CN104429917A - 一种同时选育甘蓝型油菜同质纯不育系和临保系的方法 - Google Patents
一种同时选育甘蓝型油菜同质纯不育系和临保系的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种同时选育甘蓝型油菜同质纯不育系和临保系的方法，它主要是以甘蓝型油菜隐性核不育三系中的纯合不育系为母本与不同来源的临保系杂交，用其F1代不育株作母本与上代作母本的纯合不育系中的可育株杂交，其种子再种植F1代，在其F1代分离群体中选择可育株自交，后经过再自交、测交、杂交及进行育性鉴定，最终育成同质的稳定的新纯合不育系及临保系，两同质的纯合不育系和临保系具有相同的遗传背景。本发明同时完成同质纯不育系及临保系的选育，有同质性，且选择过程代数较少，选择过程中测交工作量居中，种植的群体少，未用常规品种转育，它是已育成不同来源纯合不育与临保系之间相互改良。
Description
技术领域
本发明涉及一种油菜的选育方法，即用同一杂交转育材料同时选育出新的表现同质（遗传背景相同）的纯不育系及临保系的方法。
背景技术
油菜是我国主要的油料作物，杂交油菜品种的推广应用又在油菜生产中占有主导地位。因此，育成更多更好的油菜杂交品种对油菜的生产具有极重要意义。
油菜杂种优势育种中，主要通过创建和选育油菜雄性不育系来实现在大面积生产上的应用。目前较大面积应用的不育系主要有细胞质雄性不育和细胞核雄性不育。目前在细胞核雄性不育应用中，隐性细胞核雄性不育是育成品种最多的基本材料。
隐性细胞核雄性不育材料的优点是恢复源广，且其不育性彻底、稳定，不受环境影响。此类材料又分隐性细胞核雄性不育两型系和隐性细胞核雄性不育三系，前者不育系中包含有50%的可育株，在制种中必须在开花前拔除，而后者可实现100%的不育。因此后者既比胞质雄性不育材料不育性稳定（目前主要应用的胞质不育材料对低温敏感表现有微量花粉）其不育性彻底且恢复源广，又克服了隐性核不育两系材料在制种中要拔除50%的可育株的弱点，是目前油菜杂优育种较理想材料。
油菜隐性核不育三系与双隐性不育两型系一样，其不育性也是受两对隐性基因（ms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ）控制，但不同的是前者它是由一对上位基因（RfRf）控制，当上位基因同为隐性rfrf时，能抑制不育基因ms 1 ms 1 ms 2 ms 2 对育性的表达，使其变为可育。此种基因型为rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ，称其为临保系，当它与不育基因RfRfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 杂交时，只生成一种不育基因型Rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ，因此表现为全不育，前基因型RfRf ms 1 ms 1 ms 2 ms 2 称为纯合不育系，后基因型Rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 称为杂合不育系。油菜隐性核不育三系育种的重要工作之一就是不断育成新的纯合不育系和新的临保系从而配置新的全不育系。在全不育系配置中，存在用不同来源的纯合不育系与临保系来配置全不育系，这方法缺点是其全不育系存在较大的异质性，在其配置成杂种后的F1代中，全不育基因会发生分离，影响杂种的整齐度，同时也因其基因的异质性杂种的配合力也不高。本项技术就是在隐性核不育三系育种中同时选育成同质（同一来源）新的纯合不育系及临保系，进而配制成新全不育系，对于提高其全不育系的整齐一致性及在杂种的配合力，从而提高杂交种的产量及整齐度有非常重要的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在全不育系配置中，存在用不同来源的纯合不育系与临保系来配置全不育系，这方法缺点是其全不育系基因存在较大的异质性，在其配置成杂种后的F1代中，全不育基因会发生分离，影响杂种的整齐度，同时也因其基因的异质性杂种的配合力也不高。
为解决上述技术问题，本发明是在隐性核不育三系育种中同时选育成同质（同一来源）新的纯合不育系及临保系，进而配制成新全不育系，对于提高其全不育系的整齐一致性及在杂种的配合力，从而提高杂交种的产量及整齐度有非常重要的作用。
本发明的的方法包括如下步骤：
