CN112106647A - 一种辣/甜椒两用系选育方法 - Google Patents

一种辣/甜椒两用系选育方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种辣/甜椒两用系选育方法。本发明从F2代开始进行单株自交留种，每1代先淘汰全可育株系，从含有不育基因的株系中再选取目标性状优良的单株自交留种，兼顾了目标性状和育性；极大缩短了育种时间，是一种育种方法的创新。相较于回交转育两用系时间较长，约需10代才能转育成功；以及二环系法中特别是性状没有完全稳定，须做大量成对兄妹交组合，工作量大的缺陷，本发明具有显著的优势。

Description

一种辣/甜椒两用系选育方法
技术领域
本发明属于辣/甜椒遗传育种技术领域，具体涉及一种快速创制辣/甜椒两用系材料的方法。
背景技术
辣椒杂种优势利用已成为生产上提高产量和增加经济效益的重要手段。但我国目前推广应用的辣椒一代杂交种采用自交系去雄杂交和不育系杂交。自交系采用人工去雄授粉配制，制种成本高，并且纯度难以完全保证；不育系分为胞质不育系(三系)和核不育系(两用系)，其中胞质不育系需要稳定的不育系、保持系和恢复系，大部分的辣椒杂交品种不能实现胞质不育三系配套，而核不育两用系虽然转育和选育过程相对麻烦一些，但不受保持和恢复源的限制，因此利用辣椒雄性不育两用系是辣椒杂种优势利用的一条行之有效途径。
现有的两用系转育方法主要是基于先纯后杂的回交转育和二环系法转育方法，即先选育纯合的自交系，再将自交系转育成两用系。
回交转育两用系，是用两用系中的不育株作母本，用甲品种做父本进行杂交，同时父本自交。F1代自交留种，F2代则分离出不育株与可育株，选不育株作母本，以甲品种自交后代作父本进行第一次回交，同时甲品种自交留种。以后按上述方法进行自交和回交的程序即可。回交转育两用系时间较长，回交三次约需10代才能转育成功。
二环系法转育就是用两用系的不育株作母本，以优良品种自交系作父本进行杂交，再将获得的杂交组合F1代进行自交，F2代出现育性分离，在株系内连续进行成对兄妹交的方法。一般经4代以上兄妹交方可转育成新两用系。二环系法转育两用系每一代都要对育性和性状严格选择，所以每一代群体要大，要按杂交母本的选育目标来进行不育株与可育株的选择。成对兄妹交组合，每一代需要做l5对以上，工作量大。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速创制辣/甜椒两用系材料的方法，解决了辣(甜)椒两用系选育过程繁琐、工作量大、时间长的问题，同时为了选育出含有目标性状的稳定的辣/甜椒两用系。
一种辣/甜椒两用系选育方法，包括以下步骤：
1)用含有目标性状的稳定自交系作父本，稳定遗传的两用系不育株为母本，杂交获得F1代；F1代自交留种获得F2代；
2)播种F2代，F2代群体出现可育株与不育株的分离，从可育株里选取目标性状优良的单株分别自交留种获得F3代；
3)播种F3代，每个株系分别播种；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，从该株系内选取含有优良目标性状的可育株单株，分别自交留种获得F4代；
4)播种F4代，每个株系分别播种；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，从该株系内选取含有优良目标性状的可育株单株，分别自交留种获得F5代；
5)播种F5代，每个株系分别播种；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，将该株系内可育株花粉混合给不育株授粉，混合收集授粉种子获得M1代；
6)播种M1代，取M1代中可育株花粉给不育株授粉，获得种子为M2代，M2代即为稳定遗传且后代出现可育株与不育株1：1分离的两用系。
上述的辣/甜椒两用系选育方法，步骤4)重复一次以上，获得Fn代，n取整数，且大于等于6，Fn代继续按照步骤5)和6)进行。
上述的辣/甜椒两用系选育方法，步骤2)的具体过程包括：播种至少100株F2代，F2代群体出现可育株：不育株为3：1的分离，从可育株里选取目标性状优良的至少30个单株，分别标为F2-1B、F2-2B、F2-3B…单株分别自交留种获得F3代。
上述的辣/甜椒两用系选育方法，步骤3)的具体过程包括：选取F3代的至少30个株系，每个株系分别播种至少30株；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，从该株系内选取含有优良目标性状的可育株至少15个单株，分别标为F3-1B、F3-2B、F3-3B…单株自交留种获得F4代。
