CN105981645A

CN105981645A - 一种早熟、丰产和多抗白菜型油菜高效选育方法

Info

Publication number: CN105981645A
Application number: CN201510966208.3A
Authority: CN
Inventors: 付东辉; 肖美丽; 朱隆荣
Original assignee: Jiangxi Agricultural University
Current assignee: Jiangxi Agricultural University
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2016-10-05

Abstract

本发明公开一种早熟、丰产和多抗白菜型油菜高效选育方法，属于作物遗传育种领域。本发明将四倍体的甘蓝型油菜的抗性和丰产性状通过杂交、自交、基因组的重组和重排，导入到早熟广适的二倍体白菜型油菜中，经过表型和细胞学观察，选育将两亲本的早熟、抗逆性、品质、丰产性等的优良性状聚合在一起的白菜型油菜品种。本发明运用该方法选育的早熟、丰产和多抗白菜型油菜品种具有早熟、抗病和抗倒伏强、丰产性好等特点，可以替代目前双季稻区域地方早熟但抗倒伏性和抗病性较差，产量不高的地方性白菜型油菜品种，又可以突破目前甘蓝型油菜在早熟选育上出现的早花但不早熟的瓶颈，有效地解决了目前油菜特早熟油菜选育的难题。

Description

一种早熟、丰产和多抗白菜型油菜高效选育方法

技术领域

早熟、抗性好、品质优、产量高的白菜型油菜选育方法，属于作物遗传育种领域。

背景技术

油菜是我国重要的油料作物。我国栽培的油菜主要有甘蓝型油菜（Brassica napus,AACC, 4x=2n=38）, 白菜型油菜（Brassica rapa，AA, 2x=2n=20)和芥菜型油菜（Brassicajuncea, AABB,4x=2n=36）三种类型。其中甘蓝型油菜是由白菜和甘蓝（Brassicaoleracea，CC, 2x=2n=18) 自然杂交和染色体加倍而形成的。中国是世界上最大的油菜生产国和消费国之一。油菜油占我国食用油的40%，是我国最主要的食用植物油。近年中国油菜种植面积常年在730万hm² 以上，菜籽总产量维持在1200万吨以上。近几年中国的油菜收获面积和产量一直仅次于加拿大居于世界第二。但近年来，食用油的供给远不能满足市场需求。从全球范围来看，植物油需求量以年均3.8%的速度持续增长，这就要求全球菜籽产量应保持每年2.5%的增长速度。但在过去四年里，全球菜籽产量年均增幅不足0.5%，国际食用油市场供求矛盾十分突出 (傅廷栋，2008)。从国内看，豆油和菜籽油是国内需求量最大的食用油，国内油菜籽年产量为1300（2010年）万吨左右，自给率仅40％（粮食自给率95％，石油自给率55％）。每年均需从国外进口大量油菜籽以满足国内食用油需求。2009年油菜籽进口量已达到320万吨。因此，扩大油菜种植面积，提高油菜产量是解决国内食用油市场供求矛盾的重要途径。

与此同时，据统计，我国冬闲田常年在2.2亿亩左右，每年因冬闲田搁置造成相当大的经济损失。在江西、湖南和广西等省的双季稻区，冬闲田搁置的问题尤其突出。在中国中南地区（湖南南部、江西南部和广西北部）有近6800万亩的双季稻区，土质肥沃，适应早熟油菜的种植。其中，江西平均每年存有200.0余万hm²的冬闲土地，占总耕地面积的80％以上，是现有油菜种植面积的近5倍。造成冬闲田的原因，当前种植的甘蓝型油菜属于半冬性油菜，生育期偏长，一般在第一年9月底到10月初播种，第二年5月上中旬收获。而南方插秧早稻的时间在4月25日左右，与油菜生育期冲突，因而这些水稻田往往被搁置成为冬闲田。由于缺乏适合三熟种植模式（稻-稻-油菜）的早熟品种，不便于安排农时，严重影响了农民种植油菜的积极性，限制了油菜的种植面积的扩大及产量的提高。这些冬闲田冬季温、光、水资源充足，土壤类型非常适合油菜生长。若将这些冬闲田种植油菜，可以在短期内快速实现大幅提高油菜产量的目标。

