CN107211885A - 一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的选育及繁殖方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的选育，它以CMS63‑5为母本，以小菘菜sgz900为轮回亲本，通过多代连续回交，结合栽培试验、抗性鉴定、育性鉴定及花色苷含量鉴定得到了遗传稳定、抗病性强、生长性状优良的小菘菜细胞质雄性不育材料；再以sgz901为父本杂交，获得了小菘菜细胞质雄性不育系及其保持系；解决了小菘菜高花色苷含量不育系短缺的现状，不育性不受温度和光照条件影响，非常稳定和彻底；没有任何死蕾和苗期黄化现象；与目前已报道的小菘菜不育胞质来源不同的新型不育胞质；叶片呈紫色，含有丰富的花色苷成分。

Description

一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的选育及繁殖方法

技术领域

本发明属于十字花科芸薹属蔬菜新品种选育技术领域，涉及一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的选育及繁殖方法。

背景技术

小菘菜（学名：Brassica campestris ssp．Chinensis (L.) Makino；染色体组AA，2n=20）是十字花科芸薹属白菜亚种的一个变种，属于不结球叶用蔬菜。小菘菜原种产于中国，后被日本引进并进行了改良，经过改良的小菘菜具有良好的保健作用。小菘菜的特点是花器小，角果数及角果粒数少、因而制种产量低，不能满足生产用种需求，利用F₁杂种优势对于提高小菘菜制种产量及蔬菜产量具有重要意义。关于小菘菜杂交品种的选育方面，其母本选育主要集中三个方面：第一、随着小菘菜品系的高世代纯化，逐渐表现出自交不亲和特点，因而可以利用自交不亲和的特点配制杂交组合；第二、选育核不育材料为母本，尉利花等（尉利花, 杨宁, 冯辉. 小菘菜核基因雄性不育系的创制[J]. 沈阳农业大学学报,2013, 44(6): 743-747.）利用复等位基遗传的白菜核基因雄性不育系06sxl10为不育源，完成了小菘菜细胞核雄性不育系的选育，经检测发现其不育率达到100%。第三、选育细胞质雄性不育系为母本，邵贵荣等（邵贵荣, 陈文辉, 方淑桂, 等. 小菘菜异源胞质雄性不育系 CMS08-6 的选育[J]. 福建农业学报, 2009, 24(2): 113-116.）利用大白菜异源胞质雄性不育系CMS22-3为不育源，选育出了小菘菜细胞质雄性不育系。

花色苷是一种植物的次生代谢产物，经过多年的研究证明，花色苷具有抗氧化、提高还原力、减少肿瘤发病率、保护肝脏等众多的生物学保健功能（唐传核, 彭志英. 天然花色苷类色素的生理功能及应用前景[J]. 冷饮与速冻食品工业, 2000, 6(1): 26-28.）。花色苷主要存在于植物叶片、花朵及果实中。目前，选育花色苷含量高的蔬菜品种对于丰富蔬菜品种市场及提高人们的生活水平具有重要意义。

我国的小菘菜品种资源多来源于日本，关于小菘菜不育系亲本的选育现在还处于起步阶段，仅有上述少量的核不育系及细胞质不育系的报道，同时尚无高花色苷含量小菘菜品种选育报道，因而构建更多不同胞质来源的小菘菜高花色苷含量不育系对小菘菜新品种选育及提高小菘菜制种产量具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的选育及繁殖方法，解决了小菘菜高花色苷含量不育系短缺的现状，不育性不受温度和光照条件影响，非常稳定和彻底；没有任何死蕾和苗期黄化现象；与目前已报道的小菘菜不育胞质来源不同的新型不育胞质；叶片呈紫色，含有丰富的花色苷成分。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的选育，它以CMS63-5为母本，以小菘菜sgz900为轮回亲本，通过多代连续回交，结合栽培试验、抗性鉴定、育性鉴定及花色苷含量鉴定得到了遗传稳定、抗病性强、生长性状优良的小菘菜细胞质雄性不育材料；再以sgz901为父本杂交，获得了小菘菜细胞质雄性不育系及其保持系；具体选育步骤如下：