上述的辣/甜椒两用系选育方法，步骤4)的具体过程包括：选取F4代的至少15个株系，每个株系分别播种至少30株；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，从该株系内选取含有优良目标性状的可育株至少10个单株，分别标为F4-1B、F4-2B、F4-3B…单株自交留种获得F5代。
上述的辣/甜椒两用系选育方法，步骤5)的具体过程包括：选取F5代的至少10个株系，每个株系播种至少30株；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，将该株系内可育株花粉混合给不育株授粉，混合收集授粉种子获得M1代。
上述的辣/甜椒两用系选育方法，步骤6)的具体过程包括：M1代种植至少30株，M1代中可育株全为育性Aa杂合，取M1代中可育株花粉给不育株授粉，获得种子为M2代，M2代即为稳定遗传且后代出现可育株与不育株1：1分离的两用系。
上述的辣/甜椒两用系选育方法，目标性状包括：熟性、抗病性、丰产性、植株生长势、果实辣度、青熟果颜色、果实长度、果实宽度、果实肉厚中的至少一种。
例如：熟性可以分为早熟/中熟/晚熟、抗病性包括抗青枯病/病毒病/炭疽病/疮痂病/疫病等、丰产性可以单株挂果多/单果重为依据、植株生长势可以分为强/中/弱、果实辣度可以分为高辣/中辣/微辣、青熟果颜色可以分为墨绿/深绿/绿/浅绿/乳白、果实长度、宽度、果实肉厚可以分为厚/中/薄等。
上述的辣/甜椒两用系选育方法，各种目标性状根据人为指定的标准划分。即根据对目标性状的需求来划分标准和进行选择。
因此，大部分性状可以有具体的人为规定的判断和测量标准，如熟性可以通过第一花着生节位判断，始花节位越低，熟性越早，始花节位越高，熟性越晚；例如可以人为制定早熟判断标准：第一花着生节位低于10定为早熟；节位高于25定为晚熟，在中间值定为中熟；如抗病性，可以通过接种等方法，以病情指数判断其对某种病害的抵抗能力，免疫为最高、高感为最低，病情指数越低，抗病性越强。辣度也可以测定具体的数值。
也有靠人为观察的性状如生长势强或弱的判断、果实颜色墨绿、深绿、浅绿的判断等，尽管肉眼观察存在一定的主观性，但是在样本数量多，以及多代筛选趋势逐渐稳定的情况下，使得性状筛选始终朝着一个目标前进，主观判断下出现的少量误差完全不会影响最终的结果，而且这些判断方式都为本技术领域公知公认。
本发明方法中所述的目标性状优良的株系或者单株是指依据对目标性状的需求确定判断标准，进而选择目标性状突出的株系或单株。
本发明方法中所述的目标性状整齐是指：该株系在所有性状上，不仅仅是目标性状上，没有很大的分离。如植株高度上，高度比较一致；生长势上，没有非常明显的强弱之分；果实颜色大部分为接近同一种颜色等。
本发明的优势在于：
1)从F2代开始，每代选取目标性状优良的可育单株进行自交、提纯育种材料目标性状的优点，使目标基因快速纯和。
2)从F3代开始，每代淘汰全可育株系，使不育基因得以保存；F5代经过2代授粉杂交即可获得稳定的两用系。
本发明从F2代开始进行单株自交留种，每1代先淘汰全可育株系，从含有不育基因的株系中再选取目标性状优良的单株自交留种，兼顾了目标性状和育性；极大缩短了育种时间，是一种育种方法的创新。相较于回交转育两用系时间较长，约需10代才能转育成功；以及二环系法中特别是性状没有完全稳定，须做大量成对兄妹交组合，工作量大的缺陷，本发明具有显著的优势。
附图说明
图1为本发明选育方法的流程图。
图2为本发明选育的高辣度、抗炭疽病、果实深绿色朝天椒两用系15CL26AB。
具体实施方式
以下结合实施例旨在进一步说明本发明，而非形成对本发明的限制。
实施例：
在湖南省蔬菜研究所长沙育种试验基地、山西试验基地、海南三亚试验基地验证，可行性强，育性稳定。
高辣度、抗炭疽病、果实深绿色朝天椒两用系15CL26AB的选育：
高辣度判断：辣度在10000SHU以上定为高辣度；抗病毒病判断标准：病情指数不高于30.0；果实深绿色为肉眼判断。
2015.10-2016.3海南三亚：优良自交系15CL26，泰国朝天椒品种艳红后代分离中经多代单株选择，选育的单生朝天椒自交系，中晚熟，生长势强，叶绿色，第一花节位25-27节，株高117㎝左右，株幅85㎝左右。果实指形，果长9.0cm左右，果宽1.2cm左右，青熟果深绿色，成熟果红色，味辣(辣度40000SHU)。抗炭疽病，病情指数14.3。
