CN112616654A - 一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法 - Google Patents

一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，以三隐性细胞核雄性不育系中的不育株为第一代母本，与具有目标性状的第一代父本杂交，其杂交子代自交；自交子代中与第一代父本性状相似的不育株与第一代父本杂交，杂交子代自交，循环多次后选育出BCnF2代种子；n代表自交子代中不育株与第一代父本杂交的次数；BCnF2代自交，选育出临保系；BCnF2代兄妹交，选育出纯合不育系；对符合目标性状的纯合不育系与同质临保系分别进行大量繁殖；纯合不育系和临保系杂交，其杂交子代为全不育系，全不育系与恢复系杂交，得到杂交油菜品种。全不育系不育株率为100％，有利于扩大母本行比与种植面积，提高了单位面积的制种产量和制种效率，且恢复系广泛。

Description

一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法
技术领域
本发明涉及油菜育种领域，特别涉及一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法。
背景技术
目前，油菜制种的传统种植方式是按一定的行比(母∶父为4∶2、5∶2或6∶2)不等进行播种。在成熟收割前先收割父本，再割母本，分别收割，分别晒干后单收、单运、单贮。从播种到收割全过程中，管理十分繁琐，用工序多，制种成本高且杂交种子纯度难以得到保证。
现阶段大部分杂交油菜品种都是利用玻里马细胞质雄性不育三系系统和细胞核雄性不育两系系统制种生产杂交种子。在制种过程中，玻里马细胞质雄性不育三系系统(pol cms)母本在开花期遇低温容易产生大部分单株有微量花粉容易自交结实，影响制种纯度，需要前期打顶处理等工序。油菜细胞核雄性不育(GMS)两系制种中，母本行在开花初期需要彻底清除占50％左右的可育株，工作量大，费工费时，做到彻底清除难度大，从而影响制种纯度，且制种成本高。
发明内容
为克服油菜玻里玛细胞质雄性不育(polMCS)三系制种过程中的母本微粉现象和油菜隐性细胞核雄性不育(RGMS)两系不育系统的母本需要拔除50％可育株的问题，本发明提供了一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法。
本发明提供的适合机械化生产的杂交油菜选育方法，包括以下步骤：
以三隐性细胞核雄性不育系中的不育株为第一代母本，与具有目标性状的第一代父本杂交，其杂交子代自交；
自交子代中与第一代父本性状相似的不育株与第一代父本杂交，杂交子代自交，循环多次后选育出BCnF2代种子；n代表自交子代中不育株与第一代父本杂交的次数；
BCnF2代自交，选育出临保系；BCnF2代兄妹交，选育出纯合不育系；
对符合目标性状的同质纯合不育系与临保系分别进行大量繁殖；
纯合不育系和临保系杂交，其杂交子代为全不育系，全不育系与恢复系杂交，得到杂交油菜品种。
在上述技术方案的基础上，第一代母本为194AB株系中的不育株。
在上述技术方案的基础上，第一代父本为抗菌核病、抗倒伏、高油、经济性状好的T153株系。
在上述技术方案的基础上，第一代母本为194AB株系中的不育株与第一代父本为抗菌核病、抗倒伏、高油、经济性状好的T153株系杂交，杂交子代自交，自交子代中与第一代父本性状相似的不育株与第一代父本杂交，循环4次后选育出BC4F2代种子。
在上述技术方案的基础上，临保系的选育方法为：BCnF2代中全部可育株自交，且BCnF2代花粉与已知隐性细胞核雄性不育纯不育系测交；BCnF2代可育株对应的测交子代不育株率为100％、且其对应的自交子代无育性分离时，确定自交子代为临保系。
在上述技术方案的基础上，选择符合目标性状的临保系进行大面积自交网室隔离繁殖。
在上述技术方案的基础上，纯合不育系与临保系具有目标性状。
在上述技术方案的基础上，纯合不育系的选育方法为：BCnF2代中可育株与不育株兄妹交，得兄妹交F1代种子；兄妹交F1代不育株率达到50％时，取不育株与临保系测交，若测交子代不育株率为100％，确定兄妹交F1代中不育株为纯合不育系。
