CN111727874B

CN111727874B - 用甜菜品种或品系群体创制甜菜n型胞质种质资源的方法

Info

Publication number: CN111727874B
Application number: CN202010671301.2A
Authority: CN
Inventors: 胡华兵; 贺碧微; 郇町; 袁团团; 孙琳琳; 刘珣; 吕军; 刘建雄; 刘晓伟; 白如霄; 丁兆斐
Original assignee: Shihezi Institute Of Agricultural Sciences
Current assignee: Shihezi Institute Of Agricultural Sciences
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2040-07-13
Also published as: CN111727874A

Abstract

本发明提供用甜菜品种或品系群体创制甜菜N型胞质种质资源的方法，包括以下步骤：(1)混合播种多个甜菜杂交品种或品系，收获C_混1；播种N型胞质的单粒保持系，收获B_单；分行种植B_单和C_混1，收获种子F1和C_杂1；将F1、C_杂1分别播种收获母根；混合播种多个甜菜杂交品种或品系，收获C_混2母根；(2)将C_杂1与C_混2母根混合并和F1母根分行种植，收获种子C_杂2和F2；将F2、C_杂2分别播种收获母根；混合播种多个甜菜杂交品种或品系，收获C_混3母根；(3)重复(2)，收获种子C_杂3和F3，播种F3，强制自交收获种子。应用本方法能创制具有多优良性状基因且为N型胞质的材料，选育出不育系保持系和N型胞质授粉系。

Description

用甜菜品种或品系群体创制甜菜N型胞质种质资源的方法

技术领域

本发明涉及用甜菜品种或品系群体创制甜菜N型胞质种质资源的方法。

背景技术

由于我国甜菜种质资源较为贫乏，加上育种技术和手段落后等诸多原因，国产自育甜菜品种产质量等综合性状与国外优良品种相比有较大差距，在生产上难有推广面积。目前推广种植的甜菜品种全部为三交种，受不育系S型胞质基因的影响，国外甜菜品种的后代表现为高不育率和少数或极少数植株花粉Ⅱ型、散粉的特点，给持续利用带来困难。

在甜菜实际育种实践中，性状优良、类型丰富的授粉系较为缺乏；由于目前优良杂交品种皆为S型胞质，采用分离法选育授粉系，导致授粉系的胞质基因多为S型，花粉量不大且在繁殖利用过程中发生遗传漂变导致种性改变，给育种工作带来极大困扰。另外，在创新改良已有授粉系的时候多采用株对株或单一群体对单一群体的方法，基因来源过于狭窄，各性状表型类型少，改良效果十分有限。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了。本发明方法是利用优良甜菜品种(品系)群体不断创制种质资源，生成N型胞质基因的种质群体，并加以利用选育成单多粒保持系和多粒授粉系。该方法能不断创制多批次、多代数、基因丰富的N型胞质基因的群体，育成性状能稳定遗传的亲本材料，极大丰富现有种质资源，给甜菜育种带来便利。

本发明提供用甜菜品种或品系群体创制甜菜N型胞质种质资源的方法，包括以下步骤：

(1)选择多个甜菜杂交品种或品系混合播种，混合收获母根C_混1；选择一个绝对为N型胞质的单粒保持系播种，收获母根B_单；优选选择多个高糖、抗病、广适、综合性状优良甜菜杂交品种或品系混合播种；

(2)在空间隔离区域，将B_单和C_混1分行种植进行杂交，优选开花期淘汰B_单中出现的异常株；成熟后，在B_单上混收种子F1，C_混上混合收获种子C_杂1；

将收获的F1、C_杂1分别播种，分别收获对应母根；另外，再次选择多个甜菜杂交品种或品系混合播种，收获母根C_混2；

(3)在空间隔离区域，将C_杂1和C_混2的母根混合后，与F1的母根分行种植进行杂交，优选开花期拔除F1中的单粒株；成熟后，在F1上混收种子F2，C_混2和C_杂1上混合收获种子C_杂2；

