CN106069742A - 一种提高油菜种质资源含油量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高油菜种质资源含油量的方法，包括以下步骤：选择在长江流域，抗性较好、品质达国家双低标致、杂交优势高的纯系；首年夏季将待试验材料种植于高原地区，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量提高最多的单株；接着以相同操作方法依次于首年冬季、次年夏季继续在高原种植筛选得到的单株，将含油量最高的单株于次年冬季种植于长江流域，继续执行相同操作并再次筛选含油量最高的单株于第三年夏季种植于高原地区，继续筛选；重复以上循环2‑3个周期，将试验材料的含油量提高2‑5个百分点。本发明方法简单、成本低、适用范围广、出油稳定性高，具有极大的推广价值，能提高我国食用油的自给率。
Description
技术领域
本发明涉及农业应用生物技术领域，具体是一种提高油菜种质资源含油量的方法。
背景技术
我国是油菜生产大国,平均单产1800kg每公顷，菜籽平均含油量40％左右，按照目前油菜产量和含油量水平，含油量每提高1个百分点，对产油量的贡献相当于提高籽粒产量2.5个百分点，相当于每公顷增收45kg菜籽，全国每年将增收32.91万吨菜籽，可多榨出12万吨优质菜油，仅菜油一项可增创经济效益近8亿元，因此，在高产优质的基础上，培育高含油量油菜品种，提高高油品种的生态适应性，尤其在当前油菜产业疲软状况下，对提高油菜生产效益、扩大油菜种植面积具有积极的推动作用；油菜遗传改良的历史上，日本育成的农林43含油量为49.5％，法国育成的Major含油量达50.68％，加拿大育成的Zephyr含油量达51.44％，这说明我国高含油量育种还有很大的发展空间。
由于油脂合成步骤很多，油菜含油量遗传十分复杂；种子含油量是一个由多基因控制的复杂数量性状，主要受母体基因型控制，存在基因型与环境以及基因间的相互作用；自1995年至2013年，已有众多关于含油量QTL的研究报道，检出的QTL几乎涵盖所有甘蓝型油菜19条连锁群，但在多环境多遗传群体中稳定表达的并不多。
有关油菜含油量的遗传研究表明，含油量主要受母体植株基因型控制，父本的影响较小，含油量主要由遗传因素决定，基因的作用方式以加性效应和显性效应为主，并存在基因型与环境的互作；张等及张洁夫等利用主基因+多基因模型分别对2个不同群体的含油量进行遗传分析，都属于1对主基因+多基因遗传模型，种子含油率广义遗传率较高，达到66.56％～78.56％，主基因的遗传率也较高；付三雄等以亲本为高含油量与低含油量的2个杂交组合测定表明，两个2个组合中，广义遗传率平均为53.70％，而环境变异占表型变异的平均值为46.30％，可见油菜含油量性状受基因型和环境双重影响；2个组合中，多基因遗传率为15.22％～60.41％，平均为45.32％，而主基因遗传率为2.26％～33.10％，平均为8.38％，表明含油量的遗传体系中，微效多基因的遗传贡献很大，高含油量育种应在高世代进行选择；而Ecke等(1995)和Qiu等(2006)分别鉴定了3个和7个与含油量有关的QTL；Zhao等(2005，2006)鉴定出8个对含油量有加性效应的QTL，其中6个QTL与蛋白质含量有关；Gül等(2003)也鉴定出6个与含油量有关的QTL；王继变等对组成油分中的4个脂肪酸含量含量的进一步细化研究表明，利用构建的Sollux/Gaoyou的DH群体在4种环境下的表型结果和最新遗传图谱，通过条件和非条件QTL定位剖析油菜种子4种主要脂肪酸含量与含油量之间的遗传相关；结果显示，检测到的所有主效、上位性和环境互作QTL效应值均较小，但主效QTL都达到极显著水平；分别检测到7、10、10和5个芥酸、油酸、亚油酸和亚麻酸QTL位点，条件QTL定位结果表明，OilA9、OilC2、OilC8-1受亚油酸影响较大，OilA4同时受油酸、亚麻酸和芥酸的影响，OilA1、OilA7和OilC8-2所在区间可能存在控制油酸含量的微效基因，对含油量起调控作用，另外，还检测出4个效应值更小的条件QTL新位点，进一步说明含油量性状的复杂性和难以操控性。
综合以上研究结果可知，含油量有加性主效基因和众多微效多基因控制，主效基因的存在，说明通过杂交和选择可有效地将高油分等位基因转入推广品种中，高含油量育种可以首先考虑利用高含油量主基因,在育种中可以采用杂交或轮回选择聚集增效基因增进含油量；从遗传效应来看，控制含油量性状的主效基因遗传率较低，因此，对油菜含油量性状改良应在高世代进行选择，采用分子标记辅助选育可提高对主效基因的选择效率；早期的育种实践表明，甘蓝型油菜群体平均含油量是由单株含油量差异很大个体组成，这是选育高含油量材料的基础；已有甘蓝型油菜高含油量的遗传改良则更多集中于黄籽育种途径上，同一遗传背景甘蓝型油菜黄籽含油量比黑籽高出1.52％～4.26％；由此可见，针对含油量起点较高的特定群体，加强个体分离，坚持含油量正向选择与种皮色泽负向选择相结合，是提高种子含油量的基本途径；傅寿仲坚持了这一选择方法10年，获得了3个不同遗传背景甘蓝型油菜高油新种质，最高含油量也达到50％～55％左右；高含油量育种早期，提高含油量的常规育种方法主要有单株定向选择、诱变或通过对间接性状如黄籽、大粒的选择等；近年来，王汉中等利用聚合杂交、诱变技术和小孢子培养相结合，育成含油量高达54.72％的品种中油0361和含油量达49.04％的中双11；Li等通过杂种F1的小孢子培养，对再生株系连续2年筛选，获得含油量45％～50.52％的材料；王贵春等也通过小孢子技术获得含油量超过亲本的种质，为高含油量油菜育种提供了方法和材料。
