CN112493117B - 一种多主薹簇生型油菜品种的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多主薹簇生型油菜品种的选育方法，包括以下步骤：利用白菜型油菜农家品种为母本，甘蓝型油菜绿肥品种作为父本进行杂交；以获得的F1植株为母本进行回交获得BC2F1群体，构建BC2F1分离群体或连续自交，选择育性正常、主茎数量≥3的单株进行小孢子离体培养；经过芥酸和硫甙含量测定后，保留种子芥酸和硫苷含量优于国家“双低”油菜籽标准的DH株系，即得。该选育方法简单易操作，效率高，选育得到的多主薹簇生型油菜品种主薹数量多，抽薹早，具有多主茎同步齐生的特征，且主薹着生高度一致，可克服目前甘蓝型油菜薹用不适合机械化收割、一次采薹产量不高的品种技术障碍。

Description

一种多主薹簇生型油菜品种的选育方法

技术领域

本发明属于油菜育种技术领域，具体涉及一种多主薹簇生型油菜品种的选育方法。

背景技术

油菜是世界三大油料作物之一，我国油菜科技工作者通过大量研究充分证明油菜除油用外，还具备花用、肥用、菜用、饲用、蜜用等多功能利用价值。油菜纯油用的相对经济效益不高的条件下，合理开发油菜多功能实现“一菜多用”，是提升油菜产业竞争力的重要举措。油菜薹富含膳食纤维、胡萝卜素、维生素C，具有助消化，提升人体免疫力的保健作用。双低优质油菜薹因味道鲜美、营养功能显著等特性而逐步受到消费者的青睐。前人的研究结果表明，收获菜薹可为农名每亩增加1476元左右的收入。我国油菜的常年种植面积达万以上，长江流域的油菜生产面积占全国的以上80％，如果在长江流域的油菜生产中发展薹用油菜，以扩产菜薹计算，可生产油菜菜薹880万吨。因此，在长江流域，发展薹肥两用品种将促进我国油菜的发展。

同时油菜用作绿肥，可显著提高土壤肥力，和改善土壤结构，对后季作物有明显的增产效益。在我国南方地区，由于油菜的培肥作用及对酸性土壤具有较强的适应性，通常作为改良土壤的先锋作物。但由于绿肥种植本身不产生直接经济效益，农民种植积极性普遍不高，在某种程度上制约了油菜绿肥产业的发展。如何最大限度地挖掘现有油菜绿肥品种的生产潜力，发挥其综合经济效能，是当前绿肥产业发展的重要课题。而发展“蔬肥两用”甘蓝型油菜品种可以利用油菜的价值，在帮助农民增收的同时，对土壤进行改良。

然而，目前种植的菜用油菜大多都属于单主薹株型，主薹与侧薹呈明显主次关系，一方面不利于机械化采收操作，另一方面限制了菜薹产量潜力的发挥，在很大程度上增加了油菜薹用的生产成本。另外，单株主薹数量多可增加在蕾苔期生物量和再生分枝能力，又有利于翻压作为绿肥进行利用。因此，培育多主薹品种是解决油菜作为蔬菜和绿肥综合利用的一个重要途径。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，创制适合机械化采薹的纯合、稳定的多主薹簇生型油菜品种，解决目前油菜单一主薹用于采薹产量低、不适合机械化操作和肥用生物量不高的技术问题，并进一步拓展甘蓝型油菜多功能应用领域，提升油菜生产效益。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种多主薹簇生型油菜品种的选育方法，包括以下步骤：

1)利用白菜型油菜农家品种为母本，甘蓝型油菜绿肥品种作为父本进行杂交，得到F1植株；

2)以所述步骤1)获得的F1植株为母本，以所述甘蓝型油菜绿肥品种为父本进行回交，获得BC1F1群体；

3)在所述步骤2)的BC1F1群体中选择育性正常、抽薹期<90天、分枝习性为下生分枝的单株作母本进行回交，获得BC2F1群体；

4)将BC2F1群体种子播种，构建BC2F1分离群体，筛选育性正常、主薹数量≥3的多主薹单株；或在BC2F1分离群体中筛选育性正常、分枝习性为下生分枝的单株进一步自交，直至筛选到主薹数量≥3的多主薹单株；