在上述技术方案的基础上，纯合不育系通过BCnF2代兄妹交大面积网室隔离繁殖。
在上述技术方案的基础上，全不育系的选育方法为：同质纯合不育系与临保系杂交，得到杂交F1代种子；杂交F1代不育株率为100％，确定杂交F1代为全不育系。
在上述技术方案的基础上，全不育系通过同质纯合不育系与同质临保系按一定行比杂交制种大面积网室隔离繁殖。
在上述技术方案的基础上，确定可育株和不育株的方式为：花期调查，鉴定育性。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
(1)本发明将T153的抗倒伏、抗菌核病、高油优良性状转育到194AB中，成功选育出同质纯合不育系194A与临保系9TAM，二者杂交得到全不育系G1949A，全不育系G1949A不育株率为100％，有利于扩大母本行比与种植面积，且G1949A具有抗倒伏，抗菌核病、抗裂果等特点，适宜于机械化播种与收获，提高了单位面积的制种产量和制种效率。
(2)本发明G1949A的恢复系广泛，易配置多个优势强的杂交品种，同时也能扩大行比，适宜于机械化制种生产。
(3)本发明带来了播种方式的改变，原按母本、父本行比(4:2、5:2、6:2)播种，只能人工收割，机械化无法操作。现按母本2.4m宽播种，父本按1.2m宽播种，可以做到专用机械播种母本和父本，全程机械化操作，选择好隔离区在父本、母本开花期放蜜蜂辅助授粉，提高母本结实率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的适合机械化生产的杂交油菜选育方法流程图；
图2为本发明实施例提供的从BCnF2代中选育出临保系和纯合不育系的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中，ms3ms3ms4ms4为隐性不育基因，MS3MS3MS4MS4为显性可育基因，RfRf为显性恢复基因，rfrf为隐性恢复基因，可育株基因型有3种：MS3_ms4_Rf_，ms3_Ms4_Rf_，ms3ms3ms4ms4rfrf。本发明采用的三隐性细胞核雄性不育系(GMS)中，临保系(TAM，ms3ms3ms4ms4rfrf)表现为可育株，纯合不育系(ms3ms3ms4ms4RfRf)表现为不育株，恢复系(MS3MS3MS4MS4RfRf)表现为可育株，纯合不育系和临保系的杂交后代全不育系(ms3ms3ms4ms4Rfrf)不育株率为100％。目标性状为同时具有抗倒伏、抗病、高油性状。
本发明提供的适合机械化生产的杂交油菜选育方法，包括以下步骤：
以三隐性细胞核雄性不育系中的不育株为第一代母本，与具有目标性状的第一代父本杂交，其杂交子代自交；
自交子代中与第一代父本性状相似的不育株与第一代父本杂交，杂交子代自交，循环多次后选育出BCnF2代种子；n代表自交子代中不育株与第一代父本杂交的次数；
BCnF2代自交，选育出临保系；BCnF2代兄妹交，选育出纯合不育系；
对符合目标性状的同质纯合不育系与临保系分别进行大量繁殖；
纯合不育系和临保系杂交，其杂交子代为全不育系，全不育系与恢复系杂交，得到杂交油菜品种。
临保系的选育方法具体为：BCnF2代中全部可育株自交，且BCnF2代花粉与已知隐性细胞核雄性不育纯不育系测交；BCnF2代可育株对应的测交子代不育株率为100％、且其对应的自交子代无育性分离时，确定自交子代为临保系。
纯合不育系的选育方法具体为：BCnF2代中可育株与不育株兄妹交，得兄妹交F1代种子；当兄妹交F1代不育株率达到50％时，取不育株与临保系测交，若测交子代不育株率为100％，确定兄妹交F1代中不育株为纯合不育系。
全不育系的选育方法为：同质纯合不育系与临保系杂交，得到杂交F1代种子；杂交F1代不育株率为100％，确定杂交F1代为全不育系。
在上述技术方案的基础上，选择符合目标性状的临保系进行大面积自交繁殖，纯合不育系通过BCnF2代兄妹交大面积繁殖，纯合不育系与临保系杂交制种大面积繁殖全不育系，纯合不育系、临保系、全不育系均具有目标性状。
本发明在油菜制种过程中，苗期、蕾苔期、初花期、成熟期等各期均除杂去劣，以确保种子纯度，具体地：苗期除去叶型差异大，叶色明显不同的杂苗、劣苗；蕾苔期生长不整齐的异形苗，明显的过早、过迟现蕾的苗；初花期过早开花、母本不育株行中的可育株，异型株应及时拔除，父本行中的非本品种的父本苗，花期过早、过迟的异型株苗及时除去；成熟期在母本行中的结实性异常的单株，返花不结实的异型株及时除去。
