CN105766621B - 主花序高密度角果油菜的选育方法及应用 - Google Patents

主花序高密度角果油菜的选育方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种主花序高密度角果油菜的选育方法及应用。以甘蓝型油菜品种中双2号和甘蓝型油菜品种荆油2号为亲本杂交，得到F1，套袋自交繁殖得到分离群体；对分离群体中选单株连续4年进行田间表型特征鉴定，从中选择主花序高密度角果（主花序有效角果数/主花序长度>2个/cm）单株。开花期选用主花序上2.5－3.5mm的花蕾，用秋水仙碱加倍染色体，小孢子培养获得双单倍体群体，从中选择单株育成主花序高密度角果性状稳定的品系；用该品系与甘蓝型油菜品种中双11（主花序角果密度约1.7个/cm左右）杂交，利用F2:3群体进行遗传分离分析，发现该高密度角果性状受2对加‑显‑上位性主基因控制。利用该主花序高密度角果材料与普通油菜杂交，可育得主花序高密度角果的油菜品种并并可大幅度提高油菜单产。

Description

主花序高密度角果油菜的选育方法及应用
技术领域
本发明涉及油菜育种技术领域，尤其是一种主花序高密度角果油菜的选育方法及应用。
背景技术
甘蓝型油菜油菜隶属十字花科(Cruciferae)芸苔属(Brassica)，是全球总产量居于第二位的大宗油料作物，即是食用油的主要来源，也是提供生物柴油及其他工业原料的重要经济作物。中国年种植面积超过700万公顷(1亿亩)，菜籽产量超过1,000万吨，面积和总产均居世界首位。近年来国内供求缺口越来越大，2014年在控制进口量的条件下，油菜籽进口量也高达508.1万吨，菜籽油81.0万吨，已成为世界上主要的油菜籽进口国。随着人口的持续增长，对食用油的巨大需求将是我们面临的巨大挑战。目前，中国油菜单产还远落后于欧洲(http://www.zgycjjw.com/,2014)。新形势下，高产油菜的选育是油菜育种的长期重要目标之一。
油菜是强主序优势的作物。在常规种植密度下(0.5万-1.0万株/亩),单株有效角果数、每角粒数和千粒重构成油菜产量的三要素。研究显示，油菜在密植条件下(2.6万株/亩),主花序角果密度(主花序有效角果数/主花序长度)的增加是提高产量的重要因素(宋稀等,2010)；当密度达到5万株/亩时，主花序角果的产量占单株产量的73.05％，油菜主花序的角果密度对产量的贡献为主要因素(宋稀等,2010；Tuncturk et al.,2007)。同时相关研究表明，密植对每角粒数和千粒重影响较小，而主花序高密度角果可以实现在有限的主花序长度内增多角果数量，可以显著增加单位面积群体有效角果数，从而实现产量的提高(Leach et al.,1999)。
目前，生产上的油菜品种主花序角果密度均为<2.0个/cm，随着密植栽培增产措施的开展，油菜产量潜力已达到了一个瓶颈，油菜主花序高密度角果资源的发掘对培植高密度角果油菜品种并大幅度提高单产具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是：提供一种主花序高密度角果油菜的选育方法及应用，它能选育获得主花序高密度角果油菜品种，以解决当前油菜生产中密植栽培增产的瓶颈问题。
本发明是这样实现的：主花序高密度角果油菜的选育方法，包括如下步骤：
1)以甘蓝型油菜品种中双2号为母本，以甘蓝型油菜品种荆油2号为父本进行杂交，得到F1，套袋自交繁殖得到分离群体；
2)对步骤1)获得的分离群体连续进行4年田间表型特征鉴定，选择得到综合农艺性状优良的主花序高密度角果油菜单株，其主花序角果密度>2个/cm；
3)对步骤2)中选育的单株在开花期选用主花序上2.5-3.5mm的花蕾提取小孢子，用50mg/L秋水仙碱加倍染色体48-72小时，通过小孢子培养获得双单倍体，从中选择综合农艺性状优良单株育成主花序高密度角果性状稳定的品系；
4)将步骤3)中选育的主花序高密度角果品系与甘蓝型油菜品种中双11杂交，中双11的主花序角果密度为1.5-1.9个/cm，构建F2:3群体,利用主基因加多基因混合遗传模型分析方法，发现该高密度角果性状受2对加-显-上位性主基因控制。
步骤2)所述的田间表型特征鉴定为考察株高、一次分枝数、主花序长度、主花序角果数、角果长度及每角籽粒数；高密度角果油菜株高为1.45-1.55m；一次有效分枝数2～4个；角果长度为5.8～7.0cm，每角粒数为16-20粒，千粒重为3.4～3.9g，花序有效长度43～59cm，主花序有效角果数月112～180个，主花序角果密度>2.0个/cm，育性正常。
步骤4)所述的主花序高密度角果品系与甘蓝型油菜品种中双11杂交具体是，主花序高密度角果品系与与甘蓝型油菜品种中双11杂交得到F1(P1×P2)，F1(P2×P1)，F1(P1×P2)自交繁殖种子得到F2，F2自交繁殖得到F2:3群体，利用主基因加多基因混合遗传模型分析方法，采用极大似然法和IECM算法估计各世代、各成分分布的参数，通过AIC值选择最佳模型，并进行一组适合性检验，包括均匀性U1 2、U2 2和U3 2检验,Smimov检验(nW2)和Kolmogorov检验(Dn),根据检验结果选择最优遗传模型；最后采用最小二乘法依据最优模型的各成分分布参数估计各基因的效应值及方差。
