CN1148116C - 生产植物杂交种的新方法 - Google Patents
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Abstract
生产植物杂交种的新方法，其特征是，改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不育系或自交不亲和个体的生长环境和组织培养条件，使所述品种、杂种、品系或个体雄性不育或自交不亲和，用雄性可育或未改变生长环境的品种、品系、杂种与所述雄性不育或自交不亲和品种、杂种、品系杂交，获得杂交种或多交种。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物育种方法。
背景技术
目前，人类生产植物杂交种的方法主要有，①.三系法，即用保持系与不育系杂交，繁殖不育系种子，再用恢复系与不育系杂交，生产杂交种，这种方法不育系需异交繁殖，种子成本高，且恢复系较难选育，具有较大的局限性(袁隆平等，《杂交水稻育种栽培学》，湖南科学技术出版社，1988年；李殿荣等，《杂交油菜秦油2号论文集》，农业出版社，1993年)；②.两系法，即选育、转育光温敏不育系，但按照目前通用的技术路线，所选出的不育系要么雄性败育不彻底，制种过程中易产生自交种子，要么不容易繁殖(袁隆平，《选育光温敏核不育水稻的技术策略》，《杂交水稻》，1992(1))；③.人工去雄法，如玉米、辣椒、棉花杂种生产，这种方法较为费工，种子成本高。
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种生产强优势植物杂交种的通用的简单方法，使主要植物种子杂种化。
发明内容
本发明提供了一种生产植物杂交种的新方法，所述的方法的特征在于改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的生长环境和组织培养条件，使所述品种、杂种、品系或个体雄性不育或自交不亲和，用雄性可育或未改变生长环境的品种、品系、杂种与所述雄性不育或自交不亲和品种、杂种、品系杂交，获得杂交种或多交种，对雄性不育或自交不亲和个体进行强迫自交或再改变生长环境处理，获得自交种子，在可育或自交亲和条件下纯合，获得自交种子，在雄性不育条件下与可育或未改变生长环境的品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种；使所述的雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系和自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子，在雄性不育或自交不亲和条件下与可育品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种。使用本发明方法改变某一种生长环境，可使15％以上的品种、杂种、品系变为雄性不育，20％以上的雄性不育系或雄性不育个体变为雄性可育，20％以上的自交不亲和系或自交不亲和个体变为自交亲和。使用本发明方法改变两种或两种以上的生长环境，可使50％以上的品种、杂种、品系变为雄性不育，50％以上的雄性不育系或雄性不育个体变为雄性可育，50％以上的自交不亲和系或自交不亲和个体变为自交亲和。
本发明的完成是基于本发明人提出的植物雄性不育新理论-生态遗传雄性不育理论。该理论认为，植物在长期的进化过程中，形成了雌配子数大大少于雄配子数特性，因而受到严格的遗传学、生理学、细胞学保护，其对于改变生长环境的耐受力大大高于雄配子的格局。因而当改变生长环境后，植物最普遍的反应就是雄性不育，所以从理论上说，任何植物品种都可以是雄性不育系；与其他植物性状一样，植物雄性不育，是雄性不育基因在特定环境条件下的表达，如果离开了这种环境条件，雄性不育植物就会转化为雄性可育，因而从理论上说，任何雄性不育植物都有其可育区间，在可育区间都可以自交繁殖。根据这一理论，申请人在小麦、大麦、水稻、油菜、玉米等作物杂种育种方面，取得了一系列重大突破(何觉民等，《生态遗传雄性不育理论与与两系杂交作物》，湖南科学技术出版社，1996年)。
本发明所采用的术语“雄性不育个体、自交不亲和个体”是指由遗传因素、生态因素(包括化学因素、物理因素、生物因素)影响而形成的雄性不育与自交不亲和个体，如基因突变、化学诱变、物理诱变(如辐射诱变、航天诱变)、生物技术诱变(如转基因、组织培养等)形成的雄性不育个体、自交不亲和个体。术语“强迫自交”是指把雄性不育植物的雄蕊捣碎，将其中少量花粉授于该个体雌蕊上，获得自交种子，将自交不亲和植物个体花粉授于该个体雌蕊上，套袋，获得自交种子。
具体地说，根据本发明方法，其中所述的改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长环境包括改变其生长空间、生长时间、湿度环境、营养环境、光周期、温度环境中的一或多种环境条件。改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的生长空间，如把高纬度、高海拔地区品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体分别种植在低纬度、低海拔地区，或将低纬度、低海拔地区品种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体分别种植在高纬度、高海拔地区，使所述品种、杂种、品系雄性不育或自交不亲和，用雄性不育或自交不亲和品种、杂种、品系与雄性可育或未改变生长空间的品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种，对雄性不育或自交不亲和个体进行强迫自交或再改变生长空间等处理，获得自交种子，在可育与自交亲和空间条件下纯合后置于雄性不育空间，与雄性可育品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种；使一些雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。所述的改变海拔是将海拔降低或提高至少1500米，纬度的改变至少为升高或降低至少5个纬度。
根据本发明方法，改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的生长时间，是指将其比正常播种时间提前或推迟10天以上播种，使一些品种、杂种、品系或个体雄性不育或自交不亲和，用雄性不育或自交不亲和品种、杂种、品系与可育或未改变生长时间的品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种，对雄性不育或自交不亲和个体进行强迫自交或再改变生长时间等处理，获得自交种子，在可育与自交亲和时间条件下纯合后置于雄性不育或自交不亲和生长时间条件下，与雄性可育品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种；使一些雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系与自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
