CN104221849A

CN104221849A - 一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法

Info

Publication number: CN104221849A
Application number: CN201410503888.0A
Authority: CN
Inventors: 倪西源; 赵坚义; 黄吉祥
Original assignee: Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Zhejiang Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2014-12-24

Abstract

本发明涉及一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法，步骤如下：1）筛选出“花叶”两型系和“花叶”临保系基因型单株；2）获得的单株分别通过兄妹交和套袋自交进行繁殖，3）种植“花叶”两型系和“花叶”临保系；苗期拔除非“花叶”单株，并开花前彻底拔除两型系中的可育株，余下的不育株与临保系自然杂交，终花后割掉临保系；成熟后，收获“花叶”两型系不育株的种子即为“花叶”全不育系种子；4）种植“花叶”全不育系和恢复系；苗期拔除“花叶”全不育系中的非“花叶”单株，并在开花前彻底拔除其中的可育株和异形株，终花后割掉恢复系；成熟后，收获“花叶”全不育系的种子即为杂交种。本发明确保了各类型单株的纯度。

Description

一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法

技术领域

本发明涉及甘蓝型油菜隐性上位互作核不育在杂种优势中的利用领域，尤其涉及一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法。

背景技术

甘蓝型油菜隐性上位互作核不育

甘蓝型油菜隐性上位互作核不育是一类由隐性不育基因和隐性上位抑制基因共同控制的雄性不育类型，采用两型系、临保系和恢复系的“三系”杂交种生产模式。两型系由50%不育株（和50%的可育株组成，不育株基因型为ms3ms3RfRf，可育株基因型为Ms3ms3RfRf；临保系的基因型为ms3ms3rfrf。两型系通过其不育株（ms3ms3RfRf）与可育株（Ms3ms3RfRf）杂交进行繁殖，临保系（ms3ms3rfrf）通过自交进行繁殖。两型系中不育株（ms3ms3RfRf）与临保系（ms3ms3rfrf）杂交产生全不育系（ms3ms3Rfrf），全不育系用于生产杂交种。

与细胞质雄性不育系统（如波利玛细胞质雄性不育）相比，甘蓝型油菜隐性上位互作核不育具有不育彻底、恢复源广、可避免不育胞质负效应以及胞质单一化潜在的风险等优点，是一类理想的不育系统。目前，已经有多位研究者分别对该不育系统的不育基因Bnms3和隐性上位基因Bnrf进行了连锁标记的筛选，并获得了紧密连锁的标记，这为分子标记辅助选择的应用奠定了基础。

两型系、临保系的繁殖及全不育系的配制需要严格的隔离条件，才能保证保证全不育系的纯度。在实际生产中，常常由于混杂或花粉污染等原因，两型系和临保系中会混入其它基因型的种子，造成配制的全不育系中产生可育株。杂交种生产时全不育系中可育杂株去除不完全，将会影响到所生产杂种的纯度，因此确保全不育系的纯度是杂种生产的关键之一。

“花叶”性状的特点

甘蓝型油菜“花叶”性状是由一对不完全显性基因控制的，花叶型油菜与圆叶型油菜正反交的杂种F1均表现半花叶（附图1），其F2群体中花叶型、半花叶型和圆叶型植株的分离符合1：2：1的分离比例。“花叶”性状从真叶期到落叶前均可稳定表现、特征明显易识别、对主要的农艺性状无不利影响，是一个理想的形态标记。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法，该方法转育具有“花叶”性状的隐性上位互作核不育两型系和临保系，根据叶型来去除“花叶”两型系和“花叶”临保系中的杂株，从技术上确保两型系、临保系、全不育系及杂交种的纯度。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法，该方法包括以下的步骤：

1）“花叶”两型系和“花叶”临保系的选育，选育方法可用F₂分离世代法、系谱法和回交法三种途径之一进行，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出“花叶”两型系和“花叶”临保系基因型单株；

2）获得的“花叶”两型系和“花叶”临保系单株分别通过兄妹交和套袋自交进行繁殖，通过株系比较、测产和品质分析方法，对优异的“花叶”两型系和“花叶”临保系进行繁殖；

3）隔离条件下，按1:1的行比种植“花叶”两型系和“花叶”临保系；苗期拔除两型系临保系中的非“花叶”单株，并开花前彻底拔除两型系中的可育株，余下的不育株与临保系自然杂交，终花后割掉临保系；成熟后，收获“花叶”两型系不育株的种子即为“花叶”全不育系种子；