主花序高密度角果油菜的应用，以主花序高密度角果材料与现有的核不育三系不育系杂交结合回交转育，选育新型的主花序高密度角果不育系；以主花序高密度角果材料与现有的核不育二系不育系杂交结合回交转育，选育新型的主花序高密度角果不育系；以主花序高密度角果材料与现有的核质互作型不育性杂交结合回交转育，选育新型的主花序高密度角果不育系；以主花序高密度角果材料与现有的恢复系杂交结合回交转育，选育新型的主花序高密度角果恢复系；以主花序高密度角果材料与生产上的常规油菜品系或品种杂交，在其后代中选育主花序高密度角果品系或品种。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明以甘蓝型油菜品种中双2号和甘蓝型油菜品种荆油2号为亲本杂交，得到F1，套袋自交繁殖得到分离群体。对分离群体中的单株连续4年进行田间表型特征鉴定，从中选择主花序高密度角果(主花序有效角果数/主花序长度>2个/cm)单株；在开花期选用主花序上2.5-3.5mm的花蕾，用秋水仙碱加倍染色体，小孢子培养获得双单倍体群体，从中选择单株育成主花序高密度角果性状稳定的品系。用该品系与甘蓝型油菜品种中双11(主花序角果密度约1.5-1.9个/cm左右)杂交，利用F2:3群体进行遗传分离分析，发现该高密度角果性状受2对加-显-上位性主基因控制。利用该主花序高密度角果材料与普通油菜杂交，可育得主花序高密度角果的油菜品种并并可大幅度提高油菜单产。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的主花序高密度角果油菜形态图；
图3为本发明的主花序高密度角果油菜与普通油菜的主花序的比较图。
具体实施方式
本发明的实施例1：主花序高密度角果油菜的选育：
1)杂交试验：以甘蓝型油菜品种中双2号为母本，以油菜品种荆油2号为父本进行杂交，得到F1，套袋自交繁殖得到分离群体；
2)主花序高密度角果油菜的获得：对F2单株进行株高、一次分枝数、主花序长度、主花序角果数、主花序角果密度、角果长度、每角籽粒数性状鉴定，选择得到1株主花序角果密度>2.0个/cm的油菜单株。进行多点(贵阳金阳，贵州开阳)、多年(2007－2011年)鉴定，株型、株高、分枝和主花序十分稳定。这些性状具体表现为：株高150cm左右、主花序有效长度50cm左右、主花序角果数130个左右、一次分枝3个左右，育性稳定；
3)主花序高密度角果油菜的纯化：开花期选用变异单株主花序上2.5－3.5mm的花蕾(最佳时期为单核晚期至二核期)，在无菌操作台上加入75％的酒精消毒1min，然后用升汞消毒8-10min,最后用无菌水清洗3次，每次5min。将花蕾放置于玻璃管中，加入1-2滴B5液体培养液，用玻璃棒研磨使花粉散出，倒入过滤器过滤，花粉滤液盛入10ml离心管，用滴管吸B5抽提培养液冲洗过滤器中的花粉，冲2-3次后，在10ml离心管中将花粉悬浮液稀释，将花粉悬浮液离心，1500转/min离心5min，吸去上层清液，再加液体B5抽提液，并将沉淀的花粉用吸管冲散，再次悬浮离心，1500转/min离心5min，吸去上层清液。将沉淀的花粉用NLN-16液体培养基稀释，倒入三角瓶32℃在附加50mg/L秋水仙碱的NLN-16液体培养基中暗培养48-72小时。将秋水仙碱加倍的NLN-16花粉悬浮液1500转/min离心5min，倒掉NLN-16液体加入NLN-13培养液稀释，稀释后的悬浮液分装入7.5cm培养皿25℃暗培养10天左右至颗粒状胚形成，然后移至50rpm、25℃恒温摇床上暗培养至子叶形胚形成。转入B5固体培养基，于20℃、16hr光/8hr暗、2000LUX光强条件诱导再生苗；成苗后继代培养越夏，适时移栽大田。
本发明的实施例2：主花序高密度角果性状的遗传分析鉴定：
主花序高密度角果品系与甘蓝型油菜品种中双11(主花序角果密度约1.7个/cm左右)杂交得到F1(P1×P2)，F1自交种子得到F2，F2自交繁殖得到F2:3群体,利用主基因+多基因混合遗传模型分析方法，进行遗传分析。采用极大似然法和IECM(Iterated Expectationand Conditional Maximization)算法估计各世代、各成分分布的参数,通过AIC(AkaikeInformation Criterion)值选择最佳模型,并进行一组适合性检验,包括均匀性U1 2、U2 2和U3 2检验,Smimov检验(nW2)和Kolmogorov检验(Dn),根据检验结果选择最优遗传模型。最后采用最小二乘法依据最优模型的各成分分布参数估计各基因效应值、方差等遗传参数。发现该油菜主花序高密度角果性状受2对加-显-上位性主基因控制。
本发明的实施例3：利用主花序高密度角果油菜选育主花序高密度角果油菜的应用：
主花序高密度角果品系与甘蓝型油菜品种中双11(主花序角果密度约1.7个/cm)杂交的到F1，自交得到分离群体，共计674个F2单株，连续通过自交和回交得到主花序角果密度约2.3个/cm的高密度角果材料。