现有提高油菜种质资源含油量的方案为：物理或者化学诱导，以提高种质资源含油量，或者人工杂交，选取轮回选择群体中含油量提高的单株，或者小孢子培养育种法来选育高含油量的材料；高含油量育种材料取得了很大进展，但是由于诱变育种突变率很低，有害突变多，可控性不强，小孢子培养育种已经发展成为一种相对成熟的育种技术，在加快纯合进度方面优势突出，但只能在重组型出现后再鉴定，导致可控性也不是很强，把由众多基因控制的高含油量及产量和生产实际需要的其它优良农艺性状聚合起来更是困难；现有技术中，物理或者化学诱导概率太低，难度太大，人工杂交，选取轮回选择群体中含油量提高的单株，需要的群体太大，需要大量的资金额时间，而且概率也低；小孢子培养育种法来选育高含油量的材料，油菜小孢子培养技术虽说已经成熟，当对一般的科研单位而言，受研究平台、研发资金、以及技术支持都的现状，致使这一技术没有大规模在油菜含油量提高方法中广泛应用，亟需研究一种成本低、适用范围广的提高油菜种质资源含油量的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低、适用范围广的提高油菜种质资源含油量的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种提高油菜种质资源含油量的方法，包括以下步骤：
1)选择材料：选择在长江流域，抗性较好、品质达国家双低标致、杂交优势高的纯系；
2)试验步骤：
2.1)首年夏季：将待试验材料种植于高原地区，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量提高最多的单株A；
2.2)首年冬季：将步骤2.1中筛选得到的单株A于冬季时继续在高原种植，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，再次找出含油量最高的单株B；
2.3)次年夏季：将步骤2.2中筛选得到的单株B于次年夏季继续在高原种植，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量最高的单株C；
2.4)次年冬天：将步骤2.3中筛选得到的单株C于冬季种植于长江流域，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量最高的单株D；
2.5)第三年夏季：将步骤2.4中筛选得到的单株D再次种植于高原地区，筛选含油量最高的单株；
2.6)重复步骤2.1-2.5，得到目标种子。
作为本发明进一步的方案：所述步骤2.6中，重复2-3个周期。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤2.6中，目标种子的含油量提高2-5个百分点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在现有技术的基础上采用群体内轮回选择和群体间轮回选择相结合的育种方法来进行高含油量育种，选育方向可控性更高，更有利于将高含油、高产、抗逆性强、适应性广等优良农艺性状集于一体，选育出具有生产推广价值的高含油量常规油菜品种，提高油菜种质资源的含油量，从而提高油菜品种的含油量，以提高我国食用油的自给率；本发明方法简单、成本低、适用范围广、出油稳定性高，具有极大的推广价值，能显著缓解我国食用油产能不足的情况，市场应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种提高油菜种质资源含油量的方法，包括以下步骤：
1)选择材料：选择在长江流域，抗性较好、品质达国家双低标致、杂交优势高的纯系；
2)试验步骤：
2.1)首年夏季：将待试验材料种植于高原地区，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量提高最多的单株A；
2.2)首年冬季：将步骤2.1中筛选得到的单株A于冬季时继续在高原种植，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，再次找出含油量最高的单株B；
2.3)次年夏季：将步骤2.2中筛选得到的单株B于次年夏季继续在高原种植，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量最高的单株C；
2.4)次年冬天：将步骤2.3中筛选得到的单株C于冬季种植于长江流域，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量最高的单株D；
2.5)第三年夏季：将步骤2.4中筛选得到的单株D再次种植于高原地区，筛选含油量最高的单株；
2.6)重复步骤2.1-2.5，重复2-3个周期。
采用本发明方法筛选得到的庆油3号父本zy-13,含油量为53.8％，庆油8号父本，含油量52.6％。
本发明的工作原理是：在现有技术基础上，采用群体内轮回选择和群体间轮回选择相结合的育种方法来进行高含油量育种，选育方向可控性更高，更有利于将高含油、高产、抗逆性强、适应性广等优良农艺性状集于一体，选育出具有生产推广价值的高含油量常规油菜品种。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (3)
1.一种提高油菜种质资源含油量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选择材料：选择在长江流域，抗性较好、品质达国家双低标致、杂交优势高的纯系；
2)试验步骤：
2.1)首年夏季：将待试验材料种植于高原地区，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量提高最多的单株A；
2.2)首年冬季：将步骤2.1中筛选得到的单株A于冬季时继续在高原种植，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，再次找出含油量最高的单株B；
2.3)次年夏季：将步骤2.2中筛选得到的单株B于次年夏季继续在高原种植，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量最高的单株C；
2.4)次年冬天：将步骤2.3中筛选得到的单株C于冬季种植于长江流域，花期时分单株套袋，对所结籽粒进行含油量检测，找出含油量最高的单株D；
2.5)第三年夏季：将步骤2.4中筛选得到的单株D再次种植于高原地区，筛选含油量最高的单株；
2.6)重复步骤2.1-2.5，得到目标种子。
2.根据权利要求1所述的提高油菜种质资源含油量的方法，其特征在于，所述步骤2.6中，重复2-3个周期。
3.根据权利要求1所述的提高油菜种质资源含油量的方法，其特征在于，所述步骤2.6中，目标种子的含油量提高2-5个百分点。
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