CN107896977B - 一种油菜综合杂交种的培育方法 - Google Patents

一种油菜综合杂交种的培育方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于油菜育种技术领域，具体涉及利用不育系和系列恢复系培育油菜综合杂交种的方法。该方法包括：不育系选择：选取花瓣张开角度≥65°、蜜腺包裹严密、育性彻底的不育系作为综合杂交种的母本；恢复系选择：选择若干个具有完全恢复、自交亲和指数介于1～5之间且配合力高的恢复系混合，构成混合恢复系，作为综合杂交种的父本；综合杂交种配制：不育系和混合恢复系按行播种于隔离地，进行自由授粉，成熟期混合收获，得综合杂交种。本发明的优点在于：系列恢复系选育后，育种程序简单，育种效率高；各恢复系间也能形成杂交种，更易筛选到优良的综合杂交种；不需要割除父本，制种产量提高，制种成本降低。

Description

一种油菜综合杂交种的培育方法
技术领域
本发明属于油菜育种技术领域，具体涉及一种利用不育系和系列恢复系培育油菜综合杂交种的方法。
背景技术
杂种优势利用是提高油菜产量的有效途径。油菜杂种优势利用途径主要有以下几个方面：细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、化学杀雄、生态型雄性不育、自交不亲和系及综合杂交种等。在生产实践中，除综合杂交种利用途径外，其余途径均产生单交种，且需要进行割父本工作。以目前广泛应用的细胞质雄性不育三系杂交制种为例，作为父本的恢复系在授粉结束后，为了保障杂交种的纯度，其父本必须割除，从而致使单位面积制种产量低，制种成本提高，种子价格也随之提高，该现象在特早熟杂交油菜选育及制种过程中尤为突出。
以青海省为例，特早熟甘蓝型杂交油菜主要分布在海拔2800～2900米左右的种植区域内，该区域内无霜期较短，生育期要求极为严格，品种种植密度较大，用种量通常为1.2公斤/亩或更高。目前该区域内广泛种植的杂交油菜品种为特早熟甘蓝型油菜青杂4号，该品种为细胞质雄性不育单交种，为了保障杂交种纯度，在制种过程中必须对其父本进行割除，其制种产量仅为50～60公斤/ 亩。由于制种产量低，生产成本相对较高，导致该品种售价也较高，目前为27.5 元/公斤，每亩仅种子费用一项即为33元，较当地白菜型常规品种浩油11号(每亩1.5～2公斤种子，5.4元/公斤)价格高出近22元。上述问题严重制约了高海拔区域优质杂交油菜的应用与推广。
综合杂交种，是将多个自交系或品系混合，通过系间相互杂交，配制的杂种。该杂交种由于存在自交系间相互杂交，因此能够产生部分杂种优势，从而提高作物产量。综合杂交种在制种过程中，不存在父本割除的问题，因此具有提高单位面积制种产量，降低制种成本等优点。目前，油菜综合杂交种培育方法主要集中在自交系或品系间的简单混合杂交。这种综合杂交种由于存在自交系间异交率低(如：甘蓝型油菜异交率为20％～30％)等问题，导致杂种所占比例较低，杂种优势不明显。
发明内容
基于上述问题，本发明的目的在于克服传统油菜杂交种培育及生产过程中，单位面积制种产量低，制种成本高，种子价格高等问题，利用细胞质雄性不育系，借鉴自交不亲和系杂种优势利用途径，提供一种不需要割除父本、单位面积制种产量高，制种成本低、杂种优势明显的油菜综合杂交种培育方法。
为实现上述目的，本发明提供一种利用一个不育系和系列恢复系配制油菜综合杂交种的方法。一种油菜综合杂交种的培育方法，该方法包括：
(1)不育系选择：选取花瓣张开角度≥65°、蜜腺包裹严密、育性彻底的不育系作为综合杂交种的母本；
(2)恢复系选择：选择若干个具有完全恢复、自交亲和指数介于1～5之间及配合力高的恢复系混合，构成混合恢复系，作为综合杂交种的父本；
所述的配合力高是指，各恢复系与不育系人工配制的F1杂种及恢复系间F1 杂种，其产量大于对照产量；自交亲和指数介于1～5之间，是为了便于繁殖各恢复系，同时提高恢复系间杂种比例，降低恢复系自交种含量；