本发明制种的母本、父本成熟收获时，分别用不同的收割机收割母本行和父本行，在田间收割过程中，区分开母本与父本种子编号，单收、单运、单晒、单贮，严防机械混杂，确保种子质量。
实施例
上述适合机械化生产的杂交油菜选育方法的具体步骤如下:
(1)将T153株系的抗倒伏、抗菌核病基因转育到194AB中：
以已有的三隐性细胞核雄性不育系194AB中的不育株(基因型：1/2ms3ms3ms4ms4RfRf+1/2Ms3ms3ms4ms4RfRf)为第一代母本，以抗菌核病、抗倒伏、高油、经济性状好的T153株系(基因型：Ms3Ms3----或Ms4Ms4----)为第一代父本，杂交，第一年春季得到F1代种子。第一年夏季，在甘肃省民乐县春油菜区科研基地播种F1代种子，F1代自交，得到F2代种子。
(2)第一年秋季，在湖北省仙桃市播种F2代种子；第二年春季，花期调查，鉴定F2代育性，从F2代株系群中选择不育株作为母本，以T153株系为父本，继续杂交，得到BC1F1代种子；第二年夏季，在甘肃省民乐县春油菜区播种BC1F1代种子，BC1F1代自交，得到BC1F2代种子。
(3)第二年秋季，在湖北省仙桃市播种BC1F2代种子；第三年春季，花期调查，鉴定BC1F2代育性，从BC1F2代中选择与T153株系性状相似的优良不育株作为母本，以T153株系作为父本，杂交，得到BC2F1代种子；第三年夏季，在甘肃省民乐县春油菜区科研基地播种BC2F1代，BC2F1代自交，得到BC2F2代种子。
(4)步骤(3)循环两次，得到BC4F2代种子；
(5)第五年秋季，在湖北省仙桃市播种BC4F2代种子；第六年春季，花期调查，确定BC4F2代育性。
将BC4F2代中的全部可育株(基因型：Ms3Ms3Ms4Ms4Rf__+ms3ms3ms4ms4rfrf)自交套袋，并逐一编号挂牌；并分别取可育株的花粉与已知隐性细胞核雄性不育纯合不育系(基因型：不育株1/2ms3ms3ms4ms4RfRf+可育株1/2Ms3ms3ms4ms4RfRf)中的不育株测交，并挂牌，与可育株花粉编号一一对应，获得测交F1代种子。
将BC4F2代中可育株(1/2Ms3ms3ms4ms4RfRf)的花粉与同株行中不育株(1/2ms3ms3ms4ms4RfRf)做兄妹交，得到兄妹交F1代种子。
(6)第六年夏季，在甘肃省民乐县春油菜区科研基地播种测交F1代种子，花期调查，确定测交F1代育性，若测交F1代不育株率为100％，推断其基因型为ms3ms3ms4ms4Rfrf，其对应的BC4F2代可育株理论上为临保系(基因型：ms3ms3ms4ms4rfrf)，若该BC4F2代可育株自交后代无育性分离，确定为临保系(9TAM)，选择具有抗病、抗倒伏、高油性状的临保系优良单株进行大量自交繁殖，用于大面积生产开发。注意在临保系繁殖过程中做好亲本的防杂保纯工作。
第六年夏季，同时在甘肃省民乐县春油菜区科研基地播种兄妹交F1代种子，花期调查，鉴定兄妹交F1代育性，当同株行中50％为不育株时，取该株行中不育株与已知临保系测交，若测交子代100％为不育株，确定兄妹交F1代的不育株为纯合不育系(194A)。
(7)将步骤(6)得到的同质纯合不育系(194A)与同质临保系(9TAM)按一定行比(6:2)在隔离网室中大量杂交制种繁殖，用于大面积生产开发，制得大量的全不育系(G1949A)，G1949A花期鉴定为100％不育，无须在母本行中拔除50％的可育株，因此适宜于机械化制种生产。
全不育系G1949A为全不育株，与具有目标性状的恢复系杂交，获得杂交油菜品种种子。
本发明转育的同质纯合不育系与同质临保系稳定，二者制种年产量均达200kg/亩；杂交油菜品种种子的年产量可达230～250kg/亩，育种周期6年。
实际制种过程中，步骤(7)父本和母本需要分别使用专用的播种机和收割机，以防混杂。播种期，杂交F1代种子作为母本(G1949A，全不育株)按12行2.4m的规格播种，行株距按生产试验要求调节，一般直播用量母本150g/亩；父本(3219R，恢复系)按6行1.2m的规格播种，行距按生产实验要求调节，一般直播用种量(父本)80g/亩。成熟期母本和父本分别采用不同的机械进行单收、单运、单藏，不但有利于机械化操作，且能防止机械混杂。
