CN106234207B - 一种不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法，包括选择具有优异性状的自交系作为保持系，选择生长良好的稳定细胞质雄性不育系，并以保持系为父本、以雄性不育系为母本进行杂交产生F1；杂交产生BC1F1；杂交产生BC2F1；杂交产生BC3F1；不育系选育完成共五个步骤。本发明在转育过程中利用壁蜂等虫媒节省了人工，扩大了转育规模；通过对F1代的对比分析，对不育系进行了配合力预估，降低了风险；通过保持系混交的方式进行加代，能够避免自交衰退现象，同时利用虫媒授粉，减少人工。

Description

一种不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法
技术领域
本发明属不结球白菜育种领域，具体涉及一种不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法。
背景技术
不结球白菜(Brassica rapa L.Chinensis Group)俗称青菜、小白菜，是十字花科芸薹属的常异花授粉植物。不结球白菜原产于中国，栽培历史悠久，分布广泛，种质资源丰富，具有显著的杂种优势。不结球白菜杂交种的广泛应用，促进了不结球白菜产业的发展。目前不结球白菜利用杂种优势主要通过自交不亲和和雄性不育两种方法，与自交不亲和相比，利用细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility，CMS)配制杂交组合,克服了人工授粉的种种弊端,避免了环境条件对杂交率造成的影响,在简化杂种优势育种上具有重要意义。因此目前利用不结球白菜细胞质雄性不育系选育新品种逐渐成为趋势。
不结球白菜细胞质雄性不育系的构建需要大量的杂交、回交工作，需要消耗大量的人力，而不育系的应用价值与不育系的配合力直接相关。因此如果在前期准确预估不育系的配合力，能够提高后期选育新品种的效率。
成熟的不结球白菜细胞质雄性不育系包括不育系及其保持系，而保持系是高世代自交系，由于不结球白菜严重的自交衰退现象，保持系在转育过程中会发生花蕾变小，花药活力下降的情况，从而影响不育系的转育。因此保持系的复壮是新品种选育中的重要工作。
不结球白菜的不育系创新中，需要大量的人工剥蕾。由于农业人口的大量流失，花期用工难逐渐显现。针对转育工作的流程创新，减少人工的使用十分迫切。
发明内容
本发明提供了一种不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法，本方法能有效减少不育系转育过程中的工作量，显著提高工作效率，早期预估不育系的配合力，防止保持系的自交衰退。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法，包括以下步骤：
(1)杂交产生F1：选择具有优异性状的自交系作为保持系；选择生长良好的稳定细胞质雄性不育系；分别对保持系和雄性不育系进行种株定植，并以保持系为父本、以雄性不育系为母本进行杂交，对保持系单株收种保存，对F1杂交种混收保存；
(2)杂交产生BC1F1：分别播种步骤(1)收获的保持系和F1杂交种，进行配合力筛查，保留各性状表现优异的F1杂交种株；筛选种性纯、一致性高、无明显自交衰退、自交结实率高的保持系；然后对所筛选的F1杂交种株和保持系进行种株定植，分别以筛选的保持系为父本，F1杂交种为母本进行杂交，对保持系进行单株收种保存，对杂交种BC1F1混收保存；
(3)杂交产生BC2F1：重复步骤(2)的过程，以步骤(2)获得的保持系为父本，BC1F1杂交种为母本进行杂交，对保持系进行单株收种保存，对杂交种BC2F1混收保存；
(4)杂交产生BC3F1：重复步骤(3)的过程，以步骤(3)获得的保持系为父本，BC2F1杂交种为母本进行杂交，对保持系进行单株收种保存，对杂交种BC3F1混收保存；
(5)BC3F1代之后的回交转育过程与步骤(4)相同，直至不育系表现稳定，与保持系表型性状一致，即获得细胞质雄性不育系。
所述的保持系为性状优异的自交系，要求种性纯，一致性高，无明显自交衰退，自交结实率高。
