CN1555684A - 白菜型油菜细胞质雄性不育三系选育及制种方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种白菜型油菜细胞质雄性不育三系选育和制种方法，白菜型油菜细胞质雄性不育材料采用在关中白菜型油菜自交系S1815中发现的两株雄性不育株，对其采用广泛测交，用能保持不育材料后代不育的材料，经连续回交育成细胞质雄性不育系和保持系；在不育系选育的同时，应用白菜型油菜自交系与不育系进行广泛的测交，观察后代的育性变化，对完全恢复的材料进行测交的同时进行自交，选育成恢复系。在进行组合测配之前，分别采用同系内混合授粉，经过连续两年时间，使保持系及恢复系的经济性状进一步恢复，使杂种优势才能得到充分的显现；性状恢复之后，利用新育成的不育系与恢复系进行杂交，选出强优势组合，进行亲本繁育及杂交制种。

Description

白菜型油菜细胞质雄性不育三系选育及制种方法

技术领域

本发明属于作物遗传育种领域，涉及一种白菜型油菜胞质雄性不育三系选育及制种方法。

背景技术

利用杂种优势大幅度提高作物产量，改善品质是世界各国育种家共同关注的问题。我国油菜育种工作者早在40年代就对其杂种优势进行了研究。1964年，上海市农科院进行的油菜杂种一代的产量鉴定结果表明，杂种比亲本增产23.3％-41.2％。此后，我国的油菜育种工作者就开始了油菜杂种优势各种途径的利用研究。在甘蓝型油菜细胞质雄性不育方面，1984年李殿荣选育出了1763A和6223A，并培育出了我国第一个大面积应用的杂交种—秦油2号。1972年华中农学院傅廷栋等人发现了波里马细胞质雄性不育材料，它被认为是迄今为止世界上最好的细胞质雄性不育材料。江苏农科院傅寿仲等人以“陆奥”油菜为母本，“五十铃”为父本进行种间杂交，选育出了甘蓝型油菜细胞质雄性不育系MICMS。这些不育系的育成，为以后秦油(优)系列，华杂系列及其宁杂系列油菜杂交种的育成奠定了基础。在甘蓝型油菜核不育方面，上海市农科院的李树林等人，1972年在日本农林47中发现了天然雄性不育株，经多代转育成了核不育材料23AB，遗传研究证明，其雄性不育是由两对显性不育基因MS-和Rf-互作控制的，经过多年的努力，选育出了纯合两型系，双隐性保持系和恢复系，实现了三系配套。四川大学的潘涛等人，1979年进行油菜夏繁时，从引进的品种奥罗(oro)中发现了一株自然突变雄性不育株，育成了雄性不育两用系S45AB，遗传证明其不育性受一对隐性核基因控制，恢复源广泛。这一发现对此后蜀杂系列油菜品种的育成起到了积极的推动作用。贵州省油料所侯国佐等人，1983年在中油低芥3号(原81008)群体中发现的天然不育株，经多代转育成117AB，经遗传研究证明，该材料的不育性受两对具有相同作用的隐性重叠基因控制的。该材料的发现和育成为此后油研系列品种的选育奠定了基础。云南的史华清等人1991年培育出芥菜型油菜细胞质雄性不育系欧新A和元谋A及易门A，并实现了三系配套，选育出了一批优势组合应用到生产当中。