（1）以甘蓝型油菜隐性核不育三系中具有某些优良性状的纯合不育系为母本与不同来源具有另一些优良性状的临保系杂交，其种子种植F1代，用其F1代不育株作母本与上代作母本的纯合不育系中的可育株杂交，其种子再种植F1代，在其F1代分离群体中选择可育株自交，收种后考种分析备用；
（2）在上代分析备用的自交单株中入选品质及种子性状优异的单株，其种子分两部分种植株行：一部分（6g左右）用于条播不匀苗，行长2.5-3米，10行区，花期认真调查其不育株率保证调查的准确性；另一部分种子育苗移栽或窝播，开花期对照条播相应的株行的不育株率调查结果分别在株系内进行成对测交和套袋自交，方法是： ①选择其符合不育株率在1/4左右相对应的移栽株行，可育株套袋自交，并与其同株行中的不育株成对测交，同时，用（1）中临保系作父本与上述成对测交的不育株同时进行杂交，②选择其不育株率在3/16左右相对应的移栽株行，可育株套袋自交，用其套袋自交的花粉与已种植好的（1）中育性稳定的纯合不育系杂交。上述自交及杂交的种子收种备用；
（3）对上述步骤（2）中方法①和②与临保系杂交的单株种子条播不匀苗种植株行，花期调查其不育株率进行育性鉴定，其中步骤（2）的方法①中与临保系杂交的某一个株系的所有单株杂交种子如都表现全不育，此株系其成对测交的的不育株种子理论上则应为纯和不育系；对步骤（2）的方法②中杂交的种子的某一个单株如表现为全不育，则与此对应提供花粉的自交单株是临保材料；
（4）同时种植步骤（2）的方法①中成对测交的的种子，花期选择群体表现有1/2左右不育株率同时对照步骤（3）项中所述步骤（2）的方法①所有单株又都表现全不育相对应的株行，其可育株选株自交并与系内与不育株兄妹成对测交，同时继续与临保系杂交，测交和杂交的种子下代继续种植；
（5）在步骤（3）项中鉴定完成后，种植其所述步骤（2）的方法②通过育性鉴定表现为全不育相对应的自交单株，在其群体中进行其典型性综合经济性状与纯合不育系相一致的选择，并套袋自交，同时继续进行其花粉与稳定的纯和不育系杂交，种子下代种植进行育性鉴定，以进一步验证其所选自交单株的临保特性。
进一步的，将步骤（4）、（5）所得新的纯合不育和临保系种子再继续进行1～2代相应的测交与杂交并结合进行纯合不育和临保系植株典型性综合经济性状与临保系相一致的选择，即可育成同质的稳定的新纯合不育系及临保系。
本发明同时选育同质纯不育系及临保系的方法的技术原理分析
1、本项发明中提供所需选育的同质纯合不育系和临保系，其基因型分别为RfRfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 和rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 。改良的第一步就是用不同来源并具有优良经济性状纯合不育系RfRfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 作母本与另一个不同来源并具有优良经济性状临保系yfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 作母本进行杂交，其子代基因型为Rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ，表现全不育，以其作母本再与上面纯合不育系中的可育株RfRfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 提供的花粉杂交，其子代只分离出4中基因型，其中两种为不育型：RfRfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 和Rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ，两种为可育型：RfRfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 和RfrfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 。本发明的技术就是利用其此两种可育基因型，表现出基因型少，两者又能各自分离出纯合不育和临保系，且分离较易选择为其特点的选择方法。