5)初花期，将所述步骤4)获得的多主薹单株进行小孢子离体培养，获得DH分离群体；

6)在所述步骤5)获得的DH群体中，选择育性正常、抽薹期<90天、且主薹数量≥3的单株进行自交留种，获得多主薹簇生性状纯合双单倍体种子；

7)对所述步骤6)筛选获得的多主薹簇生纯合双单倍体种子进行芥酸和硫甙含量测定，保留芥酸含量≤2.00％、硫苷含量≤30.00μmol/g、主薹数量为3-6个的株系，即获得所述适合蔬肥两用的多主薹簇生型甘蓝型油菜品种。

本发明将获得的性状优异的多主薹簇生型油菜品种进行繁殖、鉴定，经专家现场认定，该品种的多主薹簇生型性状纯合、稳定，命名为“绿薹1号”。“绿薹1号”甘蓝型油菜双单倍体品种，主薹数量多，蕾苔期可同步发育主薹数量为3-5个；抽薹早，南方9月播种后80-90天可采薹；主薹着生高度一致，薹长30-35厘米，各主薹着生点的高度差<2.0厘米，且符合农作物品种一致性、稳定性、新颖性的要求，在蕾苔期有利于利用机械化菜薹，可克服目前甘蓝型油菜薹用不适合机械化收割、一次采薹产量不高的品种技术障碍；育成品种种子品质优于国家“双低”油菜籽标准，生产的菜薹风味佳，可作蔬菜用；采薹后剩余营养体或再生植株可翻压用作绿肥，实现甘蓝型油菜“蔬肥”两用模式生产。

上述的选育方法，优选的，所述白菜型油菜农家品种为洞口甜油菜，具有生育期短，下生分枝，且分枝丛生，有利于早熟、多分枝、丛生分枝等性状的遗传重组产生。

优选的，所述甘蓝型油菜绿肥品种为油肥1号，具有生育期短、矮杆、营养物质积累快等特点。

优选的，所述步骤4)中，构建的BC2F1分离群体的数量≥4000株。构建的分离群体数量越多，越有利于性状的选择。

优选的，所述多主薹单株还可以通过EMS诱变处理得到，可以缩短选育周期，提高选育效率。EMS诱变处理的操作方法具体包括如下步骤：将所述步骤3)的BC2F1群体种子浸泡9-10h，去掉干瘪漂浮的种子，然后用体积浓度0.8％的EMS溶液进行浸泡处理，处理时间为7-8h，处理温度为20-25℃，然后用水连续冲洗处理后的种子4-5h，获得诱变M0代种子。

在EMS诱变处理中，一方面要考虑处理剂量越大，诱变发生概率越高；但另一方面若诱变处理剂量越大，对生物个体的致死率越高，诱变处理个体不能存活。因此，为了确保突变概率与个体存活率的最大化，选择半致死剂量处理是最佳选择。采用0.8％体积浓度的EMS溶液浸泡处理后的BC2F1群体种子最接近半致死率，因此选择用体积浓度0.8％的EMS溶液进行浸泡处理。