将收获的F2、C_杂2分别播种，分别收获对应母根；另外，再次选择多个甜菜杂交品种或品系混合播种，收获母根C_混3；

(4)在空间隔离区域，将C_杂2和C_混3的母根混合后，与F2的母根分行种植进行杂交；成熟后，在F2上混收种子F3，C_混3和C_杂2上混合收获种子C_杂3；

将收获的F3、C_杂3分别播种，分别收获对应母根；另外，再次选择多个甜菜杂交品种或品系混合播种，收获母根C_混4；

(5)从F3中选择一定数量母根进行种植并隔离，强制自交，收获种子S1，进入授粉系选育流程和不育系保持系选育流程。

优选地，步骤(1)中，甜菜杂交品种或品系包括自育授粉系甜菜品种或品系。

优选地，步骤(2)中，母根种植行数比例为B_单：C_混1＝2:5-7。

在B_单上混收种子F1，C_混上混合收获种子C_杂1时，先收C_杂1，后收F1。

优选地，步骤(3)和步骤(4)中，将Fn和C_杂n和C_混(n+1)的母根分行种植进行杂交时，另外加入单粒保持系B_单m；所述单粒保持系B_单m与B_单不一样，混合套用该育种方法。

优选地，步骤(3)和步骤(4)中，母根种植行数比例为Fn：(C_杂n+C_混(n+1))＝2：5-7。

优选地，步骤(3)和步骤(4)中，在Fn上混收种子F_(n+1)，C_混(n+1)和C_杂n上混合收获种子C_杂(n+1)时，先收C_杂(n+1)，后收Fn；其中，n为正整数。

优选地，步骤(2)-步骤(4)中，母根C_混(n+1)包含的优良品种或品系与上年的C_混n可以一样，也可以不同。

优选地，步骤(5)后，重复操作n次步骤(4)和步骤(5)；n≥1。

本发明提供甜菜不育系保持系的育种方法，使用上述的S1选育出N型胞质的甜菜不育系保持系。

本发明提供甜菜授粉系的育种方法，使用上述的S1选育出N型胞质的甜菜授粉系。

本发明为国内外优良甜菜品种(品系)利用提供了新方法。应用本发明方法能够持续不断创制出具有多优良性状基因且为N型胞质的材料，极大丰富种质资源，进而可以不断选育出新的保持系和N型胞质授粉系。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为市售。

实施例1

名词解释：

自育授粉系：单位自身选育的授粉系。

N型胞质：指细胞质(线粒体)基因为N型，相对于另一种类型S型。

单粒保持系：基因型为mmN(xxzz)，指具有保持能力的单胚成系材料。

本发明的方法包括以下步骤：

1、选择多个块根产量水平中等以上、含糖率高、抗病性强、适应性广、综合性状优良的国内外优良甜菜杂交品种(品系)(甜菜杂交种全部为S型胞质，因为作为母本的不育系只能为S型胞质)混合夏播，如果有一个花粉量大、综合性状较好的自育授粉系，可以加入(没有也可以不加)，混合收获母根C_混1；选择一个绝对为N型胞质的单粒保持系夏播，收获母根B_单，数量为150个。母根数比例没有特殊要求，比如可为B_单：C_混1＝2:6或2:5或2:7甚至1:3或1:4等等都可以，2:6是建议或最佳比例，做好冬天母根窖藏工作。

2、来年将B_单和C_混1分行种植于空间隔离区域，种植行数配置没有具体要求，能够实现充分授粉即可，比如可为B_单：C_混1＝2:5-7，即采用连续2行种植B_单然后再连续5-7行种植C_混1的方式，这样便于田间操作，也有利于授粉，对于种植密度没有特殊要求，按照本领域常规甜菜种植密度即可。开花期淘汰B_单中出现的异常株(异常株是指淘汰时没有抽薹或晚抽薹的单株)；种子成熟后，在B_单上混收种子F1，C_混1上混合收获种子C_杂1。做好对应标签工作。为避免并减少混杂，先收C_杂1，后收F1。

同年，分别夏播全部F1种子、全部或部分C_杂1种子，分别收获对应的F1和C_杂1母根。再次选择多个块根产量水平中等以上、含糖率高、抗病性强、适应性广、综合性状优良的国内外优良甜菜品种(品系)混合夏播，收获母根C_混2，母根数在150个以上。此时的C_混2包含的优良品种(品系)与上年的C_混1可以一样，也可以有一些变化。母根比例没有特殊要求，比如可为F1：C_杂1：C_混2＝2:6:2，2:6:2是建议或最佳比例。做好冬天母根窖藏工作。

