CN106718822B - 一种甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，该方法以恢复系为母本分别与多个自交系杂交，杂交一代选可育株作母本回交并自交一代，通过鉴定选恢复基因位点纯合单株，每个单株取等量种子混合构成S₀群体，播种S₀群体并对母本喷施化学诱导剂，群体内自由授粉，收获化学诱导不育株种子构成轮回选择群体S₁，再进行至少6次轮回选择，筛选出的目标单株经田间种植和小孢子培养后得到的DH单株即为油菜细胞质不育恢复系。本发明首创性地采用化学诱导方法获得不育株，省时又省力，且最终恢复系的遗传基础宽泛；更重要的是本发明应用化学诱导不育株进行轮回选择的过程中，轮回群体内恢复基因的比例稳定在100％。

Description

一种甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法

技术领域

本发明属于油菜育种技术领域，具体涉及一种基于化学诱导雄性核不育系的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法。

背景技术

油菜是世界上重要的油料作物之一，国内外大量研究表明，油菜品种间杂种优势显著，而雄性不育是油菜杂种优势利用的重要途径之一，目前主要采用波里马和萝卜质细胞质雄性不育系实现油菜杂种优势利用。恢复系选育是成功应用这两类不育系的基础，现有的恢复系选育方法主要有回交转育和轮回选择。

例如，中国专利文献CN1466870A公开了一种选育黄籽高含油量油菜细胞质雄性不育恢复系的方法，该方法通过采用不同来源的黄籽油菜与已建立的细胞质雄性不育恢复系轮回选择群体的细胞核雄性不育株杂交，能够从杂交后代中分离出符合育种目标的黄籽高含油量油菜细胞质雄性不育恢复系。其中，关于油菜细胞质雄性不育恢复系轮回选择群体的建立方法在“甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育恢复系轮回选择群体的建立”(杨光圣等，《华中农业大学学报》，第15卷第4期第316-321页)一文中有详细报道。简言之，上述轮回选择群体是以现有恢复系为基础材料，通过先将显性核不育基因导入波里马细胞质雄性不育恢复系中以得到具有波里马细胞质的显性核不育株，再将该不育株与波里马细胞质恢复系进行4代回交而创建的。

虽然上述技术能够选育出黄籽高含油量油菜细胞质雄性不育恢复系，但由于在创建基础轮回选择群体时为了引进显性核不育基因，需要将亲本材料与核不育材料连续回交多代以提高基础群体中供体亲本的基因比例，轮回选择过程中，在开花期需要对不育株进行特别标记，导致轮回选择群体的创建及轮选过程耗时又费力；在创建基础群体时只能选用已经转育好的恢复系，从而造成材料的遗传基础较窄，对于新发现的优异种质需要再经过多年的杂交回交转育成恢复系后才能应用到轮回选择中；除此之外，恢复基因比例相对不高，在后代选育中会分离出一些没有价值的不育单株，浪费育种资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的油菜细胞质不育恢复系选育方法所存在的基础材料遗传单一、基础群体创建耗时费力、轮选群体创建期内基因重组不充分等缺点，进而提供一种省时省力、材料遗传基础广泛、群体中恢复基因比例稳定在100％的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法。

为此，本发明实现上述目的的技术方案为：

一种甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，包括如下步骤：

(1)以油菜恢复系材料为母本，分别与多个自交系材料杂交，杂交一代选可育株作母本再与各自的父本回交，各回交一代单独收获种子；

(2)每个回交组合播种五行，选20株未发病单株套袋自交，分单株收获并保存自交一代，每个自交一代种子播种两行，开花期观察育性，选择全部单株可育对应的自交一代，每个回交组合选择5个自交一代单株并取等量种子混合构成S₀群体；

(3)将所述S₀群体分为母本和父本并于隔离条件下播种，当所述S₀群体中的母本出现花蕾大于2mm的单株时对母本喷施化学诱导剂，每隔10天喷施一次，一共喷施三次；待母本成熟后收获N1株未发病的单株的种子，并对所述种子的待改良性状进行分析鉴定，筛选出排名前5％的单株，每个所述单株种子取等量混合后构成S₁群体；

(4)按照步骤(3)的方法对S₁群体进行至少6次轮回选择，最终筛选出的目标单株依据每个目标单株种五行的方式进行田间种植，选择各株系中的未发病单株做小孢子培养，每个株系获得N2个DH单株，所述DH单株即为油菜细胞质不育恢复系。