4）隔离条件下，按4:1或5:1的行比种植“花叶”全不育系和恢复系；苗期拔除“花叶”全不育系中的非“花叶”单株，并在开花前彻底拔除其中的可育株和异形株，终花后割掉恢复系；成熟后，收获“花叶”全不育系的种子即为杂交种。

作为优选，所述的F₂分离世代法选育包括以下的步骤：以隐性上位互作核不育的纯合不育株为母本与优良花叶品系杂交，纯合不育株的基因型为ms3ms3RfRf，优良花叶品系的基因型为Ms3Ms3rfrf；或者以花叶纯合不育株为母本与优良品系杂交，花叶纯合不育株的基因型为ms3ms3RfRf，优良品系的基因型为Ms3Ms3rfrf；F₁世代产生F₂分离世代；在F₂分离世代的苗期拔除非花叶单株，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出花叶两型系和花叶临保系基因型单株。

作为优选，所述的系谱法选育包括以下的步骤：首先采用与F₂分离世代法相同的方法产生F₂分离世代，在F₂分离世代的苗期拔除非花叶单株，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出Ms3ms3Rfrf基因型单株自交；同样在F₃和F₄世代利用分子标记筛选Ms3ms3Rfrf基因型单株自交；最后在F₅世代中，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出花叶两型系和花叶临保系基因型单株。

作为优选，所述的回交法选育包括以下的步骤：首先以花叶纯合不育株为母本与待转育优良品系杂交，花叶纯合不育株的基因型为ms3ms3RfRf，待转育优良品系的基因型为Ms3Ms3rfrf；然后以F₁世代单株父本与待转育优良品系回交；在BC₁F₁世代中仅保留半花叶单株，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出Ms3ms3Rfrf基因型单株与待转育优良品系继续回交获得BC₂F₁；同样利用BC₂F₁世代中Ms3ms3Rfrf基因型的半花叶单株与待转育优良品系回交获得BC₃F₁后自交；最后在BC₃F₂世代中，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出花叶两型系和花叶临保系基因型单株。

本发明提出了三种途径选育花叶“花叶”两型系和“花叶”临保系，分别是F₂分离世代法、系谱法和回交法。F₂分离世代法的优点是可以在较短的年限内获得“花叶”两型系和“花叶”临保系；系谱法的优点是经过连续自交，获得的“花叶”两型系和“花叶”临保系的遗传背景相对较一致；回交法可将优异育种品种（系）的转育成与其遗传背景一致的“花叶”两型系和“花叶”临保系。

在“花叶”两型系和“花叶”临保系繁殖以及全不育系配制过程中，通过拔除“非花叶”单株去除各种原因造成的外来混杂，保证不育系的纯度；利用“花叶”不育系与普通叶型恢复系进行杂交制种时，拔除不育系中的“非花叶”单株来去杂，从而提高杂交种的纯度；还可以根据“半花叶”性状识别杂种与假杂种，检验杂交种的纯度。

附图说明

图1.花叶型、圆叶型甘蓝型油菜及杂交F₁的叶型比较。

图2. F₂世代法选育花叶两型系和花叶临保系的技术路线。

图3. 系谱法选育花叶两型系和花叶临保系的技术路线。

图4. 回交法选育花叶两型系和花叶临保系的技术路线。

具体实施方式

实施例1花叶性状的分离规律

2010年3月，利用圆叶型油菜“浙油50”与花叶型油菜“羽叶87”正反交，获得2个杂交F₁组合：“浙油50×羽叶87” 和“羽叶87×浙油50”。 2010年10月，播种这2个杂交F₁组合。2011年3月，在2个杂交F₁群体中选取单株自交。2011年10月，在苗床播种自交F₁单株产生F₂群体，在“浙油50×羽叶87”F₂群体中共考察2185株，其中花叶型、半花叶型和圆叶型单株分别为566、1055和564株；在“羽叶87×浙油50” 群体中共考察511株，其中花叶型、半花叶型和圆叶型单株分别为114、267和130株。经卡方检验，两个F₂群体中花叶型、半花叶型和圆叶型单株的分离比例均符合1:2:1。