目前国内早熟油菜品种的选育处于瓶颈时期。一个方面白菜由于其早熟性、低温结实性好和适应能力广，与早稻衔接较好，在江西、湖南等双季稻区仍然有较大的栽培面积（在江西至少有100多万亩以上）。这种白菜的早熟性的典型特点是开花早且集中，谢花早，灌浆快和成熟早，非常适合双季稻区种植。但同时这种白菜具有“双高”（高硫甙和高芥酸）特点，并且表现出产量低，品质差，抗病能力弱等不良特性，若将这些不良性状进行改良，社会和经济效益都很大。与此同时，我国还具备另外一个优势，中国是白菜型油菜起源中心之一，白菜型油菜资源极为丰富，原产中国的白菜型油菜资源占中国总资源的63.96%(刘后利，2002)。因此，充分利用这些资源，筛选和选育早熟的优异白菜型油菜是解决双季稻早熟油菜品种匮乏的一个重要方法。

另外一方面，相对白菜型油菜而言，甘蓝型油菜也具有抗性和丰产性好等优点，目前许多育种家也在积极选育早熟甘蓝型油菜。然而，实践证明，甘蓝型油菜早熟的特点是开花早、花期不集中、谢花慢、灌浆慢和成熟晚。与白菜型油菜相比，早熟的甘蓝型油菜的角果发育时灌浆期时间太长，而导致出现早花不早熟的现象，难与白菜的早熟性媲美。利用甘蓝型与白菜型油菜杂交容易亲和的特点，传统的选育方法是将白菜与甘蓝型油菜杂交，然后将白菜型油菜的早熟性等性状导入到甘蓝型油菜，选育新型人工合成早熟甘蓝型油菜。可能由于C基因组开花基因对早熟性的影响，与白菜型油菜早熟性一样的早熟型（早花且早熟）甘蓝型油菜的选育一直没有突破性进展，即难以选育到与白菜型油菜一样的早熟特性。从而导致目前能够达到国家要求并且在双季稻区油菜生产上具有较大潜力的优异早熟品种寥寥无几。

如何将白菜型的早熟性、耐低温能力强和广适性等优点，与甘蓝型油菜的抗逆性强，丰产性好的优点结合起来，是解决适合双季稻区特早熟品种选育的一个关键。与传统方法不同的是，本发明创造性地将四倍体的甘蓝型油菜与二倍体的白菜型油菜杂交，自交，将甘蓝型油菜的抗性和丰产性等性状导入到白菜型中，通过表型和细胞学观察，选育得到集甘蓝型油菜和白菜型油菜优点为一体的早熟或极早熟的高产优质白菜型油菜品种。这些品种的选育对充分开发和利用双季稻区的冬闲田，增加种植面积和增加产量均具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种选育特早熟、抗性好、品质优的白菜型油菜的方法，选育的品种特别适合在双季稻区种植，对充分开发和利用双季稻区的冬闲田，增加种植面积和增加产量均具有重要意义。

本发明的选育方法包括以下步骤：

1 选择目前在双季稻区农户主要种植的地方白菜型油菜品种，具有早熟性、广适性和耐低温能力等特点。在农户收获时，从较大种植面积地块里，选择早熟、抗病和抗倒伏性相对较好，和产量较高的单株，室内测品质后，选择品质相对较好的单株种子作为母本。选择较早熟、品质优良、抗逆性较好、丰产性较好的主推甘蓝型油菜品种作为父本。

2 白菜型油菜亲本晚播，甘蓝型油菜亲本早播，确保两亲本花期相遇。待两亲本开花时，采用人工去雄的方法将母本去雄，取父本花粉授粉到母本柱头上。套袋、挂牌，7天后去掉杂交袋，得到F1。

3 下季将F1隔离种植于田间。为了使三倍体的F1结实得到较多的种子，利用80目以上网罩套住，隔离使其自由授粉，得到F2代。在此过程中，甘蓝型油菜的AⁿCⁿ基因组与白菜的A^r基因组发生剧烈的重组和重排，得到类型多样的F2单株,其中大部分为非整倍体，且少数单株出现非亲本的表型。

4将F2种植于田间，在现蕾时，选择长势较好，叶形、叶色和株型等像白菜型油菜一样的单株取样，进行细胞学观察，或流式细胞仪观察，选择染色体为20的单株，剥蕾自交，同时部分枝条自由授粉。结实后，去掉袋子，检查自由授粉和自交结实情况，自交结实比较正常，自由授粉正常的单株当选，得到可能为白菜型的油菜单株种子（F3）。

5 将当选单株的F3种子按照系谱种植多行，每个单株种植40株以上，喷洒2-4%的食盐水套袋自交，或选择优良单株剥蕾自交。收获时，观察抗倒伏和抗病性，剔除倒伏重、病害重、结实差的单株，选择早熟性好、丰产性较好的单株，同时室内进行品质检测，得到优异单株种子（F4）。