在我国，白菜型油菜雄性不育研究也比较早，1965年四川农科院刘光辉等人就发现了白菜型油菜雄性不育材料，此后育成了“87A”(核不育)和“三天A”(质不育)两个雄性不育系。安徽农科院胡宝成等人1989年在甘白杂交(81008×托品)F₁发现了雄性不育系。1992、1993年选育出了两个胞质雄性不育系29A和广丰A，但受高温及积温的共同影响，而不育直接利用。青海农科院杜德志等人1992年育成了88-533A白菜型油菜胞质不育材料，虽然实现了三系配套，但因不育系微粉量过大，而不能正常应用。陕西省农科院庄顺琪等人，1985年以Polcms为母本，以白菜型油菜自交系为父本进行种间杂交回交，1992年育成了白菜型胞质雄性不育系1800A和2818A，实现了三系配套，但不育系受温度影响较大，不够稳定，未能选育出新的白菜型油菜杂交种应用于生产。杨光圣1992年在白菜型油菜“浠水白”中发现了几株胞质雄性不育株，并对其恢保关系进行了研究，认为该不育系的恢保关系与napcms相同，与polcms的恢保关系完全不同。但该不育系最终未得到应用。与此同时，陕西省农科院王武萍等人以关中油菜自交系S-18为母本，加拿大白菜型油菜品种Tobin为父本的后代中发现了白菜型核雄性不育材料37AB。董振生等人对37AB研究后认为其雄性不育是受两对显性抑制基因互作控制，实现了显性核不育三系配套，但未能育成新的品种。在国际上德国、加拿大、日本及俄罗斯等国也在白菜型油菜细胞质雄性不育方面进行过相关的研究，但均未能选育出优良品种而进行注册。

综合以上所述，申请人认为在白菜型油菜细胞质雄性不育三系研究方面，国内外均报道了实现三系配套，但均未选育出通过省级审定的三系杂交种应用于生产。

发明内容

本发明的目的是选育白菜型油菜细胞质雄性不育三系，用其配制强优势组合，育成新的三系杂交种，大幅度提高白菜型油菜产量。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是，白菜型油菜胞质雄性不育三系选育，包括以下步骤：

1.确定白菜型油菜细胞质雄性不育材料

白菜型油菜细胞质雄性不育材料采用在关中白菜型油菜自交系S1815中发现的两株雄性不育株。

2.白菜型油菜细胞质雄性不育系58A和保持系58B的选育

对发现的雄性不育材料采用广泛测交，用能保持不育材料后代不育的材料，经连续多代回交育成了细胞质雄性不育系58A和保持系58B。

3.白菜型油菜细胞质雄性不育恢复系143C的选育

在不育系选育的同时，用白菜型油菜自交系与不育系进行广泛的测交，观察后代的育性变化，对完全恢复的材料进行测交的同时进行自交，选育成了恢复系143C。

4.保持系58B及恢复系143C的留种和经济性状恢复

北方白菜型油菜由于连续人工自交衰退严重而且套袋自交不结实，留种困难，针对这一问题，采用人工拨蕾授粉的方法自交留种。同时采用同系内混合授粉的方法进一步恢复经济性状。

5.杂交种的选育

针对白菜型油菜自交衰退严重的现象，在进行组合测配之前，分别采用了同系内混合授粉的方法，经过连续两年的工作，使保持系(不育系)58B及恢复系143C的经济性状进一步恢复，使杂种优势才能得到充分的显现。性状恢复之后，利用新育成的不育系58A与恢复系143C进行杂交，杂种进行产量比较，决选出强优势组合，参加省级区试及示范，并通过省级审定，定名为新的品种。

6.亲本繁育及杂交制种方法

(1)不育系的繁育

首先对保持系进行混合授粉，促其经济性状恢复，然后按不育与保持系2∶1的比例种植，苗期、花期分别去杂去劣，最后单收单打，不育系植株上收获的种子即为繁育的不育系。

(2)保持系和恢复系的繁育

由于两者均属常材料，因而在繁育时重点做好隔离区的选择，并在苗期、初花前严格去劣去杂，收获时注意防止混杂。

(3)杂交制种技术

①选择安全的隔离区

②适时播种，保证全苗

③确定合适的父母本

④初花前及时去杂去劣

⑤适时进行人工辅助授粉

⑥及时防治病虫害

⑦适时单收、单打，确保制种纯度。

具体实施方式

以下结合发明人依上述技术方案给出的实施例对本发明作进一步的详细描述。

(一)三系及杂交种的选育

1.不育系58A和保持系58B的选育

1991年油菜花期，在关中白菜型油菜自交系S1815中发现了2株雄性不育株，该不育株的株高、叶片色泽、花瓣大小等外部形态与自交系S1815相同。但不育株的花药秕瘦，前期有微量花粉。当年在用同系内的的可育株与该不育株进行成对保持的同时，用多个自交系进行授粉，测交10多个组合。1992年花期观察，除利用同系材料成对保持的后代材料不育外，其他均有不同程度半恢复或恢复。当年起，以此不育材料为基础，选择长势较好，雄性花药退化，败育彻底优良单株为母本，以S1815自交系为父本进行成对回交，1994、1995年花期分别对成对回交后代材料进行了育性调查，1815A×S1815组合后代雄性不育彻底、遗传性相对稳定，故母本称为雄性不育系，代号为1815A，其相应父本S1815，称为雄性不育保持系，代号为1815B。该不育系及其保持系应用后分别称为58A和58B。

