CN106605593B - 一种高含油量抗病油菜种质的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高含油量抗病油菜种质的选育方法，利用化学杂交剂SX‑1诱导优良性状种质雄性不育，完成各种质间的杂交、复交、回交构建多基因聚合群体；对聚合群体进行抗病性鉴定和表观性状选择，选育综合性状优良的单株。同时对其进行小孢子培养，并对获得的双单倍体分离群体进行抗病性鉴定，不同区域的异地加代与穿梭选育，获得高油、低杆、抗白粉病、霜霉病种质Lxn。本发明比传统的油菜多基因聚合技术效率更高，更易实现同时对多个优良基因的聚合与性状改良，在基因聚合选择过程中也更容易实现大量的杂交，从而加大群体的选择压力和选择几率，显著缩短有效选择周期。

Description

一种高含油量抗病油菜种质的选育方法

技术领域

本发明属于农业技术领域，涉及一种油菜种质的选育方法，具体地说，涉及一种高含油量抗病油菜种质Lxn的选育方法。

背景技术

种质资源是作物新品种选育的物质基础。甘蓝型油菜是我国油菜主要栽培品种，但作为异源双二倍体种，其起源发生的历史较短，遗传背景也较狭窄，加之我国甘蓝型油菜引自国外，遗传基础较为单一，因此，开展甘蓝型油菜种质资源创新工作，对拓宽甘蓝型油菜遗传基础，丰富遗传资源，促进我国油菜产量、含油量、品质和抗性等的提高具有重要意义。

在对新品种的创新过程中，一般的单交只有两个亲本，遗传基础较为狭窄，分离后代保留了较多的单一亲本遗传背景，很难同时实现多个性状的改良。而采用多品种聚合杂交，进行多次基因重组，其遗传基础较为丰富，可把分散在不同亲本上的优良基因组合到杂种上，再通过对杂种分离后代进行选择，选育聚合较多优良基因的后代群体，它既减小了单一亲本对后代影响的局限性，也为培育优质、多抗、广适性的品种提供了更多的机会。但在育种实践中传统的多基因聚合技术一般都是按照育种目标，将多个具有优良目标性状的亲本利用人工去雄法进行杂交、连续回交，之后又经过连续自交和通过对目标性状的选择来获得多基因聚合体。在此过程中由于人工去雄杂交、回交费工费时，且还受到花期限制，其杂交效率低，获得的杂交种子十分有限，降低了优良基因在杂交后代中的聚合和选择几率，因而，常常难以同时实现对多个性状以及不同遗传背景下的同一优良性状种质的杂交和对多基因聚合体的鉴定与有效选择，从而降低了聚合杂交育种的效率。而利用雄性不育基因进行轮回选择，虽然可以克服人工去雄杂交的弊端，但将不育基因引入轮选群体却需要进行至少两年的转育，同时在某种程度上也限定了优良性状种质的选择范围；而在后代测产过程中由于有不育株分离，影响了鉴定的准确性；并且在获得优良基因组合后还要消除不育基因，从而加长了轮选周期。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种高含油量抗病油菜种质的选育方法，该方法利用化学杂交剂SX-1诱导油菜雄性不育并杂交，完全克服了人工去雄杂交的不足，大大提高了杂交亲本选择的随机性和杂交育种效率。本发明将SX-1化学杂交技术引入油菜种质的杂交、复交和回交计划中，并结合温室加代、小孢子培养、异地穿梭育种和对多基因聚合体的鉴定选择，实现多个目标性状基因在聚合体的快速固定与纯合，最终达到对多个优良性状基因的高效聚合。

技术方案为：

一种高含油量抗病油菜种质的选育方法，包括以下步骤：

步骤1、根据油菜育种目标确定4-5个主要聚合性状，每个性状在材料圃中选取2-5份遗传背景不同，目标性状突出，综合性状较好的材料，待在室外通过春化后，按不同性状两两配对，分行移栽于温室，蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株为母体与邻行的正常株父本套袋杂交，成熟期按组合分别收获杂种F1；

步骤2、按照组合取F1杂种部分种子，分别种于陕西、甘肃两地鉴定各杂种亲本的一般配合力；同时将收获的F1按不同母本性状抽取等量种子均匀混合，于春季在甘肃张掖隔离种植，蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株行为母本与授粉行充分杂交，成熟期选取低杆田间综合抗性较佳的母本混收获得多基因聚合初级群体F1-2；或者将当年收获的F1按不同母本性状抽取等量种子均匀混合后分为2份，其中一份作为母本，另一份按F1母本取种量的1/4，从原始亲本中抽取一般配合力好，并且是育种目标急需改良的性状种质与其混合作父本，春季在甘肃张掖按1:1或1:2的父母本行比隔离种植，蕾苔期利用杂交剂SX-1诱导母本雄性不育，并与授粉行充分杂交，成熟期将母本混收获得多基因聚合初级群体F1-3；

