CN1647615A - 一种菜薹细胞质雄性不育系选育、繁殖和配制杂交种的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种菜薹细胞质雄性不育系选育、繁殖和配制杂交种的方法。该方法利用不育源大白菜CMS3411－7为母本，用柳州早菜薹选育的菜薹自交系为转育父本，通过多代回交、成对交、严格选择等方法，育成不育性稳定，不育株率100％，不育度96％以上，雌蕊功能正常，蜜腺发育健全，苗期无黄化，自然授粉结实良好的菜薹细胞质雄性不育系TC1－3－1和TC2－8。以该不育系为母本，配制的杂交种TC1－3－1×TS14 (秦薹1号)和TC2－8×TS46，生长速度快、产量高、品质优、抗病性强。
Description
技术领域
本发明涉及农业科技中作物遗传育种学科，具体涉及一种菜薹雄性不育系的选育方法以及该选育结果的繁殖和在菜薹杂交制种方面的应用。
背景技术
菜薹(Brassica campestris L.SSP.chinensis var.utilis Tsen.et.Lee.)，又叫菜心。属十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种中以花薹为产品的变种，一二年生草本植物。生长期短，生长速度快，营养价值高，是我国南方蔬菜周年均衡供应的主要菜种之一，在国内的蔬菜周年供应以及出口贸易中都占有重要地位。近年来，在北方地区种植面积迅速增加，颇受欢迎。长期以来，各地均以常规品种栽培为主，存在品种退化、抗性差、产量低、采收期短等问题。《广东农业科学》(1997年第3期：15～16)报道，优势育种目前在菜心上应用不多，利用菜心雄性不育系生产杂种一代是菜心优势育种的主要方法。《中国蔬菜》(1989年第1期：1～3和1997年第5期：29～30)、《广东农业科学》(1996年第5期：13～15)分别报道了彭谦和刘自珠等以甘蓝型油菜为不育源，分别选育出菜心胞质雄性不育系，但转育成的不育系受低温影响，出现微量花粉，配制的杂种一代未见大面积应用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种菜薹细胞质雄性不育系选育、繁殖和配制杂交种的方法。
实现上述目的的技术解决方案按以下选育步骤取得：
1)以不育源大白菜CMS3411-7为母本，用柳州早菜薹选育的菜薹自交系为转育父本，杂交得到转育一代F1；
2)以F1为母本，继续用菜薹不同自交系为父本连续成对回交6～8代，获得遗传稳定的菜薹细胞质雄性不育系TCMS6-1-2-7-5-1-3-1(以下简称TC1-3-1)和TCMS2-12-7-9-4-6-2-8(以下简称TC2-8)，轮回父本为其对应保持系TB6-1-2-7-5-1-3-1(以下简称TB1-3-1)和TB2-12-7-9-4-6-2-8(以下简称TB2-8)；
3)以不育系TC1-3-1和TC2-8分别为母本，用对应保持系TB1-3-1和TB2-8分别为父本进行杂交，繁殖不育系；
4)以不育系TC1-3-1和TC2-8分别为母本，用菜薹优良自交系TS14和TS46分别为父本进行杂交，配制杂交种TC1-3-1×TS14(秦薹1号)和TC2-8×TS46。
本发明有下列优点：
①不育系TC1-3-1和TC2-8不育性稳定，不育株率100％，不育度96％以上；
②雌蕊功能正常，蜜腺发育健全，苗期无黄化，自然授粉结实良好，每荚结籽15～18粒，制种杂交率100％；
③经济性状优良，不育系完全与对应保持系一样，植株生长势强，整齐一致，配合力好，杂种优势明显；
④综合抗病性强，经苗期人工抗病性鉴定抗病毒病、霜霉病和软腐病。
⑤用不育系TC1-3-1和TC2-8配置杂交种TC1-3-1×TS14(秦薹1号)和TC2-8×TS46表现优质、高产、稳产、多抗、适应性强等特性。
附图说明
图1是本发明的选育模式图。
以下对照附图并结合发明人给出的实施例，对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
