CN104429919B - 一种甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系创制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系创制的方法，它通过选择优良的甘蓝型油菜恢复系品系进行小孢子培养，在培养期用0.02‑0.2%浓度的秋水仙素进行诱导加倍处理，获得异形叶片突变株，利用该突变株自交2代，在无突变性状分离群体选择单株，然后以原优良的甘蓝型油菜恢复系品系为轮回亲本进行回交、自交，在后代分离群体选育异形叶片新型恢复系品系，可与不育系配制新的强优势杂交组合油菜品系。本发明可有效提高制种纯度、制种产量，降低了制种成本与制种风险，同时无需进行隔离。由于在最初对突变株进行遗传改良的时候使用的是优良恢复系，未导入不育系血缘，有利于不育系育恢复系的种群划分，易筛选配制强优势杂交组合。

Description

一种甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系创制的方法

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，尤其是一种甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系创制的方法。

背景技术

我国是食用植物油消费大国，国内食用植物油长期供给不足，当前国内提供的食用植物油60％以上靠进口；油菜是食用植物油的主要来源，占整个食用植物油的50％以上，2012年我国进口菜籽达293万吨，到2015年我国油菜籽进口量会超过300万吨，如果国家取消限制政策，油菜籽进口量可能达到甚至超过400万吨，油菜籽的供给安全隐患日益凸显。因此，提高油菜产量，保证油菜籽的供给具有十分重要的意义。

杂种优势利用是提高油菜产量的重要途径，经过几代油菜育种家的长期努力，本领域技术人员目前已发现了油菜多种授粉控制系统，并对其遗传规律和应用价值进行了广泛而深入的研究利用。当前在油菜常见的授粉控制系统主要有细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、细胞质+细胞核雄性不育、化学杀雄雄性不育、自交不亲和雄性不育等。其中的细胞质雄性不育以傅廷栋院士1972年发现的波里马(pol-CMS)为最成功的范例，当前已经在国内外进行了非常广泛的应用，在国际上是选育并推广面积最大的杂交油菜。细胞核雄性不育又分为显性细胞核雄性不育和隐性细胞核雄性不育，隐性细胞核雄性不育又分为隐性细胞核雄性不育两系和隐性上位互作细胞核雄性不育，其中显性细胞核雄性不育由于难以选育恢复系而选育的品系不多，隐性上位互作细胞核雄性不育由于遗传规律复杂、基因型种类多选育的难度大而难以推广应用，细胞核雄性不育两系应用相对要广。

以上授粉控制系统在进行杂种优势利用的时候，均有各自的优势与不足，但不管是哪种授粉控制系统在配制杂交种的时候，通过常规的技术方法制种纯度均难以保障，而种子纯度是保证农作物品系增产潜力得以发挥的关键因素，同时制种成本高、产量低、对周围环境隔离条件要求严格，存在较大的制种风险。恢复系是指某一品系与不育系杂交后可使子代恢复雄性可育特征。这种能够使雄性不育系的后代恢复可育性的品系，叫做雄性不育恢复系(简称恢复系)。用这样的种子在田间大面积播种，长成的植株既可以通过传粉而结实，又可以在各方面表现出较强的优势。因此，甘蓝型油菜新型恢复系的创制对于甘蓝型油菜杂交培育是十分重要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中杂交油菜种子制种产量低、成本高、对周围环境隔离条件严格、纯度难以保证、制种风险大等问题，提供一种甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系创制的方法，该方法制种产量高、成本低、无需隔离、种子纯度容易保证、制种风险低。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

选择优良的甘蓝型油菜恢复系品系进行小孢子培养，在培养期用0.02-0.2％浓度的秋水仙素进行诱导加倍处理，获得异形叶片突变株，利用该突变株自交2代，在无突变性状分离群体选择单株，然后以原优良的甘蓝型油菜恢复系品系为轮回亲本进行回交、自交，在后代分离群体选育异形叶片新型恢复系品系，并以新型恢复系与不育系配制新的强优势杂交组合油菜品系。

进一步的，该方法采用以下步骤：

1、在田间取正常叶片优良甘蓝型油菜恢复系品系单核靠边期花蕾进行小孢子培养，在加倍培养期用0.02-0.2％浓度秋水仙素进行诱导加倍处理，获得异形叶片突变株组培苗，炼苗后移栽至大田，套袋自交2代；统计分离群体突变性状分离比，结合正反交结果分析表明突变性状受到2对显性核基因调控；在无突变性状分离群体选单株套袋自交。

2、播种突变株并以其为母本，原优良甘蓝型油菜恢复系品系为父本进行杂交获得F₁，这里的突变株是指异形叶片突变株自交2代后的无突变性状分离群体选单株套袋自交的后代；继续以原优良甘蓝型油菜恢复系品系为轮回亲本与F₁回交获得BC₁F₁，然后用BC₁F₁自交获得BC₁F₂，在BC₁F₂分离群体选择具有突变性状的单株继续与原优良甘蓝型油菜恢复系品系回交获得BC₂F₁，在BC₂F₁群体选择具有突变叶片的单株自交获得BC₂F₂。