甜菜是2年生植物，第一年长根，第二年开花。故第一年播种时可以不用在空间隔离区域进行播种，第二年种植时就需要种植于空间隔离区域了。

3、来年将F1母根、C_杂1和C_混2母根分行种植于空间隔离区域，可以混合C_杂1和C_混2母根进行种植，种植行数配置没有具体要求，能够实现充分授粉即可，比如可为F1：(C_杂1+C_混2)＝2:5-7，对于种植密度没有特殊要求，按照本领域常规甜菜种植密度即可；开花期拔除F1中的单粒株。种子成熟后，在F1上混收种子F2，C_混2和C_杂1上混合收获种子C_杂2。注意混杂，做好对应标签工作。为避免并减少混杂，先收C_杂2，后收F2。

同年，分别夏播全部或部分F2种子、全部或部分C_杂2种子，分别收获对应母根。再次选择多个块根产量水平中等以上、含糖率高、抗病性强、适应性广、综合性状优良的国内外优良甜菜品种(品系)混合夏播，收获母根C_混3，母根数在200个以上。此时的C_混3包含的优良品种(品系)与以前的可以一样，也可以有一些变化。母根比例可为F2：C_杂2：C_混3＝2:6:2。做好冬天母根窖藏工作。

4、来年将F2母根、C_杂2和C_混3母根分行种植于空间隔离区域，可以混合C_杂2和C_混3母根进行种植，种植行数配置没有具体要求，能够实现充分授粉即可，比如可为F2：(C_杂2+C_混3)＝2:5-7，优选2:6，种植密度没有特殊要求。从F2开始没有必要拔除单粒株了，因为在F1花期拔除单粒株是不确定单粒株是否杂交上了，后面出现的单粒株都是杂交后分离出来的。种子成熟后，在F2上混收种子F3，C_混3和C_杂2上混合收获种子C_杂3。注意混杂，做好对应标签工作。为避免并减少混杂，先收C_杂3，后收F3。

同年，分别夏播部分F3种子、部分C_杂3种子，分别收获对应母根。再次选择多个块根产量水平中等以上、含糖率高、抗病性强、适应性广的国内外优良甜菜品种(品系)混合夏播，收获母根C_混4，母根数在200个以上。此时的C_混4包含的优良品种(品系)与以前的可以一样，也可以有一些变化。母根比例可为F3：C_杂3：C_混4＝2:6:2。做好冬天母根窖藏工作。

5、来年可以选择根据工作量和育种条件限制，从F3中选择200以上母根种植并集中隔离，开花期修枝剪花，进行单株套帐强制自交，并收获自交1代种子S1，做好对应标签工作。可以利用S1开始亲本选育程序，最终目标是选育出高糖、抗病、综合性状良好的保持系和授粉系。

同年，剩余的F3和C_杂3和C_混4母根分行种植于空间隔离区域，可以混合C_杂3和C_混4母根进行种植，种植行数配置没有具体要求，能够实现充分授粉即可，比如可为F3：(C_杂3+C_混4)＝2:5-7，优选2:6。种子成熟后，在F3上混收种子F4，C_混4和C_杂3上混合收获种子C_杂4。注意混杂，做好对应标签工作。为避免并减少混杂，先收C_杂4，后收F4。

同年，分别夏播部分F4种子、部分C_杂4种子，分别收获对应母根。再次选择多个块根产量水平中等以上、含糖率高、抗病性强、适应性广的国内外优良甜菜品种(品系)混合夏播，收获母根C_混5，母根数在200个以上。此时的C_混5包含的优良品种(品系)与以前的可以一样，也可以有一些变化。母根比例可为F4：C_杂4：C_混5＝2:6:2。做好冬天母根窖藏工作。

6、来年对上年的S1代进行下一步育种程序。

同年，可以选择根据工作量和育种条件限制，从F4中选择200以上母根种植于集中隔离，开花期修枝剪花，进行单株套帐强制自交，并收获种子S1，做好对应标签工作。可以利用S1开始亲本选育程序，最终目标是选育出高糖、抗病、综合性状良好的保持系和授粉系。

同年，剩余的F4和C_杂4和C_混5母根分行种植于空间隔离区域，可以混合C_杂4和C_混5母根进行种植，种植行数配置没有具体要求，能够实现充分授粉即可，比如可为F4：(C_杂4：C_混5)＝2:5-7，优选2:6。种子成熟后，在F4上混收种子F5，C_混5和C_杂4上混合收获种子C_杂5。注意混杂，做好对应标签工作。为避免并减少混杂，先收C_杂5，后收F5。