1989年开始，申请人的发明人将原来发明的大白菜CMS3411-7不育系(专利号：92104134.9)为不育胞质供体，以柳州早菜薹选育的菜薹自交系为转育父本，将CMS3411-7的不育性向菜薹转育，选育出菜薹细胞质雄性不育系TC1-3-1和TC2-8及对应保持系TB1-3-1和TB2-8。进而培育出了菜薹一代杂种在各地试种，示范推广，表现出优质、高产、稳产、多抗、适应性强等特性。
(一)不育系TC1-3-1和TC2-8的选育经过
1.1989年开始由广西、广东等地征集菜薹地方品种，进行熟性、产量、抗病性、商品性等田间性状观察比较，重点选定柳州早菜薹进行单株自交、分离、纯化、选择工作，由于菜薹对光周期反映不敏感，生育期短，生长速度快，从播种出苗到种籽收获只需60天左右，因此，一年可进行2～3代自交、分离、纯化、选择。
2.以大白菜CMS3411-7不育系(专利号：92104134.9)为不育胞质供体，以柳州早菜薹选育的菜薹自交系为转育父本，将CMS3411-7的不育性向菜薹不同自交系转育。
3.经过6～8代大量材料的成对回交转育和严格选择，在60多份转育材料中，经反复对比、鉴定选出了综合性状优良、遗传性稳定的菜薹细胞质雄性不育系TCMS6-1-2-7-5-1-3-1(简称TC1-3-1)、TCMS2-12-7-9-4-6-2-8(简称TC2-8)及对应保持系TB6-1-2-7-5-1-3-1(简称TB1-3-1)、TB2-12-7-9-4-6-2-8(简称TB2-8)。
(二)不育系TC1-3-1和TC2-8的原种繁殖技术
本发明是用不育系TC1-3-1和TC2-8为母本，对应保持系TB1-3-1和TB2-8为父本进行杂交，繁殖不育系。具体做法如下：
1.播种期：春季(陕西关中地区为3月中、下旬)将不育系和对应保持系同期播种在40～60目纱网隔离区内。
2.播种方式：分条播和点播两种。条播是按行距开0.6～1.0厘米深的浅沟，然后将种子均匀捻入沟内，再覆土平沟；穴播是按株距开长12～16厘米，深0.6～1.0厘米的浅穴，每穴均匀捻入种子2～3粒，播后平穴。
3.播种方法：落水播种。
4.留苗密度：1.2米规格的畦每畦播4行，行距30厘米，株距25厘米。
5.不育系与对应保持系配置比例：为3∶1～4∶1，即1行保持系间隔3～4行不育系。
6.人工辅助授粉和网棚内人工放蜂：植株花开后人工采用海绵棒或蜂棒从保持系上沾取花粉授给不育系，或网棚内人工组织放蜂。应确保棚网严密，网棚附近严禁有其它白菜类或近缘传粉植物。
7.收获：从不育株上收获的种子即是不育系TC1-3-1和TC2-8。
(三)不育系TC1-3-1和TC2-8的杂交制种技术
本发明是分别采用不育系TC1-3-1和TC2-8为母本，以菜薹自交系TS14或TS46为父本进行杂交，配制杂交种TC1-3-1×TS14(秦薹1号)和TC2-8×TS46。
(四)TC1-3-1和TC2-8特征特性
1.育性表现
经济性状，如植株形态、花器官及叶形叶色等随回交转育世代的增加而改变，但不育株率始终保持100％，不育度保持96％～100％，且在不同的转育父本，不同的转育世代，不同的年份之间无变化。
2.花器官特征及植株生长势比较
A.不育系与保持系花器官特征比较
经调查统计，不育系除花蕾的直径稍大于保持系外，花蕾的长和花瓣的长和宽均小于其保持系，雄蕊和花药长度明显变短，花药退化成戟形，而雌蕊长度变化不大，蜜腺发育正常(表1)。
表1 不育系与保持系花器官特征比较 单位：毫米
| 品 系 | 花蕾 | 花冠直径 | 花瓣 | 雄蕊长 | 花药长 | 雌蕊长 | ||
| 长 | 直径 | 长 | 宽 | |||||
| 不育系TC1-3-1 | 5.45 | 3.17 | 12.75 | 7.98 | 6.04 | 3.56 | 1.26 | 5.88 |