2、对1中分离出的具有两种可育株基因型的植株套袋自交并留种种植，其中RfRfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 基因型子代会分离出3种基因型：RfRfMs 1 Ms 1 ms 2 ms 2 ， 2RfRfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 ，RfRfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ，3种基因型均表现为纯合可育和不育，最后一种基因型为不育型，在其株系群体中占1/4.因此通过株系群体调查就能找出种植株行中的纯合性株系。在此群体中可育株套袋自交并育不育株进行测交，其中RfRfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ⅹRfRfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 的杂交子代能保持一半的不育株率，这就是所要选的纯和不育系，其测交株单株出现的机率油2/3,另一种基因型测交RfRfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ⅹRfRfMs 1 Ms 1 ms 2 ms 2 ，其子代会表现全可育其测交株单株出现的机率油1/3。因此通过两种测交种的子代种植，从群体是半不育中就能找出不育株为1/2的纯合不育系。在此测交的同时用稳定的临保系同时进行杂交就更能证明其纯和不育系的存在。
3、对1中分离出的另一可育株基因型RfrfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 ，种植后其子代有两种不育基因型：为RfRfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 和Rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ,在其群体中不育株率占3/16，还有7种可育基因型：为4RfrfMs 1 -—（ms1ms 2 ms 2 的缩写，下同）、2RfRfMs 1 -—、2RfrfMs 1 -—、2rfrf Ms 1 Ms 1 —、RfRfMs 1 Ms 1 —、rfrfMs 1 Ms 1 —和rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 ，可育型在其群体中占13/16，其中可育型中的rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 就是临保材料，在可育株群体中战1/13。因此用群体中可育自交株的花粉与一个稳定的纯和不育系杂交其种子，通过种植鉴定表现全不育的材料其相应提供花粉的可育株就是临保材料rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 基因型。通过与纯合不育杂交鉴定出现临保材料的机率有1/13。
本项发明技术与与其他纯合不育系选育方法对比的效果：
本项发明技术与与其他纯合不育系选育比较（表1）有如下特点：①同时完成同质纯不育系及临保系的选育，有同质性。② 选择过程代数较少，4-5代相应的生长季节；③ 选择过程中测交工作量居中，成对测交组合60-70个左右；④ 种植的群体最少，株行20-30行左右，不育株率鉴定鉴定50-70行，F2群体200株；⑤未用常规品种转育，它是已育成不同来源纯合不育与临保系之间相互改良。
表1 本项发明技术与与其他纯合不育系选育方法优缺点对比
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
采用如下的方法同时选育同质纯不育系及临保系：
1、包括如下步骤：
（1）以甘蓝型油菜隐性核不育三系中具有某些优良性状的纯合不育系为母本与不同来源具有另一些优良性状的临保系杂交，其种子种植F1代，用其F1代不育株作母本与上代作母本的纯合不育系中的可育株杂交，其种子再种植F1代200余株，在其F1代分离群体中选择可育株自交50余株，收种后考种分析备用。
（2）在上代分析备用的自交单株中入选品质及种子性状优异的单株10-15株，其种子分两部分种植株行：一部分（6g左右）用于条播不匀苗，行长2.5-3米，10行区，保持每条播株系材料开花期有1000株左右，花期认真调查其不育株率保证调查的准确性；另一部分种子育苗移栽或窝播，每株系材料稀植留苗80-100株，开花期对照条播相应的株行的不育株率调查结果分别在株系内进行成对测交和套袋自交，方法是： ①选择其符合不育株率在1/4左右相对应的移栽株行，可育株套袋自交，并与其同株行中的不育株成对测交5-10株，同时，用（1）中临保系作父本与上述成对测交的不育株同时进行杂交，②选择其不育株率在3/16左右相对应的移栽株行，可育株套袋自交40-50株，用其套袋自交的花粉与已种植好的（1）中育性稳定的纯合不育系杂交40株左右。上述自交及杂交的种子收种备用。