不育源10CL207AB，田间发现的突变核不育株，经过多代株系内兄妹交选育的两用系，植株生长整齐一致，生长势强，大棚栽培株高135㎝左右，叶色深绿，植株开展度85㎝左右，第一花着生节位26节左右，花冠白色，花药紫色，干瘪瘦小，无花粉，花丝、花柱白色，柱头淡黄色，花柱长度为雄蕊长度的1.5倍左右。不育系属花粉败育型，在开花期正常的温度下，不育系花器变小，花朵开张度和花瓣均略小于正常花，花丝变短，花药瘦小、干瘪，不开裂或部分开裂，无花粉或仅极少花粉。TTC和KI染色测定花粉活力，结果表明，保持系花粉粒圆形，内含物充实，而雄性不育系花粉粒畸形、解体，显微观察看不到花粉粒。授粉后果长8.5㎝左右，果宽1.2㎝左右，单果重5.8g左右，果实指形，青果深绿色，生理成熟果为红色，味辣(辣度25000SHU)。炭疽病病情指数为30.8。
15CL26作父本、10CL207A(两用系内的不育株)作母本，杂交获得15CL26F1；
2016.3-2016.7湖南长沙：播种30株15CL26F1，自交混合留种得到15CL26F2；
2016.10-2017.3海南三亚：种植100株15CL26F2，出现可育株：不育株比例接近于3：1的分离，符合核不育系F2分离规律。从F2中选取高辣度、炭疽病病斑少(田间观察)、果实深绿色(肉眼判断)的30个可育单株，分别标记为15CL26F2-1B、15CL26F2-2B、15CL26F2-3B…15CL26F2-30B，单株分别自交留种；
2017.3-2017.7湖南长沙：分别播种15CL26F2-1B、15CL26F2-2B、15CL26F2-3B…15CL26F2-30B，每个株系种植30株，淘汰全可育、果实颜色墨绿或浅绿的株系，选取最高辣度(30000SHU)、炭疽病病情指数最低(25.3)、果实深绿色，其他农艺性状优良的株系15CL26F2-1B，标记为15CL26F3，其余全淘汰。从15CL26F3中选取高辣度、炭疽病病斑少(田间观察)、果实深绿色(肉眼判断)，其他农艺性状优良的15个可育株，分别标记为15CL26F3-1B、15CL26F3-2B、15CL26F3-3B…15CL26F3-15B，单株分别自交留种；
2017.10-2018.3海南三亚：分别播种15CL26F3-1B、15CL26F3-2B、15CL26F3-3B…15CL26F3-15B，每个株系种植30株，淘汰全可育、果实颜色墨绿或浅绿的株系，选取最高辣度(35000SHU)、炭疽病病情指数最低(23.8)、果实深绿色，其他农艺性状优良的株系15CL26F3-12B，标记为15CL26F4，其余全淘汰。从15CL26F4中选取高辣度、炭疽病病斑少(田间观察)、果实深绿色(肉眼判断)，其他农艺性状优良的10个可育株，分别标记为15CL26F4-1B、15CL26F4-2B、15CL26F4-3B…15CL26F4-10B，单株分别自交留种；
2018.3-2019.7湖南长沙：分别播种15CL26F4-1B、15CL26F4-2B、15CL26F4-3B…15CL26F4-10B，每个株系种植30株，淘汰全可育的株系，选取最高辣度(39000SHU)、炭疽病病情指数最低(19.2)、果实深绿色，其他农艺性状优良的株系15CL26F4-9B，标记为15CL26F5，其余全淘汰。15CL26F5已经过4代自交，性状稳定，将该株系内可育株(15CL26F5B)花粉混合给不育株(15CL26F5A)授粉，混合收集授粉种子获得15CL26M1；
2019.10-2020.3海南三亚：15CL26M1种植30株，取15CL26M1中可育株(15CL26M1B)花粉给不育株(15CL26M1A)授粉，获得种子为15CL26M2，15CL26M2即为稳定遗传且后代出现可育株与不育株1：1分离的两用系(对播种后小区内的不育株和可育株的数量进行统计)，命名为15CL26AB(图中为15CL26AB。辣度(40000SHU)、炭疽病病情指数(16.3)、果实深绿色。
对比例：
按照上述实施例进行种植，区别在于没有进行第四次自交，最终获得辣度(35000SHU)、炭疽病病情指数(23.8)、果实深绿色，其他农艺性状优良的株系15CL26F3-12B，标记为15CL26F4，在目标性状上，已经接近优良原自交系15CL26(辣度40000SHU、炭疽病病情指数14.3、青熟果深绿色)，但是没有达到理想的选育目标值。经历第4次或4次以上的自交选择后，基因才会更纯和、性状更稳定。