1、高花色苷含量亲本选择

选用两个高花色苷含量亲本，来源分别：6-1029，为紫叶甘蓝型油菜高世代自交系，来源为华中农业大学傅廷栋院士课题组；紫332，为韶关学院选育的紫叶白菜自交系；

2、父本的选育

分别以日本引进小菘菜品种为亲本，采用常规育种途径结合抗病、丰产性鉴定，选育出抗病耐抽薹的小菘菜优良自交系sg900及sg901；

3、不育胞质来源的选择

Hau CMS是华中农业大学傅廷栋院士发现的一种细胞质雄性不育系，其构建的大白菜细胞质雄性不育系为CMS63-5（专利公开号为：CN 1849881A），本发明以该不育系材料为不育胞质来源；

4、高花色苷含量中间亲本的选育

以6-1029为母本，sg901为父本，采用人工拨蕾去雄方式杂交授粉，选择后代中表型为高花色苷含量的单株为母本，以sg901为轮回亲本回交8代，得到紫叶高花色苷含量单株sgz901；

以紫332为母本，sg900为父本，采用人工拨蕾去雄方式杂交授粉，选择F₁后代中高花色苷单株自交，提取F₂群体每个单株的花色苷含量，进行高花色苷含量单株筛选，选择含量最高的单株为母本，以sg900为轮回亲本，采用人工拨蕾方式杂交授粉，回交6代自交1代，得到sgz900；

5、不育材料的选育

以CMS63-5为母本，sgz900为父本，在抗病性鉴定及育性鉴定的基础上，采用拨蕾授粉方法获得F₁，再对F₁进行抗病性鉴定、花色苷含量分析及育性鉴定，选择抗病性良好、花色苷含量高、非轮回亲本的不育单株为母本，sgz900为父本（轮回亲本），经过8次回交获得BC₈F₁，将其命名为CMS-sgz900，经育性鉴定为不育材料，表现型为抗病性强、长势优良的高花色苷含量的小菘菜不育材料。

一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的繁殖方法，具体繁殖步骤如下：

以CMS-sgz900为母本，sgz901为父本，以网罩扩繁的方式进行杂交，CMS- sgz900收获的种子为不育胞质为hau CMS的小菘菜不育系A-sgz900，sgz901收获的种子为小菘菜的保持系B-sgz901。

本发明的有益效果是：菘菜细胞质雄性不育系的不育性非常稳定和彻底，该不育系不受温度和光照条件影响，在中国韶关（短日照）和甘肃和政（长日照）的育性鉴定表明，其育性均表现0级，不育株率及不育度均为100%；小菘菜细胞质雄性不育系没有任何死蕾和苗期黄化现象；选育出的不育系及保持系抗病性好，长势优良；该不育系花色苷含量高，同时以该不育系为亲本选配的杂交后代均表现为高花色苷含量的后代。

附图说明

图1是本发明选育繁殖示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

参见图1，一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的选育及繁殖方法，它以6-1029及紫332为高花色苷基因供体，以大白菜细胞质雄性不育系CMS63-5为不育胞质基因供体，以小菘菜自交系sg900及sg901为父本材料，通过杂交、多代连续回交，结合栽培试验、抗性鉴定、花色苷含量筛选及育性鉴定得到了遗传稳定、抗病性强、生长性状优良的小菘菜高花色苷含量的细胞质雄性不育材料CMS-sgz900，以CMS-sgz900为母本， sgz901为父本杂交，得到了小菘菜不育系A-sgz900及其保持系B-sgz901。具体选育步骤如下：

一、花色苷供体的花色苷含量及组分测定

1、花色苷含量测定

于5叶期分别取6-1029及紫332大三叶，采用分光光度法（Fuleki T, Francis F J.Quantitative Methods for Anthocyanins[J]. Journal of food science, 1968, 33(3): 266-274.）测定两者花色苷含量，结果显示：6-1029花色苷含量为62.55mg/100g；紫332花色苷含量为133.26mg/100g。

