CN104429918B - 一种甘蓝型隐性上位互作核不育油菜临保系改良的方法 - Google Patents

一种甘蓝型隐性上位互作核不育油菜临保系改良的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种甘蓝型隐性上位互作核不育油菜临保系改良的方法，该方法选择纯合两型系B株套袋自交，在无育性分离群体选单株与待改良临保系杂交，然后以无育性分离植株为轮回亲本继续回交，回交后代自交、测交选育新的临保系；临保系与纯合两型系杂交获得全不育系，全不育系不育株达100%。选育的临保系遗传稳定，与纯合两型系遗传背景十分接近，获得的全不育系易与恢复系配制强优势杂交组合，筛选获得优良杂交油菜新品种；为把极具发展前景的隐性上位互作核不育授粉控制系统广泛应用于生产实践提供了新的技术方法。

Description

一种甘蓝型隐性上位互作核不育油菜临保系改良的方法
技术领域
本发明涉及作物遗传育种领域，确切的说是涉及油菜作物育种领域，特别是一种隐性上位核不育油菜临保系改良的方法。
背景技术
雄性不育是植物界普遍存在的一种自然现象，主要分为细胞核雄性不育和细胞质雄性不育，细胞质雄性不育又叫质核互作雄性不育，细胞质雄性不育在油菜遗传育种领域研究的较早，1972年华中农业大学傅廷栋院士首次发现并成功运用于油菜遗传育种实践的pol-CMS细胞质雄性不育是最为成功的典范，傅廷栋院士带领科研团队对其遗传规律及分子生物学基础进行了广泛而深入的研究，取得了一系列丰硕的成果，创造了巨大的社会经济效益。其中的细胞核雄性不育又划分为隐性细胞核雄性不育和显性细胞核雄性不育。植物显性细胞核不育是1910年Salaman首次在马铃薯中发现，到目前为止，陆续在十几种植物中发现了二十几种显性细胞核雄性不育，这些显性细胞核雄性不育材料的发现，极大的丰富了作物种资资源；植物隐性细胞核雄性不育类型较多，以甘蓝型油菜为例，主要划分为隐性细胞核不育两系和隐性上位互作细胞核雄性不育，四川大学潘涛等于1988年发现的S45A及贵州省油菜研究所侯国佐等1990年发现的117A均是隐性细胞核不育两系甘蓝型油菜种质。
在油菜遗传育种领域，当前应用比较广泛的不育类型主要有细胞质雄性不育和细胞核雄性不育两系，细胞核雄性不育两系育性稳定不受环境因素的影响，但是不育群体中只有50%左右的不育株，在制种的过程中必须拔除50%左右的可育株，费时费工，制种成本高、产量低，杂种纯度难以保障；而细胞质雄性不育可获得100%的不育群体，制种成本低，但是受到环境因素的影响易产生微粉效应，存在制种风险。
隐性上位互作细胞核雄性不育材料一方面育性稳定不受环境因子的影响，同时可望获得100%的不育群体，兼具细胞质雄性不育和细胞核雄性不育两系的优点，而又能克服细胞质雄性不育和细胞核雄性不育两系的缺点；但是由于隐性上位互作细胞核雄性不育由三对基因互作共同进行表达调控，遗传规律十分复杂，选育的难度很大，特别是临保系的改良一直是选育隐性上位互作细胞核雄性不育杂交油菜新品种的重点和难点，自陈凤祥研究员1991年发现隐性上位互作细胞核雄性不育材料90l2AB，历经几十年的育种实践选育的品种全国才十几个。
因此，为了拓宽杂种优势的利用途径，把极具发展前景的隐性上位互作细胞核雄性不育授粉控制系统广泛应用于生产实践，提高选育的效率、加速新品种的选育进程，创新隐性上位互作细胞核雄性不育材料的改良方法，具有重大科学意义和应用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：隐性上位互作细胞核雄性不育材料基因型种类很多，遗传规律十分复杂，配制的杂交种整齐度差，选育的周期长、难度大，特别是临保系的改良一直困扰广大油菜科研工作者，本发明提供一种隐性上位核不育油菜临保系改良的方法，该方法选育的周期短、操作简单、工作量小，改良的临保系育性稳定、与纯合两型系遗传背景较一致，与恢复系的配合力高，在油菜新品种选育方面具有重大的应用价值，从而克服现有技术的不足。
本发明的技术方案是这样的：它是以隐性上位互作核不育纯合两型系B株后代中无育性分离植株为轮回亲本，通过与临保系杂交、回交、自交、测交，从后代分离群体选育新的临保系，该方法包括以下步骤：
（1）以纯合两型系B株（BnRfRfMs3ms3ms4ms4）套袋自交，自交后代出现育性分离，可育株（BnRfRfMs3ms3ms4ms4，BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）和不育株（BnRfRfms3ms3ms4ms4），继续选可育株套袋自交，其中可育株中（BnRfRfMs3ms3ms4ms4）基因型植株自交后代继续发生育性分离，而（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）基因型植株后代全可育，从中选优良单株；
（2）以步骤（1）中所选的无育性分离优良单株（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）与待改良临保系（Bnrfrfms3ms3ms4ms4）杂交获得杂交后代F1；
