隐性核不育系。通过观察，在783个F₂代分离群体中，发现了14株花叶不育株。然后利用花叶不育株aabbRfRfDD与隐性核不育纯合两型系可育株20118B杂交，杂交后代为半花叶，育性会发生分离，可育株AabbRfRfDd与不育株aabbRfRfDd的分离比例为1:1，以分离后代的可育株与花叶不育株回交，在359个回交后代中，分离出93个花叶不育株aabbRfRfDD，86个花叶可育株AabbRfRfDD，兄妹交后代中花叶可育与花叶不育的分离比例始终符合1:1。

实施例2 甘蓝型油菜花叶临保系的选育和全不育系的生产

参见图4，以花叶不育株aabbRfRfDD为母本，与临保系M-6029杂交，杂交后代全部为不育株，基因型为aabbRfrfDd，半花叶外形，以该半花叶不育株与临保系M-6029回交，在214个回交群体中有46个半花叶可育株aabbrfrfDd，选择其中3株套袋自交，在其中一个自交后代中，获得了21个花叶可育株，将其中一个与花叶不育株测交，测交后代为花叶全不育，表明该花叶可育株基因型为aabbrfrfDD，即为甘蓝型油菜花叶临保系。

将花叶隐性核不育纯合两型系种植在母本行，花叶临保系种植在父本行，父本与母本的行比为1:2。在花期，除去母本行中的可育株AabbRfRfDD，留下不育株aabbRfRfDD，花叶临保系作为唯一授粉源。种子成熟后，收获不育株上的种子，即为甘蓝型油菜花叶全不育系aabbRfrfDD。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (4)

1.甘蓝型油菜花叶突变体的应用，其特征是，以甘蓝型油菜花叶突变体为供体，通过与甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系及其临保系杂交选育，获得具有花叶外形的甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系及其临保系。

2.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜花叶突变体的应用，其特征是，由所述的甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系及其临保系杂交生产甘蓝型油菜花叶全不育系aabbRfrfDD。

3.根据权利要求2所述的甘蓝型油菜花叶突变体的应用，其特征是，由所述的甘蓝型油菜花叶全不育系与基因型为AA----dd、--BB--dd或AABB--dd的恢复系生产杂交种，杂交种为半花叶。

4.利用甘蓝型油菜花叶突变体选育甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系及其临保系的方法，包括以下步骤：

a)甘蓝型油菜隐性核不育纯合两型系的不育株aabbRfRfdd与甘蓝型油菜花叶突变体可育株AABBRfRfDD杂交，F₁代半花叶可育株AaBbRfRfDd套袋自交，F₂代分离群体中会分离出花叶不育株aabbRfRfDD；

b)以上述步骤a)中的花叶不育株aabbRfRfDD为母本，与甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系可育株AabbRfRfdd杂交，分离出1:1的半花叶可育株AabbRfRfDd和半花叶不育株aabbRfRfDd；

c)以上述步骤a)中的花叶不育株aabbRfRfDD为母本，与上述步骤b)中的半花叶可育株AabbRfRfDd杂交，分离出1:1:1:1的花叶可育株AabbRfRfDD、半花叶可育株AabbRfRfDd、花叶不育株aabbRfRfDD和半花叶不育株aabbRfRfDd，将其中的花叶可育株AabbRfRfDD与花叶不育株aabbRfRfDD兄妹交，其后代中花叶可育株与花叶不育株始终按照1:1的比例分离，由此选育出甘蓝型油菜花叶隐性核不育纯合两型系；

d)以上述步骤a)中的花叶不育株aabbRfRfDD与临保系aabbrfrfdd杂交，杂交后代为半花叶不育株aabbRfrfDd；

e)以上述步骤d)中的半花叶不育株aabbRfrfDd与临保系aabbrfrfdd杂交，杂交后代为1:1:1:1的半花叶可育株aabbrfrfDd、圆叶可育株aabbrfrfdd、半花叶不育株aabbrfrfDd和圆叶不育株aabbRfrfdd，将分离群体中的半花叶可育株自交，自交后代群体分离出花叶可育株aabbrfrfDD、半花叶可育株aabbrfrfDd和圆叶可育株aabbrfrfdd，其中花叶可育株aabbrfrfDD即为花叶临保系。