(3)综合杂交种配制：不育系和混合恢复系按行播种于隔离地，进行自由授粉，成熟期混合收获，得综合杂交种。
进一步的，步骤(1)中的不育系为波里马细胞质雄性不育系。
进一步的，步骤(2)中的完全恢复是指对波里马细胞质雄性不育系的恢复度为100％，恢复率为100％。
进一步的，步骤(2)中的恢复系数量为3～4个。
进一步的，步骤(2)中自交亲和指数为1～5的恢复系获得方法为：利用自交亲和系与自交不亲和系杂交，测定杂交后代自交亲和指数并与所述的不育系测交，选择自交亲和指数在1～5之间的恢复系；自交亲和指数测定公式为：
自交亲和指数＝籽粒数/授粉花朵数
进一步的，步骤(2)中的各恢复系的开花期与不育系相同或相差不超过2d。
进一步的，步骤(3)中不育系与混合恢复系播种行数比例为4:2～6:2。
进一步的，步骤(3)中混合收获是指，将不育系和各恢复系所结的种子混合收获到一起。
优选的，油菜为甘蓝型油菜。
优选的，油菜为特早熟甘蓝型油菜。
随着优质油菜杂交种的迅速推广，其市场需求量也越来越大。为了降低杂交种生产成本，在充分利用细胞质雄性不育杂种优势利用途径的基础上，借鉴自交不亲和系杂种优势利用途径，在保障综合杂交种纯度的同时，最大化综合杂交种的杂种优势。本发明在基于上述考虑的基础上，提出利用一个不育系与自交亲和指数较小的系列恢复系培育油菜综合杂交种的方法。
本发明中的恢复系自交亲和指数介于1～5之间，一方面，能够有利于解决恢复系本身繁殖的问题；另一面，由于自交亲和指数较小，能够提高恢复系间的异交率，促进恢复系间形成杂交种，提高综合杂交种中的杂种比例。
将多个自交亲和指数介于1～5之间的恢复系分别与不育系杂交，同时恢复系间也进行人工杂交，然后对获得的两类F1杂种进行产量比较试验，根据实验结果，选取产量大于对照的F1杂种所对应的恢复系。
综合各恢复系与不育系、恢复系间F1杂种产量结果，及各恢复系自交种产量和开花期等因素，确定各恢复系的掺和比率(各恢复系的混合比例为30～60％)，混合后的恢复系使综合杂交种产量达到最高。
按照掺和比率将各恢复系混匀构成混合恢复系，不育系和混合恢复系按行播种于隔离地，进行自由授粉，成熟期混合收获，得综合杂交种。
本发明改变目前油菜杂交种主要为一个恢复系组配的单交种的培育模式，采用多个恢复系与一个不育系进行组配，且恢复系的自交亲和指数介于1～5之间，使恢复系间具有较高的异交率，从而保障培育的综合杂交种具有较高的杂种纯度。
本发明采用具有自交亲和指数较小的多个恢复系作为父本，因此各恢复系之间也能形成较高比例的杂交种，从而避免了传统油菜杂交种(单交种)生产过程中割父本的环节，提高了单位面积制种产量，降低了制种成本及种子价格。
本发明的优点在于：
(1)系列恢复系选育后，育种程序和方法简单，育种周期短，效率高。
(2)不需割除父本，单位面积制种产量提高。
(3)制种成本低，杂交种价格低。
(4)各恢复系由于自交亲和指数较小，因此具有较高的异交率，恢复系间也能形成杂交种，从而更容易筛选到优良的综合杂交种。
附图说明
图1是本发明油菜综合杂交种的培育方法技术路线图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征、方法或步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
一种油菜综合杂交种的培育方法，包括：
(1)不育系选择：选取花瓣张开角度≥65°、蜜腺包裹严密、育性彻底的不育系作为综合杂交种的母本；
(2)恢复系选择：选择若干个具有完全恢复、自交亲和指数介于1～5之间及配合力高的恢复系混合，构成混合恢复系，作为综合杂交种的父本；
所述的配合力高是指，各恢复系与不育系人工配制的F1杂种及恢复系间F1 杂种，其产量大于对照产量；自交亲和指数介于1～5之间，是为了便于繁殖各恢复系，同时提高恢复系间杂种比例，降低恢复系自交种含量；
(3)综合杂交种配制：不育系和混合恢复系按行播种于隔离地，进行自由授粉，成熟期混合收获，得综合杂交种。