根据本发明方法，改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的湿度环境，如让潮湿地区品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体及水生品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体分别生长在干旱或陆生环境中，或让干旱地区品种、杂种、品系及雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在高湿甚至淹水环境中，或让水生品种、品系、杂种生长在淹水环境中，使一些品种、品系、杂种雄性不育，与可育品种、品系、杂种或未改变湿度环境品种、品系、杂种异交，生产杂交种或多交种，使一些雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
根据本发明方法，使植物品种、品系、杂种、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在营养亏缺或过剩环境中，例如，使油菜生长在缺硼环境中，可使一些品种、杂种、品系雄性不育或自交不亲和，与可育品种、杂种、品系或改变了营养亏缺和过剩状况或未受营养亏缺和过剩影响或消除了营养亏缺和过剩影响的品种、杂种、品系异交，生产杂交种或多交种，使一些雄性不育系或雄性不育个体可育、自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。所述的营养过剩包括本领域公知的氮、钠盐、铁、锰、锌、铜等的过剩，尤其是氮过剩。
根据本发明方法，使植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在改变了光周期的环境中，如让短日照植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在大于等于12小时/天的环境中，让长日照植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在小于12小时/天的环境中，使一些品种、杂种、品系雄性不育或自交不亲和，并与可育品种、品系、杂种或未改变光长处理的品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种，使一些雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
根据本发明方法，使植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在改变了温度的环境中，使一些品种、杂种、品系雄性不育或自交不亲和，与雄性可育品种、杂种、品系或未经改变温度环境的品种、杂种、品系异交，生产杂交种或多交种，使一些雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。例如使喜凉植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在高于25℃或低于15℃的环境中，使喜温植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在高于35℃或低于22℃的环境中，使一些品种、杂种、品系雄性不育，与雄性可育或未改变温度环境的品种、杂种、品系异交，生产杂交种或多交种、使一些雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
根据本发明方法，改变植物品种、杂种、品系的组织培养条件，如温度、湿度、光照、培养基成份等，使组织培养苗雄性不育或自交不亲和，对所述雄性不育与自交不亲和个体进行强迫自交或再改变生长条件等处理，使之可育或自交亲和，在可育与自交亲和条件下纯合并繁殖雄性不育系与自交不亲和系种子，在雄性不育条件下与雄性可育品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种。
本发明的最佳实施方式
下面的实施例将对本发明的内容做更详细的说明。在实施例中除非另有说明，所有种子均购自湖南觉民科技发展公司(湖南省长沙市)。
实施例1
将英国小麦品种Maris Huntsman在日本热带农业研究中心观音台农场2月份播种而雄性不育(日本育种学杂志，1993，Vol.43，107-112)，与可育品种Auburn异交，获得Maris Huntsman/Auburn杂交小麦种子。
实施例2
把10月份播种的小麦品种繁91提前至9月份播种而雄性不育，与育性正常品种川育17号杂交，获得比对照品种鄂恩1号增产20％的杂交小麦种子。
实施例3
将34°N以北油菜雄性不育系陕2A，在29°N以南播种，获得自交种子。
实施例4
将10月份播种的油菜雄性不育系114A提前至9月初以前播种，获得自交种子。
实施例5
将水稻矮秆品种中作59与高秆品种02428间种，减数分裂期淹水，使矮秆品种雄性不育而高秆品种可育，异交，获得杂交稻种子。
实施例6
将高产高配合力优质油菜品种湘油11号与另一高产高配合力优质品种85-110间种在缺硼环境中，给85-110施硼(7.5kg硼砂/公顷)，使湘油11号雄性不育，而85-110可育，生产出高产优质杂交油菜种子。
实施例7
使水稻雄性不育系II-32A生长在每日光长≤11小时的环境中，收获自交种子。
实施例8
对超级稻品种转基因或组织培养雄性不育株进行强迫自交或割去雄性不育主茎与大分蘖，促发小分蘖，置于短日(≤11.5小时/天)或高温(≥35℃)条件下，自交繁殖生物工程光温敏雄性不育超级稻种子。
实施例9
将籼型杂交水稻II优63生长于≥38℃条件下，使之雄性不育，与另一恢复系测64-7杂交，获得三交杂交稻种子。
实施例10
将冬播小麦品种陕亲-1的外植体在加有细胞分裂素的培养基中进行组织培养，获得雄性不育个体，对雄性不育个体进行强迫自交或移栽于春麦区，获得自交种子，在春麦区纯合，获得生物技术生态雄性不育小麦。
工业实用性
根据本发明的方法，雄性不育系直接从品种中选择，杂种优势强，繁殖产量高；并且使三系雄性不育系种子由异交繁殖变为自交繁殖，从而使雄性不育系种子成本大大降低，纯度提高；再者通过本发明的方法可使大量被人们认为无法利用的雄性不育系与雄性不育个体成为两用系。
Claims (9)