优选的，所述步骤5)中，所述小孢子离体培养的具体包括如下步骤：将所述步骤4)获得的多主薹单株上的花蕾，利用70％乙醇消毒1min，0.1％HgCL₂消毒10min，消毒后放入试管中，加入1mL含质量百分比13％蔗糖的B5液体培养基，碾花蕾成匀浆；在0.44μm尼龙膜的漏斗中过滤，用10mL的离心管收集滤液；加B5液体培养基至2/3刻度，离心5min，转速1000rpm/min；弃上清液，加B5液体培养基重新悬浮，离心5min，转速500rpm/min，重复该步骤一次；弃上清液，加入含质量百分比为16％蔗糖和50mg/L秋水仙碱的NLN培养基重新悬浮，按2-3个蕾/mL的密度分装到6cm直径的培养皿，每皿2mL悬浮液；置于32℃条件下，暗培养48h后，每皿加2mL含质量百分比为13％蔗糖的NLN培养基，置于25℃继续暗培养，直至出现待肉眼可见幼胚；将含有幼胚的培养皿置于25℃恒温摇床上，转速为55rpm/min，振荡培养至子叶期胚后，转入含质量百分比为2％蔗糖和7g/L琼脂粉的固体B5培养基上继代培养，继代培养过程每一个幼胚分化单株利用芽尖再生分为三个单株，得到的继代苗移栽后，获得所述多主薹单株的DH分离群体。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的选育方法，简单易操作，效率高，选育得到的多主薹簇生型油菜品种主薹数量多，抽薹早，具有多主茎同步齐生的特征，在蕾苔期可以利用机械化菜薹；生产的菜薹风味佳，可作蔬菜用；采薹后剩余营养体或再生植株可翻压用作绿肥，实现甘蓝型油菜“蔬肥”两用模式生产；可克服目前甘蓝型油菜薹用不适合机械化收割、一次采薹产量不高的品种技术障碍。

2、本发明还通过对芥酸和硫苷含量测定和筛选，选育的多主薹簇生型油菜品种种子品质优于国家“双低”油菜籽标准，硫苷含量为21.2μmol/g、芥酸含量为0.0％，还可以用于其他甘蓝型油菜品种的改良。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的选育流程图；

图2是实施例1选育得到的“绿薹1号”实物图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

一种多主薹簇生型油菜品种的选育方法，如图1所示，具体选育过程如下：

1.实施材料

“油肥1号”为湖南省作物研究所选育的甘蓝型油菜绿肥专用型品种，具有生育期短、矮杆、营养物质积累快等特点；“洞口甜油菜”为在湖南省收集的白菜型油菜农家品种，具有生育期短、抽薹早、下生分枝、且分枝丛生的特征。

2.多主薹簇生型甘蓝型油菜品种选育

2.1甘蓝型油菜与白菜型油菜种间杂交BC1分离群体的构建

2016年春，将白菜型油菜农家品种洞口甜油菜未开放的花蕾去雄后，取“油肥1号”的花粉进行授粉，得到F1种子；在2016年5月将收获的F1种子播种于人工气候箱，种子露白后，5℃条件下低温春化处理15天后，转移至25℃条件继续培养，花期随机选取4个单株，将未开放的花蕾去雄之后，取“油肥1号”的花粉进行授粉，以获得BC1F1群体种子。

2.2早发、下生分枝材料选育

2016年10月，将上述BC1F1群体种子播种于湖南长沙水旱轮作后的试验田，共获得361个单株。对群体单株的抽薹时间、育性和分枝习性等方面进行考察，筛选出4个抽薹最早(抽薹期<90天)、多分枝多、分枝习性为下生分枝的育性正常目标单株。将4个单株未开放的花蕾去雄后，与“油肥1号”回交，获得4个BC2F1群体种子。

2.3主薹数量≥3的单株筛选与鉴定

本实施例的目的是从BC2F1群体或其后代中筛选出育性正常、抽薹期<90天、且主薹数量≥3的单株，具体可以选用以下两种方法：

方法一、BC2F1自然群体筛选

将BC2F1群体种子播种于湖南长沙水旱轮作试验田，构建4000株以上的BC2F1分离群体，连续自交2-4代，直到筛选出育性正常、抽薹期<90天、且主薹数量≥3的多主薹单株，最终获得5个多主薹单株。