优选的，所述的保持系选四月慢、兔子腿矮脚黄、矮抗青、上海青、夏冠。所述的雄性不育系为‘好地紫罗兰’。
所述配合力筛查的方法为：母本为测验种，保持系为被测种，两者杂交种作为测交种。
所述配合力筛查的过程为：母本定植后，分别调查外观、品质、生育期、产量、抗病、抗寒、耐热、耐抽薹等八个方面性状，保留每个性状表现优异的前三名，其余淘汰。
所述杂交的方法为虫媒授粉。优选的，所述虫媒授粉的过程为：拔除不符合一致性的父本杂株和母本可育株，保留高一致性的父本和不育母本，然后放熊蜂或壁蜂在隔离区域内进行授粉。
所述的隔离区域的高度不低于2米，通过罩设网罩形成；所述的熊蜂或壁蜂在放入之前需隔离超过24小时或在网罩内孵化，防止串粉；所述熊蜂与植株比例是1:10，所述壁蜂与植株比例是1:3，从始花期开始第一次放入，每7天再放一批，共放入3批。
步骤(1)中所述种株定植的过程为：保持系5株，母本5株连片定植，设为一个小区，并与其它小区间隔1.5米以上；步骤(2)中所述种株定植的过程为：筛选保持系种株10株，生长良好的母本种株20株，保持系与母本连片种植，并与其它小区间隔1.5米以上。
本发明所述选育方法最优选技术方案的详细步骤为：
(1)杂交产生F1：
保持系和母本的选择：保持系选择具有优异性状的自交系，要求种性纯，一致性高，无明显自交衰退，自交结实率高；保持系种株符合种质特征，生长整齐一致。选择生长良好的稳定细胞质雄性不育系作为母本。
种株定植：保持系5株，母本5株连片定植，设为一个小区，并与其它小区间隔1.5米以上。
花期处理、虫媒授粉：花期前种株用防虫网罩进行隔离，开花后再次调查父本一致性，拔除不符合一致性的杂株；母本调查育性，拔除可育株，调查完成之后所有种株去花，然后放熊蜂或壁蜂进行授粉。定制防虫网罩高2.5米，网罩隔离小区后，高度不低于2米，有利于虫媒传粉。网罩需要四周覆土，防止底部进虫串粉。熊蜂或壁蜂在放入之前需隔离超过24小时或在网罩内孵化，防止串粉。熊蜂与植株比例是1:10，壁蜂与植株比例是1:3，从始花期开始第一次放入，每7天再放一批，共放入3批。放入熊蜂或壁蜂之前7天起禁止使用农药，以防熊蜂或壁蜂中毒死亡。
收种：保持系单株收种保存，F1杂交种混收保存。
(2)杂交产生BC1F1：
播种：保持系选用步骤(1)中保存的单株种，母本为步骤(1)中保存的F1杂交种，F1分小区连片定植。
配合力筛查：母本为测验种，保持系为被测种，两者杂交种作为测交种。母本定植之后，按小区分别调查外观、品质、生育期、产量、抗病、抗寒、耐热、耐抽薹等八个方面性状。保留每个性状表现优异的前三名，其余淘汰。
种株定植：调查保持系纯度，符合步骤(1)中对保持系的要求后，筛选种株10株。母本挑选生长良好种株20株。保持系与母本连片种植，并与其它小区间隔1.5米以上。
花期处理、虫媒授粉：与步骤(1)中的花期处理、虫媒授粉过程相同，开花前种株用适宜大小防虫网罩进行隔离，开花后再次调查父本一致性，拔除可疑杂株；母本去除杂株后调查育性，细胞质雄性不育的典型特征是胞质遗传，后代全不育。调查完成之后所有种株去花，然后放熊蜂或壁蜂等进行授粉。
收种：保持系单株收种保存，BC1F1混收保存。
(3)杂交产生BC2F1：与步骤(2)相同，加强保持系的筛选，保证保持系的纯度。
(4)杂交产生BC3F1：与步骤(3)相同，BC3F1与保持系的遗传相似成分达到93.75％，能够初步试配杂交种。
(5)不育系选育完成：BC3F1代之后的回交转育过程与步骤(4)相同，直至不育系达到要求并稳定，然后开展后续新品种选育工作。
本发明的有益效果：
本发明的方法能有效减少不育系转育过程中的工作量，显著提高工作效率，早期预估不育系的配合力，防止保持系的自交衰退。本发明在转育过程中利用壁蜂等虫媒节省了人工，扩大了转育规模；通过对F1代的对比分析，对不育系进行了配合力预估，降低了风险；通过保持系混交的方式进行加代，能够避免自交衰退现象，同时利用虫媒授粉，减少人工。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的发明内容作进一步说明。
实施例1.