（3）以步骤（1）所选的无育性分离优良单株（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）为轮回亲本与步骤（2）中获得的杂交后代F1回交，回交后代BC1F1自交获得BC1F2，然后在自交后代BC1F2中选优良不育株（BnRfRfms3ms3ms4ms4，BnRfrfms3ms3ms4ms4）；
（4）以步骤（1）所选的无育性分离优良单株（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）为轮回亲本与步骤（3）中获得的自交后代BC1F2中具育性分离群体中选出的优良不育株（BnRfRfms3ms3ms4ms4，BnRfrfms3ms3ms4ms4）继续回交获得回交后代BC2F1，BC2F1自交获得自交后代BC2F2；
（5）步骤（3）中选出的优良不育株中BnRfRfms3ms3ms4ms4基因型在步骤（4）中回交后代育性分离比为3:1，该基因型淘汰；而BnRfrfms3ms3ms4ms4基因型回交后代群体出现2种育性分离比，3:1和13:3，其中3:1分离群体淘汰，在13:3分离群体中选可育株套袋自交，自交单株种植成小区，在无育性分离群体中选优良单株与纯合两型系A株BnRfRfms3ms3ms4ms4杂交；
（6）把步骤（5）中无育性分离群体中选优良单株与纯合两型系A株BnRfRfms3ms3ms4ms4杂交的杂交后代种植成小区，如出现全不育，即杂交后代获得全不育系（BnRfrfms3ms3ms4ms4），则说明无育性分离群体单株即为已经改良临保系。
作为进一步的优选，还可用上述杂交获得的全不育系（BnRfrfms3ms3ms4ms4）与恢复系配制新的杂交组合，其整齐度一致，为强优势杂交组合，可以获得更好的技术效果。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
（1）该方法选育的时间短，效率高，在低世代即可获得与纯合两型系遗传背景一致的临保系。
（2）传统选育方法往往以常规材料作为轮回亲本，获得的临保系与纯合两型系遗传背景差异较大，后续全不育系与恢复系杂交获得的杂交组合为三交种，整齐度差；该方法是以纯合两型系改良临保系，获得的临保系与纯合两型系遗传背景较近，后续全不育系与恢复系杂交配制的杂交组合熟期及其他综合农艺性状整齐一致。
（3）该方法以纯合两型系为轮回亲本，获得的全不育系未带入恢复系血缘，后续配制的杂交组合亲缘关系较远，具有很强的杂交优势潜力，易筛选获得强优势杂交油菜新品种。
具体实施方式
下面结合实施例子对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
以优良黄籽纯合两型系品系W12031（基因型：BnRfRfMs3ms3ms4ms4，BnRfRfms3ms3ms4ms4）改良临保系H12091（基因型：Bnrfrfms3ms3ms4ms4）。
（1）优良隐性上位互作核不育油菜纯合两型系品系W12031群体中选一个表现优良的B株（BnRfRfMs3ms3ms4ms4）套袋自交获得F1代种子。
（2）步骤（1）所得F1代种子种植成一个小区，共80株，其中不育株19株全部淘汰掉，可育株61株选10个优良单株套袋自交，收获F2代种子。
（3）步骤（2）所得F2代不同单株种子种植成不同的株行，调查育性分离情况，7个株行发生育性分离淘汰掉，3个株行无育性分离，从中挑选无育性分离的F2单株（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4），命名为W12031-1。
（4）以步骤（3）中所选优良单株种子种植成株行，选1个优良单株取花粉与待改良临保系H12091杂交获得F1。
（5）以纯合两型系品系W12031的B株后代无育性分离单株W12031-1（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）为轮回亲本与F1回交，选10个BC1F1单株自交获得BC1F2，种植成不同小区，其中6个BC1F2未发生育性分离淘汰掉，4个小区发生育性分离，从中选10个优良不育单株（BnRfRfms3ms3ms4ms4，BnRfrfms3ms3ms4ms4）。
（6）继续以纯合两型系品系W12031的B株后代无育性分离单株W12031-1（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）为轮回亲本，与（5）中BC1F2具育性分离群体中所选10个优良不育株继续回交获得BC2F1，BC2F1自交获得BC2F2，种植成10个不同小区；其中6个小区回交后代育性分离比约为3:1，该群体后代不可能出现临保系基因型植株，因而该基因型淘汰；其中4个小区回交后代育性分离比约为13:3,推测该母本基因型为BnRfrfms3ms3ms4ms4。
（7）步骤（6）BC2F2在育性分离比为13:3群体所有可育株套袋自交。