同年，分别夏播部分F5种子、部分C_杂5种子，分别收获对应母根。再次选择多个块根产量水平中等以上、含糖率高、抗病性强、适应性广的国内外优良甜菜品种(品系)混合夏播，收获母根C_混6，母根数在200个以上。此时的C_混6包含的优良品种(品系)与以前的可以一样，也可以有一些变化。母根比例可为F5：C_杂5：C_混6＝2:6:2。做好冬天母根窖藏工作。

7、来年继续进行前2年S1代的育种程序。

同年，可以选择根据工作量和育种条件限制，从F5中选择200以上母根种植于集中隔离，开花期修枝剪花，进行单株套帐强制自交，并收获种子S1，做好对应标签工作。可以利用S1开始亲本选育程序，最终目标是选育出高糖、抗病、综合性状良好的保持系和授粉系。

同年，剩余的F5和C_杂5和C_混6母根分行种植于空间隔离区域，可以混合C_杂5和C_混6母根进行种植，种植行数配置没有具体要求，能够实现充分授粉即可，比如可为F5：(C_杂5：C_混6)＝2:5-7，优选2:6。种子成熟后，在F5上混收种子F6，C_混6和C_杂5上混合收获种子C_杂6。注意混杂，做好对应标签工作。为避免并减少混杂，先收C_杂6，后收F6。

同年，分别夏播部分F6种子、部分C_杂6种子，分别收获对应母根。再次选择多个块根产量水平中等以上、含糖率高、抗病性强、适应性广的国内外优良甜菜品种(品系)混合夏播，收获母根C_混7，母根数在200个以上。此时的C_混7包含的优良品种(品系)与以前的可以一样，也可以有一些变化。母根比例可为F6：C_杂6：C_混7＝2:6:2。做好冬天母根窖藏工作。

8、来年及以后继续亲本选育程序，同时每年从新产生的杂交种中选择部分母根自交再进行亲本的选育。

来年及以后不断加入优良甜菜品种(品系)群体，丰富群体基因类型。

以后不断重复该创制、选育流程。

其中，可以在中间任一环节添加另外一个或几个B_单，混合套用该选育程序，同时收获二个或多个Fn。例如加入一个B_单，该B_单按照本发明的步骤从步骤1开始，在该B_单上收获F1，而同时收获原B_单对应的F3。

操作要点：

1、必须选择一个绝对为N型胞质的单粒保持系作为原始亲本B_单。

2、从筛选出的抗病性强、适应性广、产质量表现优秀甜菜杂交种中选择部分或大部分品种(品系)填充到其中，不断丰富C_混n基因类型。

3、及时拔除F1中的单粒株，确保剩余F1群体全部为杂交株。

4、确保每年收获种子不要混杂或减少混杂，先收C_杂n，后收Fn。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.用甜菜品种或品系群体创制甜菜N型胞质种质资源的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）选择多个甜菜杂交品种或品系混合播种，混合收获母根C_混1；选择一个绝对为N型胞质的单粒保持系播种，收获母根B_单；

（2）在空间隔离区域，将B_单和C_混1分行种植进行杂交，成熟后，在B_单上混收种子F1，C_混1上混合收获种子C_杂1；先收C_杂1，后收F1；

（3）在空间隔离区域，将C_杂1和C_混2的母根混合后，与F1的母根分行种植进行杂交，成熟后，在F1上混收种子F2，C_混2和C_杂1上混合收获种子C_杂2；先收C_杂2，后收F2；

（4）在空间隔离区域，将C_杂2和C_混3的母根混合后，与F2的母根分行种植进行杂交；成熟后，在F2上混收种子F3，C_混3和C_杂2上混合收获种子C_杂3；先收C_杂3，后收F3；

（5）从F3中选择一定数量母根进行种植并隔离，强制自交，收获种子S1，进入授粉系选育流程和不育系保持系选育流程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，选择多个高糖、抗病、广适、综合性状优良甜菜杂交品种或品系混合播种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，甜菜杂交品种或品系包括自育授粉系甜菜品种或品系。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，开花期淘汰B_单中出现的异常株。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，开花期拔除F1中的单粒株。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）-步骤（4）中，母根C_混（n+1）包含的优良品种或品系与上年的C_混n可以一样，也可以不同。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：步骤（5）后，重复操作n次步骤（4）和步骤（5）；n≥1。

8.甜菜不育系保持系的育种方法，其特征在于：使用权利要求1-7任一项中所述的S1选育出N型胞质的甜菜不育系保持系。

9.甜菜授粉系的育种方法，其特征在于：使用权利要求1-7任一项中所述的S1选育出N型胞质的甜菜授粉系。