步骤(1)中的不育系为波里马细胞质雄性不育系。
步骤(2)中的完全恢复是指对波里马细胞质雄性不育系的恢复度为100％，恢复率为100％。
步骤(2)中的恢复系数量为3～4个。
步骤(2)中自交亲和指数为1～5的恢复系获得方法为：利用自交亲和系与自交不亲和系杂交，测定杂交后代自交亲和指数并与所述的不育系测交，选择自交亲和指数在1～5之间的恢复系；自交亲和指数测定公式为：自交亲和指数＝籽粒数/授粉花朵数。
步骤(2)中的各恢复系的开花期与不育系相同或不超过2d。
步骤(3)中不育系与混合恢复系播种行数比例为4:2～6:2。
步骤(3)中混合收获是指，将不育系和各恢复系所结的种子混合收获到一起。
其中，油菜为特早熟甘蓝型油菜。
实施例1
一种油菜综合杂交种的培育方法，包括以下步骤：
(1)不育系选择：选取花瓣张开角度为65°、育性彻底的波里马细胞质雄性不育系025A(特早熟甘蓝型油菜)作为综合杂交种的母本。
该不育系的花瓣张开角度为65°，蜜腺包裹严密，有利于蜜蜂进行授粉，从而保障母本的结实率。
(2)恢复系选择：
利用早熟甘蓝型油菜品系249R(含恢复基因)与特早熟甘蓝型自交不亲和种质资源帐28杂交，采用系谱法，在F2～F4代，选择综合性状良好的株系套袋自交并进行人工辅助授粉，根据自交所得籽粒数/授粉花朵数的结果，计算各株系自交亲和指数，留取自交亲和指数介于1～5之间的株系。在入选株系的F4代，选择综合性状良好的株系与不育系025A测交，最终获得6个025A的恢复系。
将上述6个恢复系与不育系测交，同时，恢复系间人工配置杂交种，然后对不育系×恢复系、恢复系×恢复系的F1杂种进行产量比较试验，根据实验结果，选择出产量大于对照(浩油11号)的F1杂种所对应的恢复系3个(A、B、C)，各恢复系的开花期与不育系相同。其中不育系×恢复系杂种(S×A、S×B、S×C) 产量分别大于对照10.8％、10.1％、11.9％，恢复系×恢复系的杂种(A×B、A×C、 B×C)产量分别大于对照5.1％、4.7％、4.9％。
综合考虑不育系×恢复系、恢复系×恢复系的F1杂种及各恢复系自交种产量和开花期等因素，将3个恢复系(A、B、C)按1:1:1混合，作为综合杂交种的父本。
(3)综合杂交种配制：不育系和混合恢复系按4:2行比播种于隔离地，进行自由授粉，成熟后将不育系和各恢复系所结的种子混合收获，得综合杂交种。目前利用该方法已经选育出改良青杂4号油菜品种。
实施例2
一种油菜综合杂交种的培育方法，包括以下步骤：
(1)不育系选择：选取花瓣张开角为81°、蜜腺包裹严密、育性彻底的波里马细胞质雄性不育系307A(特早熟甘蓝型油菜)作为综合杂交种的母本。
该不育系的花瓣张开角度为81°，蜜腺包裹严密，因此，有利于蜜蜂进行授粉，从而保障母本的结实率。
(2)恢复系选择：
利用早熟甘蓝型油菜品系039R、249R(含恢复基因)与特早熟甘蓝型自交不亲和种质资源帐28杂交，分别对两个组合的杂交后代采用系谱法进行选育，在F2～F4代，选择综合性状良好的株系套袋自交并进行人工辅助授粉，根据自交所得籽粒数/授粉花朵数的结果，计算各株系自交亲和指数，留取自交亲和指数介于1～5之间的株系。在入选株系的F4代，选择综合性状良好的株系与不育系307A测交，最终获得8个307A的恢复系。
将8个自交亲和指数介于1～5之间的恢复系与不育系测交，同时，恢复系间人工配置F1杂种，然后对不育系×恢复系、恢复系×恢复系的F1杂种进行产量比较试验，根据实验结果，选择出两种类型F1杂种产量均大于对照(浩油11 号)的杂种所对应的恢复系4个(D、E、F、G)，各恢复系的开花期与不育系相差不超过2d。其中不育系×恢复系杂种(S×D、S×E、S×F、S×G)产量分别大于对照10.2％、9.1％、15.1％、14.2％，恢复系×恢复系的杂种(D×E、D×F、D×G、 E×F、E×G、F×G)产量分别大于对照3.6％、4.1％、5.1％、4.9％、5.5％、6.1％。