也可以在BC2F1分离群体中筛选育性正常、下生分枝单株进一步自交，直至筛选到主薹数量≥3的多主薹单株。

方法二、BC2F1种子EMS诱变群体

BC2F1群体种子通过EMS诱变处理，增加后代分离群体的变异几率，具体操作如下：

先将BC2F1群体种子浸泡9h，去掉干瘪漂浮的种子，然后分别用体积浓度为0.3％、0.5％、0.8％、1.2％浓度的EMS溶液浸泡处理，以ddH₂O浸泡处理作为对照，在温度为20-25℃浸泡处理9-10h，然后用自来水连续冲洗处理后的种子10h。将种子晾干后立即进行发芽率检测，确定诱变处理BC3F1群体种子的最佳EMS浓度，结果0.3％、0.5％、0.8％、1.2％和ddH₂O的发芽率分别为82.2％、73.9％、46.6％、29.5％、95.8％。其中0.8％浓度EMS溶液浸泡处理后的BC2F1群体种子最接近半致死率，因此将该处理剂量的种子即为M0代诱变处理种子。

本发明将上述M0代诱变处理种子播种于湖南长沙水旱轮作试验田，获得1535个M1代诱变单株。通过全面考察M1代诱变单株的育性、抽薹时间、分枝节位，筛选获得3个具有主薹数量≥3的多主薹单株，进行吊牌标记。

2.4多主薹簇生性状的快速纯合、稳定

取上述5个多主薹单株上3-4mm大小的花蕾，在无菌条件下，利用70％乙醇消毒1min，0.1％HgCL2用消毒10min，然后用无菌水冲洗3次，每次5min。将消毒好的花蕾放入试管中，加入1mL的B5液体培养基(品牌：Solarbio，货号B8830-250g，加入质量比13％的蔗糖)，碾花蕾成匀浆；利用0.44μm尼龙膜的漏斗中过滤，用10mL的离心管收集滤液；加B5液体培养基至2/3刻度，离心5min，转速1000rpm/min。弃上清液，加B5液体培养基重新悬浮，离心5min，转速500rpm/min，重复该步骤一次。弃上清液，加入NLN-16培养基(品牌：Solarbio，货号：LA6900-250g，含质量比为16％的蔗糖和50mg/L的秋水仙素)重新悬浮，按2蕾/mL的密度分装到6cm直径的培养皿，每皿2mL悬浮液；置于32℃条件下，暗培养48h后，每皿加NLN-13培养基(品牌：Solarbio，货号：LA6900-250g，含质量比为13％的蔗糖)2mL，置于25℃继续暗培养，直至出现待肉眼可见幼胚；将含有幼胚的培养皿置于25℃恒温摇床上，转速为55rpm/min，振荡培养至子叶期胚后，转入B5固体培养基(品牌：Solarbio，货号B8830-250g，含质量比为2％的蔗糖和7g/L的琼脂)上继代培养,继代培养过程每一个幼胚分化单株利用芽尖再生分为三个单株。将继代苗移栽至湖南长沙水旱轮作试验田，共获得112个株系。考察上述112个株系的育性、花器官大小、蕾苔期、主茎数量、分枝节位等表型性状，筛选获得86个育性和花器官发育正常的株系，即加倍成功的DH系。

筛选上述86个DH系中抽薹期早、且具有3-6个主薹簇生的DH单株，进行隔离自交授粉留种，留种种子利用近红外分析仪测定硫苷和芥酸含量。将抽薹最早的主薹簇生型DH系播种于青海西宁试验田，进行品种一致性、稳定性、特异性鉴定，结果表明获得的DH系群体单株均有3-6个主茎同步齐生，苔期、花期一致性好。该DH系即为“绿薹1号”，如图2所示。