实施例2利用F2世代法选育花叶两型系和花叶临保系

2009年3月，利用两型系“HYZ1AB”中的不育株（基因型为ms3ms3RfRf）为母本与花叶品系“羽叶758”（基因型为Ms3Ms3rfrf）杂交。2009年10月，播种杂交F₁组合“HYZ1AB-A×羽叶758”；2010年3月，选育单株自交。2010年10月，选取3株品质较好的F₁单株种子播种，苗期拔掉非花叶单株，每株系成苗100株以上。2010年11月，每株系选取96个单株进行编号并提取基因组DNA，然后利用与Bnms3基因连锁的标记MS3-89和Bnrf基因连锁的标记SCA17-25进行基因型筛选，最后在288个单株中筛选到纯合不育株基因型（ms3ms3RfRf）14株、两型系可育株基因型（Ms3ms3RfRf）32株和临保系基因型（ms3ms3rfrf）12株。2011年3月花期，根据田间长势选取纯合不育株基因型7株与两型系可育株基因型18株和临保系基因型5株杂交； 2011年10月，根据品质分析结果选取5个两型系可育株基因型18株、临保系基因型5株及其杂交组合进行种植。2012年3月经过花期育性调查，纯合不育株基因型与两型系可育株基因型杂交组合的育性均表现1:1分离，即确定为两型系；纯合不育株基因型与临保系基因型的测交组合均为全不育，即5株所选单株均为临保系；然后对两型系进行兄妹交繁殖、临保系进行自交繁殖。

实施例3 花叶全不育系生产

隔离条件下按2∶1种植“花叶”两型系和“花叶”临保系。苗期拔除两型系和临保系中的非“花叶”单株，开花前拔除两型系中的可育株，剩下纯合不育株与临保系植株自然授粉，获得全不育种子。

实施例4杂交种生产

隔离条件下按4∶1种植“花叶”全不育系和普通叶恢复系，苗期拔除全不育系中的非“花叶”单株，花期拔除全不育系中的混杂可育株及异形株，配制杂交组合。

Claims

1.一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：

4）隔离条件下，按4:1或5:1的行比种植 “花叶”全不育系和恢复系；苗期拔除“花叶”全不育系中的非“花叶”单株，并在开花前彻底拔除其中的可育株和异形株，终花后割掉恢复系；成熟后，收获“花叶”全不育系植株种子即为杂交种。

2.根据权利要求1所述的一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法，其特征在于F₂分离世代法选育“花叶”两型系和“花叶”临保系包括以下的步骤：以隐性上位互作核不育的纯合不育株为母本与优良花叶品系杂交，纯合不育株的基因型为ms3ms3RfRf，优良花叶品系的基因型为Ms3Ms3rfrf；或者以花叶纯合不育株为母本与优良品系杂交，花叶纯合不育株的基因型为ms3ms3RfRf，优良品系的基因型为Ms3Ms3rfrf；F₁世代产生F₂分离世代；在F₂分离世代的苗期拔除非花叶单株，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出花叶两型系和花叶临保系基因型单株。

3.根据权利要求1所述的一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法，其特征在于系谱法选育“花叶”两型系和“花叶”临保系包括以下的步骤：首先采用与F₂分离世代法相同的方法产生F₂分离世代，在F₂分离世代的苗期拔除非花叶单株，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出Ms3ms3Rfrf基因型单株自交；同样在F₃和F₄世代利用分子标记筛选Ms3ms3Rfrf基因型单株自交；最后在F₅世代中，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出花叶两型系和花叶临保系基因型单株。

4.根据权利要求1所述的一种控制甘蓝型油菜隐性上位互作核不育杂交种纯度的育种方法，其特征在于回交法选育“花叶”两型系和“花叶”临保系，包括以下的步骤：首先以花叶纯合不育株为母本与待转育优良品系杂交，花叶纯合不育株的基因型为ms3ms3RfRf，待转育优良品系的基因型为Ms3Ms3rfrf；然后以F₁世代单株父本与待转育优良品系回交；在BC₁F₁世代中仅保留半花叶单株，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出Ms3ms3Rfrf基因型单株与待转育优良品系继续回交获得BC₂F₁；同样利用BC₂F₁世代中Ms3ms3Rfrf基因型的半花叶单株与待转育优良品系回交获得BC₃F₁后自交；最后在BC₃F₂世代中，利用与Bnms3和Bnrf基因连锁的分子标记筛选出花叶两型系和花叶临保系基因型单株。