| 保持系TB1-3-1 | 5.63 | 3.13 | 13.14 | 8.23 | 6.17 | 6.42 | 2.18 | 5.95 |
| 不育系TC2-8 | 5.36 | 3.41 | 13.04 | 8.24 | 6.38 | 3.21 | 1.20 | 6.01 |
| 保持系TB2-8 | 5.73 | 3.02 | 14.02 | 8.57 | 6.41 6.51 | 2.43 | 6.27 | |
B.不育系与保持系植株长势
经调查统计，两个不育系与其对应保持系的株高、株幅、节间距、薹粗以及生育期差异不大，但不育系抽生的侧薹数分别比对应保持系要多，说明不育系植株的生长势强于保持系(表2)。
表2 不育系与保持系植株长势比较 单位：厘米、个、天
| 品系 | 株高 | 株幅 | 节间距 | 薹粗 | 侧薹数 | 生育期 | ||
| 1级 | 2级 | 3级 | ||||||
| 不育系TC1-3-1 | 39.63 | 26.18 | 6.34 | 0.83 | 6.32 | 8.26 | 7.81 | 29 |
| 保持系TB1-3-1 | 40.95 | 25.85 | 6.17 | 0.97 | 5.85 | 7.18 | 6.94 | 27 |
| 不育系TC2-8 | 40.53 | 24.59 | 6.27 | 1.26 | 6.52 | 7.20 | 6.65 | 30 |
| 保持系TB2-8 | 40.04 | 25.75 | 7.22 | 1.48 | 5.94 | 6.83 | 5.82 | 30 |
3.不育系自然授粉结实情况
经调查统计，两个杂交组合TC1-3-1×TS14(秦薹1号)和TC2-8×TS46进行杂交制种，制种株的分枝数分别为43.04个和39.58个，每荚结籽粒数分别为17.41个和18.16个，千粒重分别为1.37g和1.49g，单株产种量分别为17.87g和17.02g，表明不育系自然结实性良好(表3)。
表3 不育系自然授粉结实情况 单位：个、克
| 组合名称 | 分枝数 | 每荚粒数 | 千粒重 | 单株产种量 |
| TC1-3-1×TS14(秦薹1号) | 43.04 | 17.41 | 1.37 | 17.87 |
| TC2-8×TS46 | 39.58 | 18.16 | 1.49 | 17.02 |
4.抗病性表现
经人工苗期抗病性鉴定，不育系及对应保持系均表现为抗病毒病、霜霉病和软腐病(表4)。
表4 不育系与保持系抗病性鉴定结果
| 品系和杂交组合 | 病毒病 | 霜霉病 | 软腐病 | |||
| 病情指数 | 评价 | 病情指数 | 评价 | 病情指数 | 评价 | |
| 不育系TC1-3-1 | 19.82 | 抗病 | 12.72 | 抗病 | 7.58 | 抗病 |
| 不育系TC2-8 | 13.42 | 抗病 | 9.15 | 抗病 | 5.44 | 抗病 |
| 杂交组合TC1-3-1×TS14(秦薹1号) | 18.50 | 抗病 | 11.38 | 抗病 | 13.07 | 抗病 |
| 杂交组合TC2-8×TS46 | 6.83 | 抗病 | 8.64 | 抗病 | 1.43 | 抗病 |
| 四九菜心(对照) | 28.89 | 抗病 | 26.18 | 抗病 | 18.92 | 抗病 |
5.不育系小孢子发生的细胞形态学观察
育成的菜薹细胞质雄性不育系通过小孢子发生的细胞形态学观察表明：孢原细胞分化期之前败育的花占59.6％，不形成花粉囊；有花粉囊发育的花占40.4％，其中绝大多数花中只有一个雄蕊能形成一个体积很小的花粉囊，雄性不育系小孢子发育在小孢子母细胞期、四分体及单核小孢子期均有败育，败育方式有绒毡层异常肥大，挤压小孢子母系胞；减数分裂异常，无胞质分裂而形成巨细胞；单核小孢子粘连成花粉块，异常膨大等。还有雄蕊雌蕊化等花器异常现象。这种不育的多样性可能与菜薹是由异源质白菜不育系直接转育而来有关，由于细胞核与细胞质之间严重不协调，使雄性器官的分化、发育在不同时期受到阻碍。