步骤3、将当年收获的F1-2或F1-3种子秋播，四叶期人工接种病菌，并对抗病植株挂牌标记，待其在室外通过春化后，选取综合抗性较强的植株移栽温室，现蕾后取植株主花序和上部分枝花序上长度为3.5-4.0mm的花蕾放入B5培养基中研磨提取小孢子，之后将其放入添加有0.5mmol/L秋水仙碱的NLN-13培养基中加倍36-48小时，再换至无秋水仙碱的NLN-13培养基中进行小孢子诱导培养，获得双单倍体分离群体，对于田间剩余的初级聚合群体植株，于蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理，诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株行为母本与授粉行充分杂交，成熟期选取综合性状较好的母本混收获得次级多基因聚合群体F1-2a或F1-3a，同时根据育种目标在授粉行中选取配合力好，综合性状优良的单株套袋自交，并连续自交选育；

步骤4、根据育种目标和油菜在不同生态种植环境下的表型特点，在春油菜区的甘肃张掖和冬油菜区的陕西大荔两地对DH分离群体及聚合群体，进行不同区域，异地加代与穿梭选育。

其中在陕西大荔主要对分离群体的株高、株型以及抗病特性进行鉴定、归类和选择；在甘肃张掖除对群体的上述性状进行选择外，主要对其花期、早熟性、种子的含油量和材料的耐密植特性进行鉴定选择。最终，选育出符合目标性状的多基因聚合种质Lxn。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明比传统的油菜多基因聚合技术效率更高，更易实现同时对多个优良基因的聚合与性状改良，在基因聚合选择过程中也更容易实现大量的杂交，从而加大群体的选择压力和选择几率，显著缩短有效选择周期。所获得的多基因聚合体，通过小孢子培养和鉴定筛选也易于更快地得以纯化。此外利用该技术创建的聚合群体，还可根据育种目标的改变通过调整父本授粉系，随时加入新的目标基因，创建新的聚合体。

附图说明

图1是杂交亲本在田间的种植模式图。选择聚合的目标性状分别由A、B、C、D、E代表高含油量，株型紧凑、低杆、抗白粉病和抗霜霉病等五个性状，每一性状分别由个字母的角码数代表不同来源种质。

具体实施方式

下面结合附图和实施方案具体对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，一种高含油量抗病油菜种质的选育方法，包括以下步骤：

步骤1、根据油菜育种目标确定高含油量、低杆、抗白粉病、霜霉病等4-5个主要聚合性状，每个性状在材料圃中选取2-5份遗传背景不同，目标性状突出，综合性状较好的材料，待在室外通过春化后，按不同性状两两配对，分行移栽于温室(见图1)。蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株为母体与邻行的正常株父本套袋杂交，成熟期按组合分别收获杂种F1；

步骤2、按照组合取F1杂种部分种子，分别种于陕西、甘肃两地鉴定各杂种亲本的一般配合力；同时将收获的F1按不同母本性状抽取等量种子均匀混合，于春季在甘肃张掖隔离种植，蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株行为母本与授粉行充分杂交，成熟期选取低杆田间综合抗性较佳的母本混收获得多基因聚合初级群体F1-2；或者将当年收获的F1按不同母本性状抽取等量种子均匀混合后分为2份，其中一份作为母本，另一份按F1母本取种量的1/4，从原始亲本中抽取一般配合力好，并且是育种目标急需改良的性状种质与其混合作父本，春季在甘肃张掖按1:1或1:2的父母本行比隔离种植，蕾苔期利用杂交剂SX-1诱导母本雄性不育，并与授粉行充分杂交，成熟期将母本混收获得多基因聚合初级群体F1-3；

步骤3、将当年收获的F1-2或F1-3种子秋播，四叶期人工接种白粉与霜霉病菌，并对抗性植株挂牌标记，待其在室外通过春化后，选取综合抗性较强的植株移栽温室，现蕾后取植株主花序和上部分枝花序上长度为3.5-4.0mm的花蕾放入B5培养基中研磨提取小孢子。之后将其放入添加有0.5mmol/L秋水仙碱的NLN-13培养基中加倍36-48小时，再换至无秋水仙碱的NLN-13培养基中进行小孢子诱导培养，获得双单倍体(DH)分离群体。对于田间剩余的初级聚合群体植株，于蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理，诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株行为母本与授粉行充分杂交，成熟期选取综合性状较好的母本混收获得次级多基因聚合群体F1-2a或F1-3a。同时根据育种目标在授粉行中选取配合力好，综合性状优良的单株套袋自交，并连续自交选育。