Claims (4)

1.一种主花序高密度角果油菜的选育方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）以甘蓝型油菜品种中双2号为母本，以甘蓝型油菜品种荆油2号为父本进行杂交，得到F1，套袋自交繁殖得到分离群体；
2）对步骤1）获得的分离群体连续进行4年田间表型特征鉴定，选择得到综合农艺性状优良的主花序高密度角果油菜单株，其主花序角果密度>2个/cm；
3）对步骤2）中选育的单株在开花期选用主花序上2.5-3.5mm的花蕾提取小孢子，用50mg/L秋水仙碱加倍染色体48-72小时，通过小孢子培养获得双单倍体，从中选择综合农艺性状优良单株育成主花序高密度角果性状稳定的品系；
4）将步骤3）中选育的主花序高密度角果品系与甘蓝型油菜品种中双11杂交，中双11的主花序角果密度为1.5-1.9个/cm，构建 F2:3群体, 利用主基因加多基因混合遗传模型分析方法，发现该高密度角果性状受2 对加-显-上位性主基因控制。
2.根据权利要求1所述的主花序高密度角果油菜的选育方法，其特征在于：步骤2）所述的田间表型特征鉴定为考察株高、一次分枝数、主花序长度、主花序角果数、角果长度及每角籽粒数；高密度角果油菜株高为1.45-1.55m，一次有效分枝数2～4个；角果长度为5.8～7.0cm，每角粒数为16-20粒，千粒重为3.4～3.9g，花序有效长度43～59cm，主花序有效角果数为112～180个，主花序角果密度>2.0个/cm，育性正常。
3.根据权利要求1所述的主花序高密度角果油菜的选育方法，其特征在于：步骤4）所述的主花序高密度角果品系与甘蓝型油菜品种中双11杂交具体是，主花序高密度角果品系与甘蓝型油菜品种中双11杂交得到F1 ，即P1×P2、P2×P1，再利用P1×P2 的F1自交繁殖种子得到 F2，F2自交繁殖得到 F2:3群体，利用主基因加多基因混合遗传模型分析方法，采用极大似然法和 IECM算法估计各世代、各成分分布的参数，通过 AIC值选择最佳模型，并进行一组适合性检验，包括均匀性 U 1 2 、U 2 2 和U 3 2 检验, Smimov 检验 n W 2 和Kolmogorov检验D n , 根据检验结果选择最优遗传模型；最后采用最小二乘法依据最优模型的各成分分布参数估计各基因的效应值及方差。
4.一种如权利要求1所述的主花序高密度角果油菜的应用，其特征在于：以主花序高密度角果材料与现有的核不育三系不育系杂交结合回交转育，选育新型的主花序高密度角果不育系；以主花序高密度角果材料与现有的核不育二系不育系杂交结合回交转育，选育新型的主花序高密度角果不育系；以主花序高密度角果材料与现有的核质互作型不育系杂交结合回交转育，选育新型的主花序高密度角果不育系；以主花序高密度角果材料与现有的恢复系杂交结合回交转育，选育新型的主花序高密度角果恢复系；以主花序高密度角果材料与生产上的常规油菜品系或品种杂交，在其后代中选育主花序高密度角果品系或品种。
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