（3）对上述（2）①和②与临保系杂交的单株种子条播不匀苗种植株行，株行有株数100株左右，花期调查其不育株率进行育性鉴定，其中（2）①中与临保系杂交的某一个株系的所有单株杂交种子如都表现全不育，此株系其成对测交的的不育株种子理论上则应为纯和不育系；对（2）②中杂交的种子的某一个单株如表现为全不育，则与此对应提供花粉的自交单株是临保材料。
（4）同时种植（2）①中成对测交的的种子5-10个株行，花期选择群体表现有1/2左右不育株率同时对照（3）项中（2）①所有单株又都表现全不育相对应的株行，其可育株选株自交并与系内与不育株兄妹成对测交，同时继续与临保系杂交，测交和杂交的种子下代继续种植。
（5）在（3）项中鉴定完成后，种植其（2）②通过育性鉴定表现为全不育相对应的自交单株3-4株，在其群体中进行其典型性综合经济性状与纯合不育系相一致的选择，并套袋自交5-10株，同时继续进行其花粉与稳定的纯和不育系杂交，种子下代种植进行育性鉴定，以进一步验证其所选自交单株的临保特性。
作为进一步的选育，还可以将步骤（4）（5）所得新的纯合不育和临保系种子再继续进行1～2代相应的测交与杂交并结合进行纯合不育和临保系植株典型性综合经济性状与临保系相一致的选择，即可育成同质的稳定的新纯合不育系及临保系。
以上实施方式中的几点注释：
1、（2）中其种子分两部分种植：一部分（6g左右）用于条播不匀苗的问题: 可育株的两株基因型RfRfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 和RfrfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 。都用于分离选择，前者选纯合不育系，后者选临保系，花期应将其区别采取不同的选择方法。两者的区别在于其群体的不育株率，为加强其不育株率区别的可靠性，从而采用条播不匀苗加大群体调查来解决此问题。
2、（2）①选择其符合不育株率在1/4左右的株行，，理论上此株是纯合可育株RfRfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 种的株行，其分离出的不育株完全是纯合不育系，系内兄妹成对测交子代有2/3的机率表现是纯和不育系。因此成对测交株数不用过多。育临保系杂交也是为进一步验证期纯合性。
3、（2）②选择其符合不育株率在3/16左右的株行，理论上此株是杂合可育株RfRfMs 1 ms 1 ms 2 ms 2 种的株行，其分离出的7种可育中有1/13的可育株的基因是rfrfms 1 ms 1 ms 2 ms 2 即使临保材料，因此，在此群体中选择40左右个自交株与育性稳定的临保系系杂交并通过与性鉴定，就能选择出2-3个具有相应的临保作用的单株材料。
实施例1：C101A和L101B的 选育
①2011年春用纯和不育系M20A为母本与临保系L99B杂交（表2-1）。其中M20A是纯和不育材料C02A经系统选择选出的株系材料，该材料熟期早，植株较矮，株型紧凑，叶色较深，茎杆坚细，抗倒抗病性较强；M99B是临保系材料L01B经系统选择选出的株系材料，株高中等，生长势强，含油量与蛋白含量高，综合性状好。② 2011年夏在贵州威宁种植F1代表现全不育，再用纯和不育系M20AB中的可育株M20AB自交制的花粉育上述全不育材料杂交。 ③杂交种子2011年秋在贵阳种植F1群体，2012年春开花期选株套袋自交50余株，收种后进行品种分析。④2012年夏选择品质及种子性状好的各15个单株在威宁种植，每个单株分别同时种植稀窝点播和相应的条播不匀苗株行，花期通过条播鉴定结果，选择约1/4不育率相对应的株行3行在株系内同时进行兄妹测交及与临保系杂交，选择约3/16不育率相对应的株行2行，其可育株套袋自交40余株并用其与纯和不育系M20A成对杂交。⑤收其种子后2012年秋在贵阳种植，对株系内成对测交的种子种植株行，其花期根据育性表现选择株行，选择有1/2左右不育株率的株行系内进行系内成对测交；对与临保系杂交的种子则条播不匀苗，花期鉴定不育株率，调查出有100%不育的株行3行，选择出其相对应的父本单株材料3株。⑥2013年夏在威宁种植上年成对测交以及通过育性鉴定表现为全不育相对应的自交单株，根据育种目标及亲本性状要求，进一步对上代材料进行选择及测交鉴定。育成了同质（同一来源）的纯和不育系C101A与L101B。