6 将F4代种子按照系谱进行种植，同时以白菜型油菜亲本为对照，喷洒2-4%的食盐水套袋自交。比较每个株系与白菜亲本之间的早熟性、低温结实率、抗倒伏、抗病性、丰产性。选择比白菜型油菜早熟相当的或还早熟的、抗性强和丰产性好的株系和单株，收获其种子（F5）。

7 将选中的优异单株的种子再按照系谱种植。与对照比，将早熟相当的或还早熟的、抗性强和丰产性好的，且整齐一致的株系套网罩隔离，自由授粉，繁殖种子(F6)，然后进行示范、区试和推广。

更进一步的技术如下：

1 步骤1可以根据甘蓝型油菜与白菜型油菜杂交结实情况和花期相遇情况，将甘蓝型油菜作为母本，白菜型油菜作为父本。两者杂交后，白菜A^r与甘蓝型油菜的A^cC^c充分重组，包括同源重组和非同源重组(会造成大量的重排)，为表型的变异提供遗传物质基础。

2 步骤3中F1种植至少在30株以上。

3 步骤4中F2种植至少在200株以上；

4 步骤5中，由于种间杂交后代，基因组处于不稳定状态，将会出现大量分离，F3种植最佳单株数在100株以上。早熟性指同时具备早花和早熟的特点。

5 步骤6中，每株F4种植最佳单株数在50株以上。

本发明的优点：

1 本发明选育的早熟的白菜型油菜品种，与目前双季稻区百姓喜爱种植的白菜型油菜相比，具有早熟性相当或更早熟、抗逆性和丰产性提高，特别是抗倒伏性和抗病性有明显提高，容易得到百姓认可，具有较大的推广潜力。

2 本发明选育的早熟的白菜型油菜品种，与目前选育的甘蓝型油菜相比，具有明显的早熟性、广适性和耐低温能力，更适合需要早熟品种区域种植。

具体实施例

一种早熟、丰产和多抗白菜型油菜高效选育方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）、选择目前在双季稻区种植的地方白菜型油菜品种，具有早熟性、广适性和耐低温能力，收获时，从较大种植面积地块里，选择早熟、抗病和抗倒伏性相对较好，和产量较高的单株，室内测品质后，选择品质相对较好的单株种子作为母本，选择较早熟、品质优良、抗逆性较好、丰产性较好的主推甘蓝型油菜品种作为父本；

（2）、白菜型油菜亲本晚播，甘蓝型油菜亲本早播，确保两亲本花期相遇，待两亲本开花时，采用人工去雄的方法将母本去雄，取父本花粉授粉到母本柱头上，套袋、挂牌，7天后去掉杂交袋，得到F1；

（3）、下季将F1隔离种植于田间，为了使三倍体的F1结实得到较多的种子，利用80目以上网罩套住，隔离使其自由授粉，得到F2代；在此过程中，甘蓝型油菜的AⁿCⁿ基因组与白菜的A^r基因组发生剧烈的重组和重排，得到类型多样的F2单株,其中大部分为非整倍体，且少数单株出现非亲本的表型；

（4）、将F2种植于田间，在现蕾时，选择长势较好，叶形、叶色和株型等像白菜型油菜一样的单株取样，进行细胞学观察，或流式细胞仪观察，选择染色体为20的单株，剥蕾自交，同时部分枝条自由授粉；结实后，去掉袋子，检查自由授粉和自交结实情况，自交结实比较正常，自由授粉正常的单株当选，得到可能为白菜型的油菜单株种子（F3）；

（5）、将当选单株的F3种子按照系谱种植多行，每个单株种植40株以上，喷洒2-4%的食盐水套袋自交，或选择优良单株剥蕾自交；收获时，观察抗倒伏和抗病性，剔除倒伏重、病害重、结实差的单株，选择早熟性好、丰产性较好的单株，同时室内进行品质检测，得到优异单株种子（F4）；

（6）、将F4代种子按照系谱进行种植，同时以白菜型油菜亲本为对照，喷洒2-4%的食盐水套袋自交，比较每个株系与白菜亲本之间的早熟性、低温结实率、抗倒伏、抗病性、丰产性；选择比白菜型油菜早熟相当的或还早熟的、抗性强和丰产性好的株系和单株，收获其种子（F5）；

（7）、将选中的优异单株的种子再按照系谱种植，与对照比，将早熟相当的或还早熟的、抗性强和丰产性好的，且整齐一致的株系套网罩隔离，自由授粉，繁殖种子(F6)，然后进行示范、区试和推广。