优选地，步骤(1)中的油菜恢复系材料为波里马或萝卜质细胞质雄性不育。

优选地，步骤(1)中的油菜自交系材料与所述油菜恢复系材料属于同一杂种优势群，包含有待改良性状的优异基因。

优选地，N1≥1000；N2≥500。

优选地，步骤(3)采用直行条播的方式播种所述S₀群体，并确保母本与父本的行比为3:1。

优选地，步骤(3)在多个隔离区播种S₀群体以同时进行轮回选择。

优选地，所述待改良性状包括但不局限于抗病性、含油量、油酸含量、芥酸含量、硫苷含量、黄籽。

进一步地，将所述油菜细胞质不育恢复系与一系列油菜细胞质不育系杂交，根据杂交后代的产量选育出比“中油杂12号”增产5％以上的强优势杂交种的改良恢复系。

本发明的上述技术方案具有如下优点：

本发明提供的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，通过以油菜恢复系材料为母本，将其分别与多个自交系材料杂交，杂交一代选择可育株作母本再与各自的父本回交，而后再自交一代，通过鉴定选择恢复基因位点纯合的自交一代单株，每个回交组合选择5个自交一代单株并取等量种子混合构成S₀群体，再将S₀群体进一步分为母本和父本并播种，对母本喷施化学诱导剂，群体内自由授粉，收获化学诱导不育株种子构成轮回选择群体S₁，而后再对S₁群体进行至少6次轮回选择，最终筛选出的目标单株经田间种植和小孢子培养后得到的DH单株即为油菜细胞质不育恢复系。由此可见，本发明所述的方法在利用轮回选择选育恢复系的过程中首创性地采用化学诱导的方法获得不育株，由此只需回交一代并自交一代便可建立起轮选基础群体，与现有技术需要回交4代相比省时又省力。并且本发明在创建轮选基础群体时可以使用油菜自交系材料中的任一品种，而不必是转育得到的恢复系，从而可拓宽本发明最终恢复系的遗传基础，特别对于新发现的优异种质而言能够节省至少5季的杂交回交转育时间。更重要的是，本发明采用化学诱导不育株进行轮回选择的过程中恢复基因比例稳定在100％，为纯合型恢复系，因此根据本发明所述的方法能够更快地选育出油菜强优势杂交种的改良恢复系。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，包括如下步骤：

(1)S₀群体的构建

选择与油菜恢复系材料波里马细胞质雄性不育属于同一杂种优势群、包含有油酸优异基因、遗传基础相对宽泛、一般配合力高、在主要经济性状和抗病性上没有明显缺陷且油酸含量在75％以上的20个油菜自交系材料，以上述油菜自交系材料为父本、以波里马细胞质雄性不育恢复系(其油酸含量为65％)为母本进行杂交，杂交一代选择可育株作母本再与各自的父本回交，各回交一代单独收获种子；

每个回交组合播种五行，选20株未发病单株套袋自交，分单株收获并保存自交一代，每个自交一代种子播种两行，开花期观察育性，选择全部单株可育对应的自交一代，每个回交组合选择5个自交一代单株并取等量种子混合构成S₀群体；

(2)轮回选择的开展

为了实现品种广适性的鉴定，在多点隔离网室中同时开展轮回选择，田间种植管理按当地习惯方法进行。

为方便化学诱导剂的喷施，直行条播，母本行与父本行之比为3:1，父本及母本的行距均为30cm，相邻的父本行与母本行之间的距离为45cm；选用甘蓝型油菜化学诱导剂，按照使用说明配制合适的浓度，当母本出现花蕾大于2mm的单株时对母本喷施化学诱导剂，每隔10天喷1次，共喷3次，以诱导获得全不育系；在母本初花期向隔离网室中放入孵化的壁蜂保证不育株充分授粉，待成熟后收获1000株经济性状好且未发病的单株的种子，并对其油酸含量进行分析鉴定，每个点的隔离网室均筛选出排名前5％的单株，每个所述单株种子取等量混合后构成S₁群体，而后按照上述方法对S₁群体进行6次轮回选择，最终筛选出目标单株。

(3)目标单株的纯化

依据每个目标单株种五行的方式于田间株行种植上述目标单株，选择各株行中的优良单株做小孢子培养，每个株系获得500个DH单株，即为油菜细胞质不育恢复系。经测试，本实施例获得的油菜细胞质不育恢复系单株的种子中的油酸含量可达75％以上，恢复基因比例为100％。

进而将上述油菜细胞质不育恢复系与一系列高油酸波里马细胞质不育系杂交，根据杂交后代的产量选育出比对照“中油杂12号”增产5％以上的高油酸甘蓝型油菜强优势杂交种的改良恢复系。

实施例2

本实施例提供的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，包括如下步骤：

(1)S₀群体的构建

选择与油菜恢复系材料萝卜质细胞质雄性不育属于同一杂种优势群、包含有油含量的优异基因、遗传基础相对宽泛、一般配合力高、在主要经济性状和抗病性上没有明显缺陷且含油量大于48％的30个油菜自交系材料，以上述油菜自交系材料为父本、以萝卜质细胞质雄性不育恢复系(其含油量为42％)为母本进行杂交，杂交一代选可育株作母本再与各自的父本回交，各回交一代单独收获种子；