2.恢复系413C的选育

1991年花期发现雄性不育株后，用10多个白菜型冬油菜自交系进行广泛测交，结果发现延安冬油菜自交系S143、洛川油菜自交系S365等自交系，能对不育性完全恢复。在继续测恢的同时，针对自交系多年自交经济性状衰退严重的实际问题，分别采用系内群体混合授粉的方法，进一步恢复其经济性状，利于组配杂种时，优势充分现显。经过1992、1993年连续两年的工作，其经济性状得到进一步改善。1994、1995年连续两年分别与不育系杂交，后代育性调查结果表明，以S143自交系为父本的组合，长势好，分枝多，结角多，恢复性状稳定，恢复度100％。定名为143C。

3.优势组合的筛选和杂交种的鉴定

1994年以58A为母本与10个恢复系杂交，进行组合测配筛选优势组合，在所有杂交组合中，58A×413C育性完全恢复，杂种营养生长优势和产量优势明显，单产居参试组合之首。1995年该组合在参加预试的同时，花期开始进行大量人工剥蕾繁种，扩大亲本种子量，为下年度网室繁种产量鉴定作好准备。1996年设立隔离网室，进行不育系、恢复系扩繁以及网室制种，以进一步改善不育系、恢复系的经济性状，同时繁殖适量杂交种供区试和示范。1997-2000年白杂1号在参加陕西省渭北旱塬区试平均产量1802.7kg/hm²比对照增产17.37％，省生产示范平均产量1636.55kg/hm²，比对照增产22.14％，，丰产性突出。2003年通过陕西省农作物品种审定委员会审定。

(二)亲本繁殖及杂交制种方法

1.亲本繁殖

(1)不育系的繁育

采用网室(80目)人工进行保持系的混合授粉，使保持系的经济性状因连续自交衰退的现象得以恢复，然后进行不育系的大田繁殖。由于不育系的繁殖与制种技术环节基本相同，这里不再介绍。

(2)保持系和恢复系的繁殖

①选择安全隔离区，要求2000m以内无油菜及其他与之同期开花的十字花科作物存在。

②适时播种，保证全苗。一般要求在当旬平均气温稳定下降到20℃-18℃时进行播种，陕西渭北大约在8月下旬至9月初。

③适时间定苗，合理密植。油菜在3-4片真叶期及时间定苗，留苗密度1.4万株/666.7m²。

④初花前及时去杂去劣，确保繁种质量

在油菜初花前，要认真检查对于不符合所繁材料特征的杂株、畸型株、病株等进行带根拔除，并及时处理掉，切忌遗留在田间、路边，以防止其开花。

⑤及时进行病虫害防治，确保植株健壮生长

油菜生长期危害其的主要病虫害是萤蛐跳蓝跳和菜茎象，以及蚜虫，病害主要是病毒病，针对这些病虫害要及时的检查和防治。

⑥适时收获、脱粒、晒晾。当油菜田间75％的主序角粒变褐色时，及时收获，并堆垛后熟2-3天后脱粒，并及时晾晒，以免发芽受到影响。

2.杂交制种方法

①严格选择隔离区：在油菜制种区2000m内不能有油菜种植或者与之同期开花的十字花科作物，但在隔离区内种植纯度高的父本则有利于制种产量的提高。

②确定适宜的行比。父母本的比例采用1∶2的比例种植较为有利于制种产量的提高。

③适期播种，确保一播全苗

白菜型油菜的适宜播期一般为当旬平均气温稳定下降到20℃-18℃时进行播种，陕西渭北大约在8月下旬至9月初，地膜覆盖沟播可在9月上旬完成。

④适时间定苗，合理密植。

油菜3-4片真叶时，一次定苗清行，一般要求制种田母本密度为1.6万株/666.7m²，父本留苗密度为1.4万株/666.7m²，定苗时要对杂株进行清理，以保证纯度。