2012年4月从江西省德兴市海口镇农户种植的地方常规白菜型品种德兴花籽田块中，选择优良单株15株。选取标准为：早熟（10月底播种，翌年4月15日成熟收获）、落色好、抗倒伏性较好（主茎与地面成60度以上夹角）、病害较轻、无分段结实现象，产量中等偏上。将收获的单株脱粒后进行近红外品质分析，选取5株品质相对较优（含油量在45%以上、芥酸在35%以下，硫甙在75微摩尔/克以下）的单株，作为母本进行后续杂交。从目前推广的品种中，选择了从甘蓝型油菜主推品种阳光2009号中分离的早熟株系M091作为父本，表现为相对早熟（10月中旬播种，翌年4月30日前成熟收获）、双低（含油量在41%以上、硫甙在30微摩尔/克、芥酸在1%以下），抗病和抗倒伏较好。

2012年10月上旬，将两亲本分期播种于江西农业大学科技园内。在10月3日，将母本阳光2009变异株系M091的5个单株按照单株播种，每个单株播种4行（厢宽2米，行距0.35米，株距0.2米），每个小区40株左右。在10月15日，播种德兴花籽5个单株，每个单株播种4行，每个小区40株左右。2013年2月15日开花时，选择德兴花籽最优的一个小区人工去雄4株15个分枝，然后用76%的酒精消毒，取父本花粉授粉，套袋。7天后去掉杂交袋。成熟时，选择病害较轻的3单株分单株收获种子，得到F1。

2013年5月中旬在甘肃张掖夏繁基地按照单株种植F1，每个单株的种子种植4行。为了使三倍体的F1结实得到较多的种子，利用80目网罩套住隔离，防止昆虫传人外源花粉，使其自由授粉。在F1自交过程中，甘蓝型油菜的AⁿCⁿ基因组与白菜的A^r基因组发生重组和重排，得到类型多样的386株F2单株。从理论上讲，三倍体F1减数分裂时，很少出现整倍体的配子，但众多实践证明，甘蓝型和白菜型油菜杂交的F1能得到25%的正常的配子，与理论值不符合，这种特殊现象机理目前并不清楚。

2013年10月上旬播种F2种子。通过对F2表型观察得到，大部分为非整倍体，并且还有少数单株出现非亲本的表型。在F2现蕾时，选择长势较好，叶形、叶色和株型等像白菜型油菜一样的单株取样，进行细胞学观察，选择了染色体为20的12个单株，剥蕾自交，同时部分枝条自由授粉。结实后，去掉袋子，检查自由授粉和自交结实情况，每角果粒数在10粒以上，自由授粉每角果粒数在15粒以上的单株当选，最终获得7株表型优异的白菜型油菜单株种子（F3）。

2014年5月中旬，在甘肃省张掖市夏繁基地。将当选单株的7株F3种子按照系谱每个单株种植7行。在初花期时，喷洒3.5%的食盐水套袋自交，每个自交30个优良单株，同时每个株系选择4个优良单株剥蕾自交。收获时，观察抗倒伏和抗病情况，剔除倒伏重、病害重、结实差的单株，选择早熟性好、丰产性较好的152个单株，同时在室内利用近红外分析仪器进行品质检测，得到25个优良单株种子（F4）。

2014年10月上旬，将25个F4代种子按照系谱进行种植，每个单株种植4行，同时以亲本白菜型油菜为对照，喷洒3.5%的食盐水套袋自交。比较每个株系与白菜亲本之间的早熟性、低温结实率、抗倒伏、抗病性、丰产性。选择了比白菜型油菜早熟相当的或还早熟的、抗性强和丰产性好的4个株系及单株种子（F5）。

2015年5月中旬，在甘肃夏繁基地，将选中的优异4个单株的种子一部分按照系谱种植，另外一部分进行比较试验。与对照比，将早熟相当的或还早熟的、抗性强和丰产性好的，且整齐一致的株系套网罩隔离，自由授粉，繁殖种子(F6)。得到了2个与白菜亲本比在抗性和产量上有明显提高的新组合，在2015年10月播种进行示范。下一年拟申报区试。

Claims

1.一种早熟、丰产和多抗白菜型油菜高效选育方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述一种早熟、丰产和多抗白菜型油菜高效选育方法，其特征在于：所述步骤1将甘蓝型油菜作为母本，白菜型油菜作为父本，两者杂交后，白菜A^r与甘蓝型油菜的A^cC^c充分重组，包括同源重组和非同源重组，为表型的变异提供遗传物质基础；

所述1 步骤3中F1种植至少在30株以上；

所述1 步骤4中F2种植至少在200株以上；

所述1 步骤5中，由于种间杂交后代，基因组处于不稳定状态，将会出现大量分离，F3种植最佳单株数在100株以上；早熟性指同时具备早花和早熟的特点；

所述1步骤6中，每株F4种植最佳单株数在50株以上。