CN104604736B - 一种芝麻光敏感核雄性不育系及其杂交制种方法 - Google Patents
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Abstract
一种芝麻光敏感核雄性不育系及其杂交制种方法，所述光敏感核雄性不育系Sipsms3041，于2014年11月25日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCC？NO：P201413。本发明还包括芝麻光敏感核雄性不育系杂交制种方法。本发明采用一种在长日照条件下表现不育的光敏核雄性不育系材料做母本，与父本间隔种植进行杂交制种，从不育系获得的芝麻杂交种纯度达到95％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种芝麻不育系及其杂交制种方法，具体涉及一种芝麻光敏感核雄性不育系及其杂交制种方法。
背景技术
芝麻是我国重要的优质油料作物和特色农产品。我国芝麻常年种植面积900万亩，总产量约70万吨，居世界首位，在国际芝麻生产和贸易中居于重要地位。芝麻起源于热带，喜温耐旱，属短日照作物。1945年印度学者Pal首次报道了芝麻杂种优势现象，之后国内外研究结果进一步证实芝麻在产量、抗病抗逆等方面的确具有较强的杂种优势，杂种F1籽粒产量比比对照品种产量增产幅度在15～50％。因此，利用芝麻杂种优势是解决芝麻产量低而不稳的重要途径之一。
芝麻属自花受粉类作物，花朵大，蒴果籽粒多，具有去雄方便、授粉操作简单、繁殖系数高等优点，是开展遗传育种研究的理想材料。但是由于芝麻花序无限，花期长，大概1个月左右，在实际杂交种创制过程中，存在着种植群体大、不育系繁殖成本高、效率低、费工费时等问题。目前为止，芝麻杂交制种方法主要包括两种：(1)化学杀雄配制杂交种具有程序简单、收效快、易于推广的优点。上世纪八、九十年代，我国芝麻育种家丁法元(1983)、徐博(1991)先后开展了化学杀雄杂交制种研究，发现用浓度为0.3％的FW450(2，3-二氯异丁酸钠)可使杀雄率达到98.7％，而药剂处理下芝麻异交结实率最高仅为20.4％。其中，FW450的杀雄作用是由于芝麻花药内绒毡层细胞畸形肥大而将花粉母细胞挤压破坏所致(詹英贤等，1991)，但是由于FW450对花粉育性破坏的同时也易对植株造成药害。因此，杀雄率与药害的矛盾不易协调，使得该方法很难在实际生产中应用。(2)隐性核雄性不育系及二系杂交制种：利用不育系进行配制杂交种是一条经济实用的途径，而且广泛用于农作物杂交制种。例如，现有技术CN94103410.0公开了一种芝麻杂种制种方法：用不育系ms86-1作母本，以丹巴格品种作父本，安全隔离距离为2公里以上，父母本行比为1∶2～4，母本比父本提前5～7天播种，在初花期拔除ms86-1可育株和不符合亲本典型性状的杂株及病弱株。该发明与对照品种(豫芝4号)相比，平均增产29.52％。还有中国农业科学院油料作物研究所利用不育系95ms-5选育出芝麻杂交种中杂芝1号。但是，这两个现有技术在芝麻核雄性不育两系制种过程中，初花期须鉴别并拔除母本行中约50％的可育株，育性鉴别工作量大、制种成本高，且易出现可育株拔除不彻底、影响制种纯度等问题，很大程度上限制了芝麻杂交种的大面积推广。因此，如何缩短芝麻雄性不育系的选育周期，改进芝麻杂交制种技术，来提高制种效率、降低制种成本是当前芝麻杂种优势利用研究领域中迫切需要解决的瓶颈性问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种选育周期短芝麻光敏感核雄性不育系和一种制种效率高、制种成本低的芝麻光敏感核雄性不育系的杂交制种方法。