每个回交组合播种五行，选20株未发病单株套袋自交，分单株收获并保存自交一代，每个自交一代种子播种两行，开花期观察育性，选择全部单株可育对应的自交一代，每个回交组合选择5个自交一代单株并取等量种子混合构成S₀群体。

(2)轮回选择的开展

在隔离区内开展轮回选择，田间种植管理按当地习惯方法进行。

为方便化学诱导剂的喷施，直行条播，母本行与父本行之比为3:2，父本及母本的行距均为30cm，相邻的父本行与母本行之间的距离为45cm；选用甘蓝型油菜化学诱导剂，按照使用说明配制合适的浓度，当母本出现花蕾大于2mm的单株时对母本喷施化学诱导剂，每隔10天喷1次，共喷3次，以诱导获得全不育系；待成熟后收获1500株经济性状好且未发病的单株的种子，并对其抗病性进行分析鉴定，筛选出排名前5％的单株，每个所述单株种子取等量混合后构成S₁群体，而后按照上述方法对S₁群体进行9次轮回选择，最终筛选出目标单株。

(3)目标单株的纯化

依据每个目标单株种五行的方式于田间株行种植上述目标单株，选择各株行中的优良单株做小孢子培养，每个株系获得750个DH单株，即为油菜细胞质不育恢复系。经测试，本实施例获得的油菜细胞质不育恢复系单株的种子的含油量为48％以上，恢复基因比例为100％。

进而将上述油菜细胞质不育恢复系与一系列高含油量萝卜质细胞质不育系杂交，根据杂交后代的产量选育出比对照“中油杂12号”增产5％以上的甘蓝型油菜高含油量强优势杂交种的改良恢复系。

对比例1

本对比例提供的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法基本与实施例1一致，但不同之处在于采用“甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育恢复系轮回选择群体的建立”(杨光圣等，《华中农业大学学报》，第15卷第4期第316-321页)一文中的方法建立油菜细胞质雄性不育恢复系轮回选择群体。

经测试，本对比例获得的油菜细胞质不育恢复系单株的种子中的油酸含量为75％，恢复基因的比例为96.875％。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以油菜恢复系材料为母本，分别与多个自交系材料杂交，杂交一代选可育株作母本再与各自的父本回交，各回交一代单独收获种子；

(2)每个回交组合播种五行，选20株未发病单株套袋自交，分单株收获并保存自交一代，每个自交一代种子播种两行，开花期观察育性，选择全部单株可育对应的自交一代，每个回交组合选择5个自交一代单株并取等量种子混合构成S₀群体；

(3)将所述S₀群体分为母本和父本并于隔离条件下播种，当所述S₀群体中的母本出现花蕾大于2mm的单株时对母本喷施化学诱导剂，每隔10天喷施一次，一共喷施三次，以诱导获得全不育系；待母本成熟后收获N1株未发病的单株的种子，并对所述种子的待改良性状进行分析鉴定，筛选出排名前5％的单株，每个所述单株种子取等量混合后构成S₁群体；

(4)按照步骤(3)的方法对S₁群体进行至少6次轮回选择，最终筛选出的目标单株依据每个目标单株种五行的方式进行田间种植，选择各株系中的未发病单株做小孢子培养，每个株系获得N2个DH单株，所述DH单株即为油菜细胞质不育恢复系。

2.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，其特征在于，步骤(1)中的油菜恢复系材料为波里马或萝卜质细胞质雄性不育。

3.根据权利要求1或2所述的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，其特征在于，步骤(1)中的油菜自交系材料与所述油菜恢复系材料属于同一杂种优势群，包含有待改良性状的优异基因。

4.根据权利要求1或2所述的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，其特征在于，N1≥1000；N2≥500。

5.根据权利要求1或2所述的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，其特征在于，步骤(3)采用直行条播的方式播种所述S₀群体，并确保母本与父本的行比为3:1。

6.根据权利要求1或2所述的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，其特征在于，步骤(3)在多个隔离区播种S₀群体以同时进行轮回选择。

7.根据权利要求1或2所述的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，其特征在于，所述待改良性状包括但不局限于抗病性、含油量、油酸含量、芥酸含量、硫苷含量、黄籽。

8.根据权利要求1或2所述的甘蓝型油菜细胞质不育恢复系群体改良方法，其特征在于，将所述油菜细胞质不育恢复系与一系列油菜细胞质不育系杂交，根据杂交后代的产量选育出比“中油杂12号”增产5％以上的强优势杂交种的改良恢复系。