6.不育系的配合力表现
1995～2004年以来，先后用不育系TC1-3-1和TC2-8和历年由广西、广东、四川、福建、湖南等地征集的60多个菜薹地方品种(品系)，经自交、纯化、分离选得的优良自交系测配的300多份杂交组合，经和对照品种四九菜心比较，有82.1％的杂交组合比对照品种表现增产，其增产幅度在3.7％～86.2％。(五)优良杂交组合TC1-3-1×TS14(秦薹1号)和TC2-8×TS46的特征特性
TC1-3-1×TS14(秦薹1号)：早熟一代杂种。植株生长势强，整齐一致，抽薹迅速，侧枝萌生力强，自播种至始收30～40天，延续采收期25～30天。叶鲜绿色，有光泽，椭圆形，叶面无毛，叶缘波状，叶柄有浅沟，鲜绿色，抽生的花茎(即菜薹)横切面圆形，鲜绿色，节间距5～10厘米，薹粗0.8～1.5厘米，薹高20～30厘米，花茎叶较小、箭形细长，花茎下部叶柄短，上部叶无柄。三叶时开始抽薹，1级侧薹数4～6根，2、3级侧薹数各6～8根，产量以1、2级侧薹为主，每公顷平均产量30吨，与四九菜心比较，一般增产幅度达30％以上。抗病毒病、霜霉病和软腐病。适应性强，耐高温，适宜生长温度为15～35℃，38℃的高温仍能正常生长，夏季栽培不空心，无苦味，食味清甜，纤维少，品质佳，丰产、稳产性好。
TC2-8×TS46：早熟一代杂种。自播种至始收35～40天，延续采收期20～25天，叶薹油绿色，有光泽，薹叶狭卵形小而少。株高35厘米，薹高25～30厘米，薹粗1.5～1.8厘米，1级侧薹数5～7根，2级侧薹数4根，3级侧薹数3根，每公顷平均产量30～33吨。生长势强，抽薹迅速，主侧枝同时萌生，花蕾开放慢，菜薹匀条实心，节间适中，菜薹脆甜，质脆嫩，纤维少，品质优，商品性好。抗病毒病、霜霉病和软腐病，耐热、耐湿，适应性强。适宜市销和出口。
Claims (1)
1.一种菜薹细胞质雄性不育系选育、繁殖和配制杂交种的方法，其特征在于：按以下步骤选育：
1)以不育源大白菜CMS3411-7为母本，用柳州早菜薹选育的菜薹自交系为转育父本，杂交后得到转育一代F1；
2)以F1为母本，继续用菜薹不同自交系为父本，连续成对回交6～8代，获得遗传稳定的菜薹细胞质雄性不育系TC1-3-1和TC2-8，轮回父本为其对应保持系TB1-3-1和TB2-8；
3)以不育系TC1-3-1和TC2-8分别为母本，用对应保持系TB1-3-1和TB2-8分别为父本进行杂交，繁殖不育系；
4)以不育系TC1-3-1和TC2-8分别为母本，用菜薹优良自交系TS14和TS46分别为父本进行杂交，配制杂交种TC1-3-1×TS14(秦薹1号)和TC2-8×TS46。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101326897B (zh) * | 2008-07-09 | 2011-11-09 | 西北农林科技大学 | 大白菜温度敏感不育系和温度钝感不育系的选育方法 |
| CN103548672A (zh) * | 2013-11-05 | 2014-02-05 | 华中农业大学 | 菜心细胞质雄性不育系的选育、繁殖和制种方法 |
| CN105248271A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-01-20 | 江苏太湖地区农业科学研究所 | 一种不受环境影响的菜薹直立紧凑型种质资源的创制方法 |
| CN106305412A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-11 | 广州市农业科学研究院 | 三系杂交菜心的繁制及栽培方法 |
-
2005
- 2005-02-05 CN CN 200510041688 patent/CN1647615A/zh active Pending
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