本发明解决其技术问题采取的技术方案是：
本发明之一种芝麻光敏感核雄性不育系，所述芝麻光敏感核雄性不育系Sipsms3041SesamumindicumL.，于2014年11月25日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮编：430072，其保藏号为CCTCCN0：P201413。
进一步，所述光敏感核雄性不育系Sipsms3041在短日照地区冬播表现部分不育，在长日照地区夏播表现不育。
进一步，所述短日照地区选自三亚，所述长日照地区选自郑州。
本发明之一种芝麻光敏感核雄性不育系的杂交制种方法，包括以下步骤：
(1)在人工隔离条件下，采用光敏感核雄性不育系Sipsms3041在短日照地区按15000～20000株/亩冬播种植进行不育系繁殖，收获自交种。
(2)在天然隔离条件下，在长日照地区以步骤(1)所述的光敏感核雄性不育系Sipsms3041自交种作为母本，芝麻品种作父本，按母本与父本行比为2∶1间隔夏播种植，利用自然或人工放峰实现昆虫传粉，获得杂交种F1，收获不育系植株F1种子，即为杂交种。
进一步，步骤(1)中，所述人工隔离条件为罩网。
进一步，步骤(2)中，所述天然隔离条件为周围2公里内无其他芝麻品种种植。
芝麻光敏感核雄性不育系Sipsms3041于2009年采用EMS(Ethylmethanesulfonate，甲基磺酸乙酯)诱变方法从豫芝11号自交后代诱变获得。田间鉴定确定该不育系在芝麻主产区表现为不育，雄蕊绿色，无粉或少粉；进一步进行Alexander染色，显微镜下观察显示，花粉粒为败育型，比例为98％以上；罩网自交条件下，单株结蒴率低于2％。在海南等短日照地区种植该不育系，田间调查结果确定该不育系表现为微粉，雄蕊黄绿色，有少量花粉；随后，进一步进行Alexander染色，显微镜下观察显示，花粉粒有两种：正常型和败育型，其中，正常花粉比例约为20～30％，单株具有一定的结实性，可以用于不育系繁殖；随后收获不育系上种子，种植于长日照地区，后代植株雄蕊均为不育，花粉粒败育，比例为98％以上。
本发明采用一种在短日照条件下表现部分不育、长日照条件下表现不育的光敏感核雄性不育系Sipsms3041进行不育系繁殖和杂交制种，实现一系二用，并且该光敏感核雄性不育系Sipsms3041具有稳定性强，结果重复性好，风险性极低的特点。
本发明之芝麻光敏感核雄性不育系的繁殖方法具有不育系选育周期短；本发明之芝麻光敏感核雄性不育系的杂交制种方法具有杂交组合选配范围广，杂交制种简便，避免了以往拔除可育株等制种步骤，实施性强，制种效果好等优点，同时也显著降低了芝麻杂交制种成本高，改善了杂交种利用效率低等问题，可提高我国芝麻单产，增加农民收入，将切实推动我国芝麻产业健康发展。由此可见，本发明应用前景良好。实验证明，从芝麻光敏感核雄性不育系获得的芝麻杂交种纯度达到95％以上。
附图说明
图1为芝麻光敏感核雄性不育系在主产区夏播及海南短日照地区田间表现。左图：在郑州产区夏播条件下不育系表现为不育，结蒴性差；中图：在三亚地区短日照冬季种植条件下，不育系表现为微粉(部分可育)，有一定的结蒴性；右图为育性正常植株(对照)。
图2为芝麻光敏感核雄性不育系在主产区及短日照地区花粉育性表现。左图：在郑州产区夏播条件下，不育系花粉粒表现为败育，形态较瘪，深蓝色；中图：在三亚地区冬季短日照种植条件下，不育系表现为微粉，花粉粒包括2种类型：(1)可育型，红色；(2)败育型，深蓝色；右图为育性正常植株(对照)，花粉粒全部为红色，可育。
图3光敏感核雄性不育系Sipsms3041与父本郑芝98N09按2∶1行比种植。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步加以说明。