步骤4、根据育种目标和油菜在不同生态种植环境下的表型特点，在春油菜区的甘肃张掖和冬油菜区的陕西大荔两地对DH分离群体及聚合群体，进行不同区域，异地加代与穿梭选育。其中在陕西大荔主要对分离群体的株高、株型以及抗病特性进行鉴定、归类和选择；在甘肃张掖除对群体的上述性状进行选择外，主要对其花期、早熟性、种子的含油量和材料的耐密植特性等进行鉴定选择。其表型特征的鉴定与选择标准为：油菜籽的含油量大于48％；高抗白粉与霜霉病，植株高度120cm-170cm；分枝与主茎间的夹角等于或小于45度，且分枝部位较为集中。

利用该项技术选育出的多基因聚合种质Lxn，其含油量大于50％、株高120cm-170cm、且具有抗白粉病、霜霉病等特点。

本发明1所述的油菜多基因高效聚合方法所确定的主要聚合性状除含油量、低杆、抗白粉病、抗霜霉病等性状外还包括早熟、株型紧凑、抗倒伏、抗根肿病以及雄性不育的保持系、恢复系的或者其它育种目标性状聚合与改良。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式之一，本发明的方法还可用于对油菜保持系、恢复系和品种的改良，以及早熟、株型紧凑、抗倒伏等其它育种目标性状的聚合。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案地简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种高含油量抗病油菜种质的选育方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据油菜育种目标确定高含油量、 株型紧凑、低杆、抗白粉病和抗霜霉病的4-5个主要聚合性状，每个性状在材料圃中选取2-5份遗传背景不同，目标性状突出，综合性状较好的材料，待在室外通过春化后，按不同性状两两配对，分行移栽于温室，蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株为母体与邻行的正常株父本套袋杂交，成熟期按组合分别收获杂种F1；

步骤2、按照组合取F1杂种部分种子，分别种于陕西、甘肃两地鉴定各杂种亲本的一般配合力；同时将收获的F1按不同母本性状抽取等量种子均匀混合，于春季在甘肃张掖隔离种植，蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株行为母本与授粉行充分杂交，成熟期选取低杆田间综合抗性较佳的母本混收获得多基因聚合初级群体F1-2；或者将当年收获的F1按不同母本性状抽取等量种子均匀混合后分为2份，其中一份作为母本，另一份按F1母本取种量的1/4，从原始亲本中抽取一般配合力好，并且是育种目标急需改良的性状种质与其混合作父本，春季在甘肃张掖按1:1或1:2的父母本行比隔离种植，蕾苔期利用杂交剂SX-1诱导母本雄性不育，并与授粉行充分杂交，成熟期将母本混收获得多基因聚合初级群体F1-3；

步骤3、将当年收获的F1-2或F1-3种子秋播，四叶期人工接种白粉与霜霉病菌，并对抗性植株挂牌标记，待其在室外通过春化后，选取综合抗性较强的植株移栽温室，现蕾后取植株主花序和上部分枝花序上长度为3.5-4.0mm的花蕾放入B5培养基中研磨提取小孢子，之后将其放入添加有0.5mmol/L秋水仙碱的NLN-13培养基中加倍36-48小时，再换至无秋水仙碱的NLN-13培养基中进行小孢子诱导培养，获得双单倍体分离群体，对于田间剩余的初级聚合群体植株，于蕾苔期利用杂交剂SX-1隔行处理，诱导油菜雄性不育，并以诱导的不育株行为母本与授粉行充分杂交，成熟期选取综合性状较好的母本混收获得次级多基因聚合群体F1-2a或F1-3a，同时根据育种目标在授粉行中选取配合力好，综合性状优良的单株套袋自交，并连续自交选育；

步骤4、根据育种目标和油菜在不同生态种植环境下的表型特点，在春油菜区的甘肃张掖和冬油菜区的陕西大荔两地对双单倍体分离群体及聚合群体，进行不同区域，异地加代与穿梭选育，获得高含油量抗病多基因聚合油菜种质Lxn。

2.根据权利要求1所述的高含油量抗病油菜种质的选育方法，其特征在于，步骤4中在陕西大荔主要对分离群体的株高、株型以及抗病特性进行鉴定、归类和选择；在甘肃张掖除对群体的上述性状进行选择外，主要对其花期、早熟性、种子的含油量和材料的耐密植特性进行鉴定选择，其中所述表型特点的鉴定与选择标准为油菜籽的含油量大于48％；高抗白粉与霜霉病，植株高度120cm-170cm；分枝与主茎间的夹角等于或小于45度，且分枝部位较为集中。

3.根据权利要求1所述的高含油量抗病油菜种质的选育方法，其特征在于，所述选育获得的高含油量抗病多基因聚合油菜种质Lxn的高抗白粉与霜霉病、含油量大于50％、株高120cm-170cm。