(1)杂交产生F1
保持系选择：选用自交系A1、A2、A3、A4、A5、A6作为保持系，六个自交系分别选育自箭杆白(A1，南京丰邦种业有限公司)、四月慢(A2，南京秋天种业有限公司)、兔子腿矮脚黄(A3，南京宁蔬种业有限公司)、矮抗青(A4，南京宁蔬种业有限公司)、上海青(A5，南京宁蔬种业有限公司)、夏冠(A6，南京沃蔬种业有限公司)。保持系性状优异，种性纯，一致性高，无明显自交衰退，自交结实率高。种株符合地方品种特征，生长整齐一致。
母本选择：母本选择多年杂交回交转育的不育系B，配合力一般。不育源来源于商品种“好地紫罗兰”。
种株定植：保持系5株，母本5株连片定植，设为一个小区，并与其它小区间隔1.5米以上。
花期处理、虫媒授粉：花期前种株用防虫网罩进行隔离，开花后再次调查父本一致性，拔除不符合一致性的杂株；母本调查育性，拔除可育株，调查完成之后所有种株去花，然后放熊蜂或壁蜂进行授粉。定制防虫网罩高2.5米，网罩隔离小区后，高度不低于2米，有利于虫媒传粉。网罩需要四周覆土，防止网罩进虫串粉。熊蜂或壁蜂在放入之前需隔离超过24小时或在网罩内孵化，防止串粉。熊蜂与植株比例是1:10，壁蜂与植株比例是1:3，从始花期开始第一次放入，每7天再放一批，共放入3批。放入熊蜂或壁蜂之前7天起禁止使用农药，以防熊蜂或壁蜂中毒死亡。
收种：保持系单株收种保存，F1杂交种混收保存。
(2)杂交产生BC1F1：
播种：保持系选用步骤(1)中保存的单株种，母本为步骤(1)中保存的F1杂交种。
配合力筛查：母本为测验种，保持系为被测种，两者杂交种作为测交种，分别为B×A1、B×A2、B×A3、B×A4、B×A5、B×A6。母本定植之后，按小区分别调查外观、品质、生育期、产量、抗病、抗寒、耐热、耐抽薹等八个方面性状。保留每个性状表现优异的前三名，其余淘汰。本实例中F1杂交种调查结果见表1，其中B×A1的杂交F1代没有优势，在本次转育中淘汰自交系A1的后续转育工作。
表1 F1杂交种性状排名
F1 B×A1 B×A2 B×A3 B×A4 B×A5 B×A6
外观 4 1 5 2 6 3
品质 6 4 5 1 2 3
产量 6 5 2 3 1 4
生育期 6 5 2 1 4 3
抗病 4 2 5 1 3 6
抗寒 5 4 1 2 3 6
耐热 5 3 4 6 2 1
耐抽薹 5 3 4 2 1 6
*1表示最好，6表示最差。
种株定植：调查保持系纯度，符合步骤(1)中种性纯、一致性高、无明显自交衰退、自交结实率高的要求后，筛选种株10株。母本挑选生长良好种株20株。保持系与母本连片种植，并与其它小区间隔1.5米以上。
花期处理、虫媒授粉：与步骤(1)中的过程相同，开花前种株用适宜大小防虫网罩进行隔离，开花后再次调查父本一致性，拔除可疑杂株；母本去除杂株后调查育性，细胞质雄性不育的典型特征是胞质遗传，后代全不育。调查完成之后所有种株去花，然后放熊蜂或壁蜂等进行授粉。
收种：保持系单株收种保存，BC1F1混收保存。
(3)杂交产生BC2F1：与步骤(2)相同，加强保持系的筛选，保证保持系的纯度。
(4)杂交产生BC3F1：与步骤(3)相同，BC3F1与保持系的遗传相似成分达到93.75％，能够初步试配杂交种。