3、在具有异形叶片且无性状分离的BC₂F₂群体中选择单株套袋自交获得BC₂F₃，收获种子即为甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系品系。

获得甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系品系后，就可以用该新型恢复系品系与不育系配制新的杂交组合。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

1、选育的新型恢复系与不育系配制的杂交组合在5-6叶苗期叶片即显示突变性状，在早期即可拔除假杂种，有效提高了制种纯度、制种产量，降低了制种成本与制种风险，同时无需进行隔离。

2、由于在最初对突变株进行遗传改良的时候使用的是优良恢复系，未导入不育系血缘，有利于不育系、恢复系的种群划分，易筛选配制强优势杂交组合。

附图说明

图1为甘蓝型油菜异形叶片恢复系品系单株叶片特征图，其中图中左边的a叶片为正常叶片的状态，右边的b叶片为出现异形叶片时的状态。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的基本方法是这样的，选择优良的甘蓝型油菜恢复系品系进行小孢子培养，在培养期用0.02-0.2％浓度的秋水仙素进行诱导加倍处理，获得异形叶片突变株，如附图1所示，附图1中的右边b叶片即为产生异形叶片的状态。利用获得的异形叶片突变株自交2代，在无突变性状分离群体选择单株，然后以原优良的甘蓝型油菜恢复系品系为轮回亲本进行回交、自交，在后代分离群体选育异形叶片新型恢复系品系，并以新型恢复系与不育系配制新的强优势杂交组合油菜品系。

下面通过两个实施例来具体说明。

实施例1：

1、选择上午10点左右的时间，在田间用镊子摘取甘蓝型油菜恢复系品系W-1009(高含油量黄籽双低品系)的花蕾进行小孢子培养，在加倍培养期加入0.02-0.2％浓度秋水仙素进行诱导加倍处理，经培养获得55个突变单株，挑选其中2个叶片形态特异突变株(正常叶片叶脉两侧着生1-6个大小不等小叶，如附图1中的右边b叶片所示，在叶脉两侧长出1个小叶)，经过组织培养并炼苗后移栽至大田。

2、移栽至大田对突变单株均套袋自交，F₁出现突变性状分离，在F₁群体中分别选5个正常单株和10个突变单株继续套袋自交，结果发现正常单株后代全部表现正常；而10个突变单株中有3个单株后代未发生性状分离全部单株叶片表现为异形叶片，有7个单株后代继续发生突变性状分离(分离比分别为71:201；68:199；79:203；59:201；64:207；64:196；79:213)，正常叶片与异形叶片单株适合分离比为1:3。

3、步骤2中10个单株后代群体未发生性状分离群体选10个单株与一正常常规甘蓝型油菜品系H-1015进行正反交，杂交后代均种植成小区，各小区300株左右，结果杂交后代全部表现为突变性状。综合步骤2和步骤3结果表明该突变性状受到1对显性核基因表达调控。

4、步骤3中无性状分离群体选相对表现优良的3单株为母本，原优良恢复系品系W-1009的3个单株为父本进行杂交获得F₁；种植成3个小区，各小区300株左右，从中选表现优良的3个单株为受体亲本，继续以优良恢复系品系W-1009为轮回亲本与F₁回交获得BC₁F₁。

5、步骤4中BC₁F₁种植成3个小区，各小区300株左右，从中选15个综合农艺性状表现优良同时具有异形叶片的单株套袋自交获得BC₁F₂，BC₁F₂种植成15个小区，每个小区300株左右，结果发现7个小区所有单株均表现正常叶片，8个小区出现性状分离。

6、步骤5中8个小区选综合农艺性状优良且具有异形叶片的10个单株为母本，继续以原优良恢复系品系W-1009为轮回亲本继续回交获得BC₂F₁，BC₂F₁种植成10个小区，每个小区300株左右，结果发现有4个小区出现性状分离，有6个小区所有单株叶片表现正常。

7、在步骤6中出现性状分离的4个小区选15个综合农艺性状优良且叶片异形的单株套袋自交获得BC₂F₂，BC₂F₂种植成15个小区，结果发现9个小区出现性状分离，6个小区所有单株均表现异形叶片，在该小区选10个综合农艺性状优良的单株套袋自交获得BC₂F₃，即为异形叶片新型恢复系。

8、步骤7中异形叶片新型恢复系与不育系H12007，H12067，H12112，H12198，H12309，H12408，H12413配制新的杂交组合，种植成7个小区，每个小区300株左右，结果发现7个小区所有单株均表现异形叶片，可有效区分假杂种。