3绿薹1号的性状鉴定

2019年9月27日，将上述获得的“绿薹1号”播种与湖南长沙试验田，小区面积20平方米，密度2.0万株/亩，田间管理参照国家区试试验标准。11月28日抽薹，次年1月20日初花，2月8日盛花，4月30日成熟，蕾苔期表现为3-5个主薹齐生，主茎的分岔点离地高20cm左右，薹茎粗(直径)2.0cm左右，薹茎长35cm左右。现场测产，采摘25cm菜薹，折合薹亩产1800-2000公斤。利用近红外分析仪(Matrix-1,Bruker,Germany,OPUS/QUANT5.5software)测定3个单株自交种子的芥酸和硫苷含量，平均硫苷含量为21.2μmol/g(饼粕)、芥酸含量为0.0％，优于国家“双低”标准。经过专家现场评议，认为本发明多主薹簇生油菜品种“绿薹1号”多主薹并生的性状一致、稳定，在机械化采薹适应方面具有一定优势，且采薹后的再生植株仍可用于南方绿肥生产。

Claims (3)

1.一种多主薹簇生型油菜品种的选育方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）利用白菜型油菜农家品种为母本，甘蓝型油菜绿肥品种作为父本进行杂交，得到F1植株；所述白菜型油菜农家品种为洞口甜油菜；所述甘蓝型油菜绿肥品种为油肥1号；

2）以所述步骤1）获得的F1植株为母本，以所述甘蓝型油菜绿肥品种为父本进行回交，获得BC1F1群体；

3）在所述步骤2）的BC1F1群体中选择育性正常、抽薹期<90天、分枝习性为下生分枝的单株作母本进行回交，获得BC2F1群体；

4）将BC2F1群体种子播种，构建BC2F1分离群体，筛选育性正常、主薹数量≥3的多主薹单株；或在BC2F1分离群体中筛选育性正常、分枝习性为下生分枝的单株进一步自交，直至筛选到主薹数量≥3的多主薹单株；

5）初花期，将所述步骤4）获得的多主薹单株进行小孢子离体培养，获得DH分离群体；

6）在所述步骤5）获得的DH群体中，选择育性正常、抽薹期<90天、且主薹数量≥3的单株进行自交留种，获得多主薹簇生性状纯合双单倍体种子；

7）对所述步骤6）筛选获得的多主薹簇生纯合双单倍体种子进行芥酸和硫甙含量测定，保留芥酸含量≤2.00%、硫苷含量≤30.00μmol/g、主薹数量为3-6个的株系，即获得适合蔬肥两用的多主薹簇生型甘蓝型油菜品种。

2.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述步骤4）中，构建的BC2F1分离群体的数量≥4000株。

3.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述步骤5）中，所述小孢子离体培养的具体方法包括如下步骤：将所述步骤4）获得的多主薹单株上的花蕾，利用70%乙醇消毒1min，0.1%HgCL₂消毒10min，消毒后放入试管中，加入1mL含质量百分比13%蔗糖的 B5液体培养基，碾花蕾成匀浆；在0.44μm尼龙膜的漏斗中过滤，用10mL的离心管收集滤液；加B5液体培养基至2/3刻度，离心5min，转速1000rpm/min；弃上清液，加B5液体培养基重新悬浮，离心5min，转速500rpm/min，重复该步骤一次；弃上清液，加入含质量百分比为16%蔗糖和50mg/L秋水仙碱的NLN培养基重新悬浮，按2-3个蕾/mL的密度分装到6cm直径的培养皿，每皿2mL悬浮液；置于32℃条件下，暗培养48h后，每皿加2mL含质量百分比为13%蔗糖的NLN培养基，置于25℃继续暗培养，直至出现待肉眼可见幼胚；将含有幼胚的培养皿置于25℃恒温摇床上，转速为55rpm/min，振荡培养至子叶期胚后，转入含质量百分比为2%蔗糖和7g/L琼脂粉的固体B5培养基上继代培养，继代培养过程每一个幼胚分化单株利用芽尖再生分为三个单株，得到的继代苗移栽后，获得所述多主薹单株的DH分离群体。

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