（8）把（7）中自交单株种植成小区（100株左右），在无育性分离群体选单株（命名为H12091C）与纯合两型系W12031的A株（BnRfRfms3ms3ms4ms4）杂交。
（9）把（8）中杂交后代种植成小区，结果发现8个小区为全不育系（见表1），说明（8）中在无育性分离群体所选8个单株为已经改良临保系。
（10）步骤（9）中全不育系与优良恢复系品系H12084配制获得强优势杂交组合，整齐度一致，综合农艺性状良好。
实施例2：
以优良黑籽纯合两型系品系W13071（基因型：BnRfRfMs3ms3ms4ms4，BnRfRfms3ms3ms4ms4）改良临保系H13081（基因型：Bnrfrfms3ms3ms4ms4）。
（1）优良隐性上位互作核不育油菜纯合两型系品系W13071群体中选一个表现优良的B株（BnRfRfMs3ms3ms4ms4）套袋自交获得F1代种子。
（2）步骤（1）所得F1代种子种植成一个小区，共75株，其中不育株17株全部淘汰掉，可育株58株选10个优良单株套袋自交，收获F2代种子。
（3）步骤（2）所得F2代不同单株种子种植成不同的株行，调查育性分离情况，6个株行发生育性分离淘汰掉，4个株行无育性分离，从中挑选无育性分离的F2单株（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4），命名为W13071-1。
（4）以步骤（3）中所选优良单株种子种植成株行，选1个优良单株取花粉与待改良临保系H13081杂交获得F1。
（5）以纯合两型系品系W13071的B株后代无育性分离单株W13071-1（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）为轮回亲本与F1回交，选10个BC1F1单株自交获得BC1F2，种植成不同小区，其中7个BC1F2未发生育性分离淘汰掉，3个小区发生育性分离，从中选10个优良不育单株（BnRfRfms3ms3ms4ms4，BnRfrfms3ms3ms4ms4）。
（6）继续以纯合两型系品系W13071的B株后代无育性分离单株W13071-1（BnRfRfMs3Ms3ms4ms4）为轮回亲本，与（5）中BC1F2具育性分离群体中所选10个优良不育株继续回交获得BC2F1，BC2F1自交获得BC2F2，种植成10个不同小区；其中6个小区回交后代育性分离比约为3:1，该群体后代不可能出现临保系基因型植株，因而该基因型淘汰；其中4个小区回交后代育性分离比约为13:3,推测该母本基因型为BnRfrfms3ms3ms4ms4。
（7）步骤（6）BC2F2在育性分离比为13:3群体所有可育株套袋自交。
（8）把（7）中自交单株种植成小区（100株左右），在无育性分离群体选单株（命名为H13081C）与纯合两型系W13071的A株（BnRfRfms3ms3ms4ms4）杂交。
（9）把（8）中杂交后代种植成小区，结果发现6个小区为全不育系（见表2），说明（8）中在无育性分离群体所选6个单株为已经改良临保系。
（10）步骤（9）中全不育系与优良恢复系品系H13097配制获得强优势杂交组合，整齐度一致，综合农艺性状良好。
说明：以上是2个具体的实施例子，实际上只要是基因型为（Bnrfrfms3ms3ms4ms4）的甘蓝型临保系油菜，通过基因型为（BnRfRfMs3ms3ms4ms4，BnRfRfms3ms3ms4ms4）的甘蓝型纯合两型系油菜使用本方法均能进行改良。
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)

1.一种甘蓝型隐性上位互作核不育油菜临保系改良的方法，其特征在于该方法主要包括以下步骤：
（1）甘蓝型隐性上位互作核不育油菜纯合两型系B株自交，在自交后代继续选可育株自交，然后在后代的无育性分离群体中选优良可育单株；
（2）用步骤（1）中获得的优良可育单株与待改良的临保系杂交，得到杂交后代；
（3）以步骤（1）中获得的优良可育单株为轮回亲本，与步骤（2）中获得的杂交后代回交，回交后代自交，然后在自交后代中选优良不育株；
（4）以步骤（1）中获得的优良可育单株为轮回亲本，与步骤（3）中获得的优良不育株回交，回交后代自交，自交后代发生育性分离；
（5）在步骤（4）自交后代育性分离比为13:3群体中选可育株自交，在自交无育性分离群体选优良单株与纯合两型系A株杂交，杂交获得全不育系，则无育性分离群体中单株为已成功改良临保系；
其中，步骤（1）中隐性上位互作核不育油菜纯合两型系B株基因型为BnRfRfMs3ms3ms4ms4，步骤（2）中待改良的临保系基因型为Bnrfrfms3ms3ms4ms4，步骤（3）和步骤（4）中的轮回亲本基因型为BnRfRfMs3Ms3ms4ms4。
2.根据权利要求1所述的甘蓝型隐性上位互作核不育油菜临保系改良的方法，其特征在于：用步骤（5）中杂交获得的全不育系与恢复系配制新的杂交组合。
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