实施例1
1、芝麻光敏感核雄性不育系
芝麻光敏感核雄性不育系Sipsms3041种植于河南省农业科学院芝麻试验基地(郑州)。田间观察，确定该不育系雄蕊绿色，无粉或少粉。取待开花朵，Alexander染色观察显示，绝大部分花粉粒为败育型，比例为99％以上，见图1-左图；罩网自交条件下，单株上仅有2～3个蒴果膨大，一般无种子，见图2-左图。在海南地区，该不育系表现为微粉，雄蕊黄绿色，有少量花粉。花粉粒染色观察显示，花粉粒有两种：正常型和败育型，其中，正常花粉比例约为33％，见图1-中图，单株结蒴数可达到20～35个，有一定的结实性，见图2-中图。
2、芝麻光敏感核雄性不育系的繁殖方法及杂交制种方法
在罩网隔离条件下，2012年冬季将Sipsms3041按15000株/亩种植于三亚芝麻试验基地，繁殖不育系。在短光照条件下，光敏感雄性不育系育性有一定恢复，可以结实。待种子成熟后，收获自交种。
2013年6月，在周围2公里内未种植其他芝麻品种天然隔离条件下，将光敏感雄性不育系Sipsms3041作为母本，与芝麻品种“郑芝98N09”作为父本按2∶1的行比间隔种植于郑州芝麻制种基地，共种植10亩，见图3。利用在制种田放置2～3个蜂箱的人工放峰方式实现昆虫传粉，获得杂交种F1。待种子充分成熟，收获不育系植株上的F1种子，即为杂交种。2014年6月上旬，取1克F1种子，种植于郑州试验基地，盛花期观测不育株率，采用田间试验方法检测杂交种纯度，豫芝4号为对照。试验调查用该方法获得的杂交种纯度达到97％。收获后计算杂交种单产，较对照增产23％。该杂交种可用于生产。
实施例2
2012年12月在罩网隔离条件下，冬季将Sipsms3041种植于三亚芝麻试验基地，以15000株/亩密度繁殖不育系。在短光照条件下，光敏感雄性不育系育性有一定恢复，可以结实。待种子成熟后，收获自交种。
2013年6月，在周围2公里内未种植其他芝麻品种天然隔离条件下，将光敏感雄性不育系Sipsms3041作为母本，与芝麻品种“丹巴格”作为父本按2∶1的行比间隔种植于郑州芝麻制种基地，见图3。利用自然放峰实现昆虫传粉，获得杂交种F1。待种子充分成熟，收获不育系植株上的F1种子，即为杂交种。2014年夏季，取少量杂交种种植于郑州芝麻试验基地，进行杂交种纯度检测。田间结果显示，该杂交种F1植株中不育株率为2.8％，杂交种纯度达到97.2％，可用于生产，较对照品种增产19％。
Claims (3)
1.一种芝麻光敏感核雄性不育系的杂交制种方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在人工隔离条件下，采用光敏感核雄性不育系Sipsms3041在短日照地区按15000～20000株/亩冬播种植进行不育系繁殖，收获自交种，所述光敏感核雄性不育系Sipsms3041，于2014年11月25日保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCCNO：P201413；
(2)在天然隔离条件下，在长日照地区以步骤(1)所述的光敏感核雄性不育系Sipsms3041自交种作为母本，芝麻品种作父本，按母本与父本行比为2∶1间隔夏播种植，利用自然或人工放蜂实现昆虫传粉，获得杂交种F1，收获不育系植株F1种子，即为杂交种。
2.根据权利要求1所述的芝麻光敏感核雄性不育系的杂交制种方法，其特征在于，步骤(1)中，所述人工隔离条件为罩网。
3.根据权利要求1所述的芝麻光敏感核雄性不育系的杂交制种方法，其特征在于，步骤(2)中，所述天然隔离条件为周围2公里内无其他芝麻品种种植。
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