2、花色苷组分测定

将步骤1中提取的花色苷，采用HPLC-MS方法（de Rosso V V, Hillebrand S,Montilla E C, et al. Determination of anthocyanins from acerola (Malpighia emarginata DC.) and açai (Euterpe oleracea Mart.) by HPLC–PDA–MS/MS[J].Journal of Food Composition and Analysis, 2008, 21(4): 291-299.）进行组分分析。最终确定6-1029中花色苷组分为：飞燕草素-3-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-双葡萄糖苷、矮牵牛素-3-葡萄糖苷-5-葡萄糖苷、飞燕草素-3-双葡萄糖苷、飞燕草素-3-三葡萄糖苷、矮牵牛素-3-三葡萄糖苷；紫332花色苷组分为：矮牵牛素-3-双葡萄糖苷、矮牵牛素-3-葡萄糖苷-5-葡萄糖苷、矢车菊素-3-双葡萄糖苷、矢车菊素-3-葡萄糖苷-5-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-葡萄糖苷、矮牵牛素-5-葡萄糖苷、飞燕草素-3-葡萄糖苷-5-葡萄糖苷、飞燕草素-3-三葡萄糖苷、飞燕草素-3-双葡萄糖苷-5-葡萄糖苷、矮牵牛素-3-三葡萄糖苷等。

根据1、2中结果确定6-1029及紫332主要成分为花色苷，同时其组成成分不同，从而确定控制6-1029及紫332花色苷合成的基因为不同基因。

二、父本选育及自交亲和性检测

以莎丽母本，蕾用菜为父本，采用拨蕾杂交授粉，对杂交后代进行抗病性及产量鉴定，对耐抽薹单株进行拨蕾自交，连续自交5代后选育出sg900品系；以阿美为母本，晴美为父本，杂交后代结合抗病性鉴定及产量鉴定，对耐抽薹单株进行拨蕾自交，连续自交5代后选出sg901品系。

将sg900及sg901进行正反交，鉴定杂交组合的结实情况，结果发现结实正常。

三、高花色苷中间亲本选育

1、高花色苷含量的中间亲本1的转育

以6-1029为母本，sg901为父本，采用人工拨蕾去雄杂交的方式授粉得到F₁；种植F₁群体，采用分光光度法于5叶期对F₁群体进行高花色苷含量单株进行筛选，以含量最高单株为母本、sg901为父本，采用人工拨蕾去雄杂交的方式进行杂交，得到（6-1029×sg901）BC₁F₁。

种植（6-1029×sg901）BC₁F₁群体，于5叶期采用分光光度法对该群体进行高花色苷含量单株筛选，以含量最高单株为母本，sg901为父本，采用拨蕾去雄杂交的方法得到（6-1029×sg901）BC₂F₁。

重复上述步骤，以杂交后代中花色苷含量最高单株为母本，sg901为父本，共回交8代，得到（6-1029×sg901）BC₈F₁，将其编号为sgz901。

2、高花色苷含量的中间亲本2的转育

以紫332为母本，sg900为父本，采用人工拨蕾方式杂交授粉，得到杂交后代（紫332×sg900）F₁；种植（紫332×sg900）F₁，于5叶期采用分光光度法对该群体进行高花色苷含量单株筛选，将含量最高单株自交得到（紫332×sg900）F₂；种植（紫332×sg900）F₂群体，于5叶期采用分光光度法进行高花色苷含量单株筛选，选择（紫332×sg900）F₂中花色苷含量最高为母本、sg900为父本，采用拨蕾去雄方式进行杂交，得到（紫332×sg900）BC₁F₁；种植（紫332×sg900）BC₁F₁群体，重复上述花色苷高含量单株筛选步骤，将花色苷含量最高单株为母本，sg900为轮回亲本，回交6代，得到（紫332×sg900）BC₆F₁；种植（紫332×sg900）BC₆F₁群体后，筛选花色苷含量最高单株，将其自交得到（紫332×sg900）BC₆F₂，其编号为sgz900。

四、不育材料的选育

以CMS63-5为母本，sgz900为父本，5叶期对sgz900群体进行高花色苷含量单株筛选，同时对sgz900 及CMS63-5进行抗病性及生育期的育性鉴定，选择CMS63-5中抗病性强、不育单株为母本，sgz900中抗病性强、可育及花色苷含量最高单株为父本，采用拨蕾授粉的方式进行杂交一代的选育，得到（CMS63-5×sgz900）F₁；

种植（CMS63-5×sgz900）F₁群体，于5叶期进行高花色苷含量单株筛选，以花色苷含量最高的不育单株为母本，以sgz900中花色苷含量最高、抗病性强的单株为父本，拨蕾杂交得到（CMS63-5×sgz900）BC₁F₁；

种植（CMS63-5×sgz900）BC₁F₁群体，重复上一步骤，以杂交后代中花色苷含量最高的不育单株为母本，以sgz900中花色苷含量最高、抗病性最强的单株为父本，采用拨蕾授粉方式杂交得到（CMS63-5×sgz900）BC₂F₁。