实际制种过程中，选育出的各杂交品种的父本、母本在制种生产基地经过1-2年的生育期鉴定试验，可确定父本、母本的生育期长短。根据母本父本的生育期长短调节母本父本的最佳播种期，如果父本生育期长就先提前播父本，母本生育期长就先播母本种子，来保证父母本花期相遇，以提高制种产量。通过以下实例来解释花期调整方法：
甲品种(1949A×3219RDH)在制种区生育期种植鉴定，父本3219RDH的初花期6月9日，母本1949A的初花期6月3日，母本与父本开花早6天；根据鉴定结果：在安排甲品种制种时，应将父本种子提前5-6天播种后，再播母本。如：父本4月5日播种，母本4月10-11日播种。这样父本、母本可以在6月5-9日同时开花，保证正常花期相遇。
乙品种(1911A×R11)在父母本种植鉴定：父本R11初花期6月1日，母本1911A初花期6月5日，根据鉴定结果：应将母本提前4-5天播种。如父本、母本开花期同期，即可同期播种；一般父本比母本开花早1-2天为好，这样有利于提高杂交种子的纯度。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于，包括以下步骤：
以三隐性细胞核雄性不育系中的不育株为第一代母本，与具有目标性状的第一代父本杂交，其杂交子代自交；
自交子代中与第一代父本性状相似的不育株与第一代父本杂交，杂交子代自交，循环多次后选育出BCnF2代种子；n代表自交子代中不育株与第一代父本杂交的次数；
BCnF2代自交，选育出临保系；BCnF2代兄妹交，选育出纯合不育系；
对符合目标性状的同质纯合不育系与临保系分别进行大量繁殖；
纯合不育系和临保系杂交，其杂交子代为全不育系，全不育系与恢复系杂交，得到杂交油菜品种。
2.根据权利要求1所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：所述第一代母本为194AB株系。
3.根据权利要求1所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：所述第一代父本为抗菌核病、抗倒伏、高油、经济性状好的T153株系。
4.根据权利要求1所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：临保系的选育方法为：BCnF2代中全部可育株自交，且BCnF2代花粉与已知隐性细胞核雄性不育纯不育系测交；BCnF2代可育株对应的测交子代不育株率为100％、且其对应的自交子代无育性分离时，确定自交子代为临保系。
5.根据权利要求4所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：选择符合目标性状的临保系进行大面积自交网室隔离繁殖。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：所述纯合不育系、临保系、全不育系均具有目标性状。
7.根据权利要求1所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：纯合不育系的选育方法为：BCnF2代中可育株与不育株兄妹交，得兄妹交F1代种子；兄妹交F1代不育株率达到50％时，取不育株与临保系测交，若测交子代不育株率为100％，确定兄妹交F1代中不育株为纯合不育系。
8.根据权利要求7所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：纯合不育系通过BCnF2代兄妹交大面积网室隔离繁殖。
9.根据权利要求1所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：全不育系的选育方法为：同质纯合不育系与临保系杂交，得到杂交F1代种子；杂交F1代不育株率为100％，确定杂交F1代为全不育系。
10.根据权利要求1所述的一种适合机械化生产的杂交油菜选育方法，其特征在于：全不育系通过同质纯合不育系与同质临保系按一定行比杂交制种大面积网室隔离繁殖。
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