实施例2：

1、选择上午10点左右的时间在田间用镊子摘取甘蓝型油菜恢复系品系W-1156(高含油量黑籽双低品系)的花蕾进行小孢子培养，在加倍培养期加入0.02-0.2％浓度秋水仙素进行诱导加倍处理，经培养获得69个突变单株，挑选其中2个叶片形态特异突变株(正常叶片叶脉两侧着生1-6个大小不等小叶)，经过组织培养并炼苗后移栽至大田。

2、移栽至大田对突变单株均套袋自交，F₁出现突变性状分离，在F1群体中分别选5个正常单株和10个突变单株继续套袋自交，结果发现正常单株后代全部表现正常；而10个突变单株中有4个单株后代未发生性状分离全部单株叶片表现为异形叶片，有6个单株后代继续发生突变性状分离(分离比分别为69:217；66:189；72:216；60:212；67:215；68:221；77:209)，正常叶片与异形叶片单株适合分离比为1:3。

3、步骤2中10个单株后代群体未发生性状分离群体选10个单株与一正常常规甘蓝型油菜品系H-1195进行正反交，杂交后代均种植成小区，各小区300株左右，结果杂交后代全部表现为突变性状。综合步骤2和步骤3结果表明该突变性状受到1对显性核基因表达调控。

4、步骤3中无性状分离群体选相对表现优良的3单株为母本，原优良恢复系品系W-1156的3个单株为父本进行杂交获得F1；种植成3个小区，各小区300株左右，从中选表现优良的3个单株为受体亲本，继续以优良恢复系品系W-1156为轮回亲本与F₁回交获得BC₁F₁。

5、步骤4中BC₁F₁种植成3个小区，各小区300株左右，从中选15个综合农艺性状表现优良同时具有异形叶片的单株套袋自交获得BC₁F₂，BC₁F₂种植成15个小区，每个小区300株左右，结果发现9个小区所有单株均表现正常叶片，6个小区出现性状分离。

6、步骤5中6个小区选综合农艺性状优良且具有异形叶片的10个单株为母本，继续以原优良恢复系品系W-1156为轮回亲本继续回交获得BC₂F₁，BC₂F₁种植成10个小区，每个小区300株左右，结果发现有6个小区出现性状分离，有4个小区所有单株叶片表现正常。

7、在步骤6中出现性状分离的6个小区选15个综合农艺性状优良且叶片异形的单株套袋自交获得BC₂F₂，BC₂F₂种植成15个小区，结果发现8个小区出现性状分离，7个小区所有单株均表现异形叶片，在该小区选10个综合农艺性状优良的单株套袋自交获得BC₂F₃，即为异形叶片新型恢复系。

8、步骤7中异形叶片新型恢复系与不育系H13012，H13078，H13115，H13178，H13289，H13316，H13487配制新的杂交组合，种植成7个小区，每个小区300株左右，结果发现7个小区所有单株均表现异形叶片，可有效区分假杂种。

说明：以上2个实施例子选择了甘蓝型油菜恢复系品系W-1156(高含油量黑籽双低品系)及甘蓝型油菜恢复系品系W-1009(高含油量黄籽双低品系)作为小孢子培养材料及轮回亲本，实际本发明的这种方法对于所有甘蓝型油菜恢复系品系均适用。

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)

1.一种甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系创制的方法，其特征在于：选择优良的甘蓝型油菜恢复系品系进行小孢子培养，在培养期用0.02-0.2%浓度的秋水仙素进行诱导加倍处理，获得异形叶片突变株，利用该突变株自交2代，在无突变性状分离群体选择单株，然后以原优良的甘蓝型油菜恢复系品系为轮回亲本进行回交、自交，在后代分离群体选育异形叶片新型恢复系品系，并以新型恢复系与不育系配制新的强优势杂交组合油菜品系。

2.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系创制的方法，其特征在于它包括如下步骤：

（1）在田间取正常叶片优良甘蓝型油菜恢复系品系单核靠边期花蕾进行小孢子培养，在加倍培养期用0.02-0.2%浓度秋水仙素进行诱导加倍处理，获得异形叶片突变株组培苗，炼苗后移栽至大田，套袋自交2代；统计分离群体突变性状分离比；在无突变性状分离群体选单株套袋自交获得突变株；

（2）播种异形叶片突变株自交2代后的无突变性状分离群体选单株套袋自交的后代并以其为母本，原优良甘蓝型油菜恢复系品系为父本进行杂交获得F ₁ ；继续以原优良甘蓝型油菜恢复系品系为轮回亲本与F ₁ 回交获得BC ₁ F ₁ ，然后用BC ₁ F ₁ 自交获得BC ₁ F ₂ ，在BC ₁ F ₂分离群体选择具有突变性状的单株继续与原优良甘蓝型油菜恢复系品系回交获得BC ₂ F ₁ ，在BC ₂ F ₁ 群体选择具有突变叶片的单株自交获得BC ₂ F ₂ ；

（3）在具有异形叶片且无性状分离的BC ₂ F ₂ 群体中选择单株套袋自交获得BC ₂ F ₃ ，收获种子即为甘蓝型油菜异形叶片新型恢复系品系。