Claims (9)

1.一种辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用含有目标性状的稳定自交系作父本，稳定遗传的两用系不育株为母本，杂交获得F1代；F1代自交留种获得F2代；
2)播种F2代，F2代群体出现可育株与不育株的分离，从可育株里选取目标性状优良的单株分别自交留种获得F3代；
3)播种F3代，每个株系分别播种；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，从该株系内选取含有优良目标性状的可育株单株，分别自交留种获得F4代；
4)播种F4代，每个株系分别播种；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，从该株系内选取含有优良目标性状的可育株单株，分别自交留种获得F5代；
5)播种F5代，每个株系分别播种；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，将该株系内可育株花粉混合给不育株授粉，混合收集授粉种子获得M1代；
6)播种M1代，取M1代中可育株花粉给不育株授粉，获得种子为M2代，M2代即为稳定遗传且后代出现可育株与不育株1：1分离的两用系。
2.根据权利要求1所述的辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，步骤4)重复一次以上，获得Fn代，n取整数，且大于等于6，Fn代继续按照步骤5)和6)进行。
3.根据权利要求1或2所述的辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，步骤2)的具体过程包括：播种至少100株F2代，F2代群体出现可育株：不育株为3：1的分离，从可育株里选取目标性状优良的至少30个单株，分别标为F2-1B、F2-2B、F2-3B…单株分别自交留种获得F3代。
4.根据权利要求1或2所述的辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，步骤3)的具体过程包括：选取F3代的至少30个株系，每个株系分别播种至少30株；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，从该株系内选取含有优良目标性状的可育株至少15个单株，分别标为F3-1B、F3-2B、F3-3B…单株自交留种获得F4代。
5.根据权利要求1或2所述的辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，步骤4)的具体过程包括：选取F4代的至少15个株系，每个株系分别播种至少30株；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，从该株系内选取含有优良目标性状的可育株至少10个单株，分别标为F4-1B、F4-2B、F4-3B…单株自交留种获得F5代。
6.根据权利要求1或2所述的辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，步骤5)的具体过程包括：选取F5代的至少10个株系，每个株系播种至少30株；淘汰全可育株的株系，选取1个目标性状整齐、优良且含有不育株的株系，将该株系内可育株花粉混合给不育株授粉，混合收集授粉种子获得M1代。
7.根据权利要求1或2所述的辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，步骤6)的具体过程包括：M1代种植至少30株，M1代中可育株全为育性Aa杂合，取M1代中可育株花粉给不育株授粉，获得种子为M2代，M2代即为稳定遗传且后代出现可育株与不育株1：1分离的两用系。
8.根据权利要求1或2所述的辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，目标性状包括：熟性、抗病性、丰产性、植株生长势、果实辣度、青熟果颜色、果实长度、果实宽度、果实肉厚中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的辣/甜椒两用系选育方法，其特征在于，各种目标性状根据人为指定的标准划分。
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