例2：C97A和L97B的 选育
①2010年春用杂和不育系71-9A为母本与纯合不育系1692A中的可育株杂交（表2-2）。其中71-9A是引进的全不育材料，相当于例1中第二年的工作，纯和不育材料1692A 是C02-1A的株系材料。 ②杂交种子2010年夏在威宁种植F1群体，开花期选株套袋自交50余株，收种后进行品种分析。 ③2010年秋选择品质及种子性状好的单株在贵阳种植，每个单株分别同时种植稀窝点播和相应的条播不匀苗各13个株行，花期通过条播鉴定结果，选择约1/4不育率的株行2行在株系内同时进行兄妹测交及与临保系杂交，选择约3/16不育率的株行2行，其可育株套袋自交40余株并用其与纯和不育系1692A成对杂交。 ④上年杂交及成对测交的种子2011年秋在威宁种植，对株系内成对测交的种子种植株行，其花期根据本行及与临保杂交鉴定的育性表现以及植株目标性状选择有1/2不育株率的株行，在株系内进行系内成对测交；对与临保系杂交的种子则条播不匀苗，花期鉴定不育株率，调查出有100%不育的株行3行，性状出其相对应的父本单株材料2株。。⑤2011年秋在威宁种植上年成对测交以及通过育性鉴定表现为全不育相对应的自交单株，根据育种目标及亲本性状要求，进一步对上代材料进行选择及测交鉴定。育成了同质（同一来源）的纯和不育系C97A与L97B。
表2 选育过程
当然，以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种同时选育甘蓝型油菜同质纯不育系和临保系的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
（1）以甘蓝型油菜隐性核不育三系中的纯合不育系为母本与不同来源的临保系杂交，其种子种植F1代，用其F1代不育株作母本与上代作母本的纯合不育系中的可育株杂交，其种子再种植F1代，在其F1代分离群体中选择可育株自交，收种后考种分析备用；
（2）在步骤（1）中获得的分析备用的自交单株中的种子分两部分种植株行：一部分用于条播不匀苗；另一部分种子育苗移栽或窝播，开花期对照条播相应的株行的不育株率调查结果分别在株系内进行成对测交和套袋自交；所述成对测交和套袋自交方法是： ①选择其符合不育株率在1/4相对应的移栽株行，可育株套袋自交，并与其同株行中的不育株成对测交；同时，用步骤（1）中临保系作父本与所述成对测交的不育株同时进行杂交，②选择其不育株率在3/16相对应的移栽株行，可育株套袋自交，用其套袋自交的花粉与已种植好的步骤1（1）中育性稳定的纯合不育系杂交；自交及杂交的种子收种备用；
（3）对上一步骤中测交和套袋自交获得的种子与临保系杂交的单株种子条播不匀苗种植株行，花期调查其不育株率进行育性鉴定，其中步骤（2）的方法①中与临保系杂交的某一个株系的所有单株杂交种子如都表现全不育，此株系其成对测交的的不育株种子则为纯和全不育，则与此对应提供花粉的自交单株是临保材料；
（4）同时种植步骤（2）的方法①中成对测交的的种子，花期选择群体表现有1/2不育株率同时对照步骤（3）中所述步骤（2）的方法①中所有单株又都表现全不育相对应的株行，其可育株选株自交并与系内与不育株兄妹成对测交，同时继续与临保系杂交，测交和杂交的种子下代继续种植；
（5）在步骤（3）中鉴定完成后，种植步骤（2）的方法②通过育性鉴定表现为全不育相对应的自交单株，在其群体中进行其典型性综合经济性状与纯合不育系相一致的选择，并套袋自交，同时继续进行其花粉与稳定的纯和不育系杂交，种子下代种植进行育性鉴定，以进一步验证其所选自交单株的临保特性。
2.按照权利要求1所述甘蓝型油菜新同质纯不育系和临保系的选育方法，其特征在于：将步骤（4）、（5）中所得新的纯合不育和临保系种子再继续进行1～2代相应的测交与杂交并结合进行纯合不育和临保系植株典型性综合经济性状与临保系相一致的选择，即可育成同质的稳定的新纯合不育系及临保系，两同质的纯合不育系和临保系具有相同的遗传背景。
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
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