选择杂交后代群体进行花色苷含量检测，选择花色苷含量最高单株作为非轮回亲本（母本）；对sgz900进行花色苷含量检测及抗病性鉴定，选择花色苷含量最高、抗病性强单株为轮回亲本（父本）；通过拨蕾授粉方式共回交8次，得到（CMS63-5×sgz900）BC₈F₁，将其编号命名为：CMS-sgz900。

五、小菘菜不育系及保持系的繁殖

将CMS-sgz900群体及sgz901群体按照4:2行数种植。CMS-sgz900群体，于5叶期进行花色苷含量检测，去除花色苷含量低的单株；于花期进行育性鉴定，发现该群体完全不育，不育度100%。sgz901群体，于5叶期进行花色苷含量检测，去除花色苷含量低的单株；进行抗病性鉴定，剔除抗病性弱的单株；花期进行育性鉴定，发现该群体完全可育。以CMS-sgz900为母本，sgz901为父本，以网罩扩繁的方式进行杂交。

分别收获CMS- sgz900及sgz901种子，第二年分别进行抗病性鉴定、长势测定、育性鉴定及花色苷含量测定，CMS- sgz900所收获的种子全部为不育单株，为本发明中的不育系，编号为A-sgz900，sgz901上收获种子为本发明中的保持系，编号为B-sgz901。

Claims (2)

1.一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的选育，其特征在于：它以CMS63-5为母本，以小菘菜sgz900为轮回亲本，通过多代连续回交，结合栽培试验、抗性鉴定、育性鉴定及花色苷含量鉴定得到了遗传稳定、抗病性强、生长性状优良的小菘菜细胞质雄性不育材料；再以sgz901为父本杂交，获得了小菘菜细胞质雄性不育系及其保持系；具体选育步骤如下：

（1）、高花色苷含量亲本选择

选用两个高花色苷含量亲本，来源分别：6-1029，为紫叶甘蓝型油菜高世代自交系，来源为华中农业大学傅廷栋院士课题组；紫332，为韶关学院选育的紫叶白菜自交系；

（2）、父本的选育

分别以日本引进小菘菜品种为亲本，采用常规育种途径结合抗病、丰产性鉴定，选育出抗病耐抽薹的小菘菜优良自交系sg900及sg901；

（3）、不育胞质来源的选择

Hau CMS是华中农业大学傅廷栋院士发现的一种细胞质雄性不育系，其构建的大白菜细胞质雄性不育系为CMS63-5（专利公开号为：CN 1849881A），本发明以该不育系材料为不育胞质来源；

（4）、高花色苷含量中间亲本的选育

以6-1029为母本，sg901为父本，采用人工拨蕾去雄方式杂交授粉，选择后代中表型为高花色苷含量的单株为母本，以sg901为轮回亲本回交8代，得到紫叶高花色苷含量单株sgz901；

以紫332为母本，sg900为父本，采用人工拨蕾去雄方式杂交授粉，选择F₁后代中高花色苷单株自交，提取F₂群体每个单株的花色苷含量，进行高花色苷含量单株筛选，选择含量最高的单株为母本，以sg900为轮回亲本，采用人工拨蕾方式杂交授粉，回交6代自交1代，得到sgz900；

（5）、不育材料的选育

以CMS63-5为母本，sgz900为父本，在抗病性鉴定及育性鉴定的基础上，采用拨蕾授粉方法获得F₁，再对F₁进行抗病性鉴定、花色苷含量分析及育性鉴定，选择抗病性良好、花色苷含量高、非轮回亲本的不育单株为母本，sgz900为父本（轮回亲本），经过8次回交获得BC₈F₁，将其命名为CMS-sgz900，经育性鉴定为不育材料，表现型为抗病性强、长势优良的高花色苷含量的小菘菜不育材料。

2.一种小菘菜细胞质雄性不育系及保持系的繁殖方法，其特征在于：具体繁殖步骤如下：

以CMS-sgz900为母本，sgz901为父本，以网罩扩繁的方式进行杂交，CMS- sgz900收获的种子为不育胞质为hau CMS的小菘菜不育系A-sgz900，sgz901收获的种子为小菘菜的保持系B-sgz901。