(5)不育系选育完成：BC3F1代之后的回交转育过程与步骤(4)相同，BC5F1代之后，不育系表现稳定，与保持系表型性状一致，分别确定为不育系B00A2、B00A3、B00A4、B00A5和B00A6。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）杂交产生F1：选择具有优异性状的自交系作为保持系；选择生长良好的稳定细胞质雄性不育系；分别对保持系和雄性不育系进行种株定植，并以保持系为父本、以雄性不育系为母本进行杂交，对保持系单株收种保存，对F1杂交种混收保存；
（2）杂交产生BC1F1：分别播种步骤（1）收获的保持系和F1杂交种，进行配合力筛查，保留各性状表现优异的F1杂交种株；筛选种性纯、一致性高、无明显自交衰退、自交结实率高的保持系；然后对所筛选的F1杂交种株和保持系进行种株定植，分别以筛选的保持系为父本，F1杂交种为母本进行杂交，对保持系进行单株收种保存，对杂交种BC1F1混收保存；
（3）杂交产生BC2F1：重复步骤（2）的过程，以步骤（2）获得的保持系为父本， BC1F1杂交种为母本进行杂交，对保持系进行单株收种保存，对杂交种BC2F1混收保存；
（4）杂交产生BC3F1：重复步骤（3）的过程，以步骤（3）获得的保持系为父本， BC2F1杂交种为母本进行杂交，对保持系进行单株收种保存，对杂交种BC3F1混收保存；
（5）BC3F1代之后的回交转育过程与步骤(4)相同，直至不育系表现稳定，与保持系表型性状一致，即获得细胞质雄性不育系；
步骤（1）中所述的保持系为性状优异的自交系，要求种性纯，一致性高，无明显自交衰退，自交结实率高；所述的保持系选自四月慢、 兔子腿矮脚黄、矮抗青、上海青、夏冠；所述的雄性不育系为‘好地紫罗兰’；
步骤（2）中所述配合力筛查的方法为：母本为测验种，保持系为被测种，两者杂交种作为测交种；所述配合力筛查的过程为：母本定植后，分别调查外观、品质、生育期、产量、抗病、抗寒、耐热、耐抽薹八个方面性状，保留每个性状表现优异的前三名，其余淘汰。
2.根据权利要求1所述的不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法，其特征在于：所述杂交的方法为虫媒授粉。
3.根据权利要求2所述的不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法，其特征在于：所述虫媒授粉的过程为：拔除不符合一致性的父本杂株和母本可育株，保留高一致性的父本和不育母本，然后放熊蜂或壁蜂在隔离区域内进行授粉。
4.根据权利要求3所述的不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法，其特征在于：所述的隔离区域的高度不低于2米，通过罩设网罩形成；所述的熊蜂或壁蜂在放入之前需隔离超过24小时或在网罩内孵化，防止串粉；所述熊蜂与植株比例是1:10，所述壁蜂与植株比例是1:3，从始花期开始第一次放入，每7天再放一批，共放入3批。
5.根据权利要求1所述的不结球白菜细胞质雄性不育系选育的方法，其特征在于：步骤（1）中所述种株定植的过程为：保持系5株，母本5株连片定植，设为一个小区，并与其它小区间隔1.5米以上；步骤（2）中所述种株定植的过程为：筛选保持系种株10株，生长良好的母本种株20株，保持系与母本连片种植，并与其它小区间隔1.5米以上。
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