综合考虑不育系×恢复系、恢复系×恢复系的F1杂种及各恢复系自交种产量和开花期等因素，根据混合恢复系中各恢复系的不同掺和比率所产生的综合杂交种的产量差异，最终确定将4个恢复系按2:2:3:3混合，作为综合杂交种的父本。
(3)综合杂交种配制：将不育系和混合恢复系按6:2行比播种于隔离地，进行自由授粉，成熟后将不育系和各恢复系所结种子混合收获，得综合杂交种。目前该综合杂交种已进入联合品比试验。
本发明利用自交亲和系与自交不亲和系杂交，通过系统选育及与不育系测交的方法育成恢复系，同时结合自交亲和指数测定方法，最终获得自交亲和指数介于1～5之间的恢复系。
将多个自交亲和指数介于1～5之间的恢复系与不育系测交，同时恢复系间也进行杂交，获得两种类型的F1杂种，根据实验结果，选择产量大于对照的杂交组合所对应的恢复系。
综合考虑不育系×恢复系、恢复系×恢复系的F1杂种及各恢复系自交种产量和开花期等因素，确定各恢复系的掺和比率(各恢复系在混合恢复系中的比例为 30～60％)。
按照掺和比率将各恢复系混匀构成混合恢复系，不育系和混合恢复系按行播种于隔离地，进行自由授粉，成熟期混合收获，得综合杂交种。
本发明改变目前油菜杂交种主要为一个恢复系组配的单交种的培育模式，采用多个恢复系与一个不育系进行组配。此外，各恢复系由于具有较低的自交亲和指数，因此恢复系间具有较高的异交率，能够形成恢复系间杂种，从而避免了传统油菜杂交种(单交种)生产过程中割父本的环节，节省流程，提高了单位面积制种产量，降低了制种成本及杂交种价格。
综上所述，本发明中的综合杂交种含有恢复系与不育系、恢复系与恢复系两种类型的杂交种，从而保障了培育的综合杂交种具有较高的杂种纯度。

Claims (6)

1.一种油菜综合杂交种的培育方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
(1)不育系选择：选取花瓣张开角度≥65°、蜜腺包裹严密、育性彻底的不育系作为综合杂交种的母本；
(2)恢复系选择：选择若干个具有完全恢复、自交亲和指数介于1～5之间、配合力高的恢复系混合，构成混合恢复系，作为综合杂交种的父本；
所述的配合力高是指各恢复系与不育系人工配制的F1杂种及恢复系间F1杂种的产量大于对照产量；
(3)综合杂交种配制：不育系和混合恢复系按行播种于隔离地，进行自由授粉，成熟期混合收获，得综合杂交种；
所述步骤(1)中的不育系为波里马细胞质雄性不育系；
所述步骤(2)中的完全恢复是指对波里马细胞质雄性不育系的恢复度为100％、恢复率为100％；
所述步骤(2)中的恢复系数量为3～4个；
所述的步骤(2)中自交亲和指数介于1～5之间的恢复系获得方法如下：
利用自交亲和品系与自交不亲和品系杂交，测定杂交后代自交亲和指数并与所述的不育系测交，选择自交亲和指数在1～5之间的恢复系；自交亲和指数测定公式为：
自交亲和指数＝籽粒数/授粉花朵数；
所述的步骤(2)中，综合各恢复系与不育系、恢复系间F1杂种产量结果，及各恢复系自交种产量和开花期因素，确定各恢复系的掺和比率；各恢复系的混合比例为30～60％，混合后的恢复系使综合杂交种产量达到最高。
2.根据权利要求1所述的一种油菜综合杂交种的培育方法，其特征在于：所述步骤(2)中的各恢复系的开花期与不育系相同或相差不超过2d。
3.根据权利要求1所述的一种油菜综合杂交种的培育方法，其特征在于，所述步骤(3)中不育系和混合恢复系播种行数比例为4:2～6:2。
4.根据权利要求1所述的一种油菜综合杂交种的培育方法，其特征在于，所述步骤(3)中混合收获是指，将不育系和各恢复系所结的种子混合收获。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种油菜综合杂交种的培育方法，其特征在于，所述的油菜为甘蓝型油菜。
6.根据权利要求1～4任意一项所述的一种油菜综合杂交种的培育方法，其特征在于，所述的油菜为特早熟甘蓝型油菜。
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