⑤及时去杂去劣，确保制种质量

油菜初花前，要对制种田亲本进行认真检查，对发现的异形株、畸型株、病株等要带根拔除，并及时予以处理，切忌遗留在田间、地头或路边，从而保证隔离区安全。

⑥加强病虫害的防治，确保油菜生长健壮

油菜在生长期间受到多种病虫的危害，及进的防治对于确保油菜健壮生长具有十分重要的意义，防治的原则是“预防为主，综合防治”。

⑦及时单收、单打，确保制种纯度

当油菜田间75％的主序的籽粒变褐色时，就要及时收获，为了防止收获时人为的混杂，要求先收获父本，并彻底清理完后，再开始收获母本。收获后要及时堆垛后熟2-3天后脱粒，在脱粒时要先脱母本，后脱父本，以保证杂种纯度。脱粒后的种子要写明标签及时晾晒。

Claims (1)

1.一种白菜型油菜胞质雄性不育三系选育和制种方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定白菜型油菜细胞质雄性不育材料

白菜型油菜细胞质雄性不育材料采用在关中白菜型油菜自交系1815中发现的两株雄性不育株，其花药秕瘦，前期有微量花粉，其株型、叶色、花瓣大小及其外部形态与自交系S1815相似；

2)白菜型油菜细胞质雄性不育系58A和保持系58B的选育

对发现的白菜型油菜细胞质雄性不育材料采用广泛测交，用能保持不育材料后代不育的材料，经连续回交育成细胞质雄性不育系58A和保持系58B；

3)白菜型油菜细胞质雄性不育恢复系143C的选育

在不育系选育的同时，应用白菜型油菜自交系与不育系进行广泛的测交，观察后代的育性变化，对完全恢复的材料进行测交的同时进行自交，选育成恢复系143C；

4)杂交种的选育

针对白菜型油菜自交衰退严重的现象，在进行组合测配之前，分别采用同系内混合授粉，经过连续两年时间，使保持系58B及恢复系143c的经济性状进一步恢复，使杂种优势才能得到充分的显现；性状恢复之后，利用新育成的不育系58A与恢复系143C进行杂交，选出强优势组合；

5)亲本繁育及杂交制种方法

(1)不育系的繁育

首先对保持系进行混合授粉，促其经济性状恢复，然后按不育与保持系2∶1的比例种植，苗期、花期分别去杂去劣，最后单收单打，不育系植株上收获的种子即为繁育的不育系：

(2)保持系和恢复系的繁育

由于两者均属常材料，因而在繁育时重点做好隔离区的选择，并在苗期、初花前严格去劣去杂，收获时注意防止混杂；

(3)杂交制种方法

①严格选择隔离区，在油菜制种区2000m内不能有油菜种植或者与之同期开花的十字花科作物；可以在隔离区内种植纯度高的父本以提高制种产量；

②父母本的比例采用1∶2的比例种植；

③适期播种，白菜型油菜的适宜播期一般为当旬平均气温稳定下降到20℃-18℃时进行播种，陕西渭北大约在8月下旬至9月初，地膜覆盖沟播可在9月上旬完成，并确保一播全苗；

④适时间定苗，合理密植

油菜3-4片真叶时，进行一次定苗清行，要求制种田母本密度为1.6万株/666.7m²，父本留苗密度为1.4万株/666.7m²，定苗时要对杂株进行清理，以保证纯度；

⑤及时去杂去劣，确保制种质量

油菜初花前，要对制种田亲本进行认真检查，对发现的异形株、畸型株、病株等要带根拔除，并及时予以处理，切忌遗留在田间、地头或路边，从而保证隔离区安全；

⑥加强病虫害的防治，确保油菜生长健壮；

⑦单收、单打，确保制种纯度

当油菜田间75％的主序的籽粒变褐色时，进行收获，收获时防止人为的混杂，先收获父本，并彻底清理完后，再开始收获母本；收获后要及时堆垛后熟2-3天后脱粒，在脱粒时要先脱母本，后脱父本，脱粒后的种子写明标签并及时晾晒。