1、生产植物杂交种的新方法，其特征是，改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的生长环境和组织培养条件，使所述品种、杂种、品系或个体雄性不育或自交不亲和，用雄性可育或未改变生长环境的品种、品系、杂种与所述雄性不育或自交不亲和品种、杂种、品系杂交，获得杂交种或多交种，对雄性不育或自交不亲和个体进行强迫自交或再改变生长环境处理，获得自交种子，在可育或自交亲和条件下纯合，获得自交种子，在雄性不育条件下与雄性可育或未改变生长环境的品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种；使所述的雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子，在雄性不育或自交不亲和条件下与雄性可育品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征是，其中所述的改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长环境包括改变其生长空间、生长时间、湿度环境、营养环境、光周期、温度环境中的一或多种环境条件。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征是，其中所述的改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的组织培养条件包括改变其培养基成分、培养温度、光照、湿度环境中的一或多种培养条件。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的改变生长空同为把高纬度、高海拔地区品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体分别种植在低纬度、低海拔地区，或将低纬度、低海拔地区品种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体分别种植在高纬度、高海拔地区，使所述品种、杂种、品系雄性不育或自交不亲和，用雄性不育或自交不亲和品种、杂种、品系与雄性可育或未改变生长空间的品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种，对雄性不育或自交不亲和个体进行强迫自交或再改变生长空间处理，获得自交种子，在可育与自交亲和空间条件下纯合后置于雄性不育空间，与雄性可育品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种；使所述雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
5、根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的生长时间是指将其比正常播种时间提前或推迟10天以上播种，使所述品种、杂种、品系或个体雄性不育或自交不亲和，用雄性不育或自交不亲和品种、杂种、品系与可育或未改变生长时间的品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种，对雄性不育或自交不亲和个体进行强迫自交或再改变生长时间处理，获得自交种子，在可育与自交亲和时间条件下纯合后置于雄性不育或自交不亲和生长时间条件下，与雄性可育品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种；使所述雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
6、根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的湿度环境为让潮湿地区品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体及水生品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体分别生长在干旱或陆生环境中，或让干旱地区品种、杂种、品系及雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在潮湿甚至淹水环境中，或让水生品种、品系、杂种生长在淹水环境中，使所述品种、品系、杂种雄性不育，与可育品种、品系、杂种或未改变湿度环境品种、品系、杂种异交，生产杂交种或多交种，使所述雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
7、根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的改变植物品种、品系、杂种、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的营养环境为使所述的植物品种、品系、杂种、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在营养亏缺或过剩环境中，使所述品种、杂种、品系雄性不育或自交不亲和，与可育品种、杂种、品系或改变了营养亏缺和过剩状况或未受营养亏缺和过剩影响或消除了营养亏缺和过剩影响的品种、杂种、品系异交，生产杂交种或多交种，使雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
8、根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述的改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系与雄性不育个体、自交不亲和系与自交不亲和个体的光周期为使短日照植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在大于等于12小时/天的环境中，使长日照植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在小于12小时/天的环境中，使所述品种、杂种、品系雄性不育或自交不亲和，并与雄性可育品种、品系、杂种或未改变光长处理的品种、杂种、品系异交，获得杂交种或多交种，使所述雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
9、根据权利要求2所述的方法，其特征是，改变植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体的温度环境为使喜凉植物品种、品系、杂种、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在高于25℃或低于15℃的环境中，使喜温植物品种、杂种、品系、雄性不育系或雄性不育个体、自交不亲和系或自交不亲和个体生长在高于35℃或低于22℃的环境中，使所述品种、杂种、品系雄性不育或自交不亲和，与雄性可育品种、杂种、品系或未经改变温度环境的品种、杂种、品系异交，生产杂交种或多交种，使所述雄性不育系或雄性不育个体可育，自交不亲和系或自交不亲和个体自交亲和，自交繁殖种子。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112544439A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-03-26 | 江苏省农业科学院 | 一种精巧的番茄杂交授粉方法 |
-
1996
- 1996-05-20 CN CNB961939745A patent/CN1148116C/zh not_active Expired - Fee Related
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