专利名称：：甜椒雄性不育恢复系人工转育方法
技术领域：
：本发明涉及辣椒制种。技术背景辣椒是重要的蔬菜作物，世界各地均有栽培。目前我国每年辣椒播种面积130万公顷左右，产量2700万吨，约占世界辣椒总产量的46%，实现产值270亿元。辣椒产品出口已经成为我国经济作物重要的出口创汇增长点之一，辣椒产品出口量约占世界总交易量的三分之一，出口量世界第一。在我国所有的栽培辣椒品种中，通过辣椒X甜椒培育的中间型辣椒，约占整个辣椒栽培面积的30%，即栽培面积约为40万公顷。辣椒是常异花授粉作物，天然杂交率在4-20%，杂种优势可达30-150%，优势十分明显。我国目前使用的辣椒品种杂交化率还不足50%。国内辣椒的杂交制种技术全部采用人工去雄授粉和做标记，制种过程中要花费大量的劳动力。随着用工价格的迅速增加，辣椒制种价格一路攀升，严重制约了杂交种子的生产。目前国际上辣椒制种除韩国少数品种采用三系和我国辽宁沈阳农科院采用二用系制种外，我国的二用系制种面积不到0.5%。辣椒的杂交制种技术大多采用人工去雄授粉，即通过先将母本花朵进行人工去雄，然后将父本花粉授在母本去雄的柱头上，生产杂交种子。因为辣椒是雌雄同株同花，首先要对母本没有开放的花进行去雄，加之辣椒多是假二杈分枝作物，每一个植株要产生100-1200个花左右，因此去雄授粉后必须做标记，否则难以辨别授粉杂交单果和非杂交单果，产生假杂种。因而辣椒制种过程中要花费大量的劳动力，根据我们的测算，每公顷制种的人工去雄、授粉和做杂交标记的用工量高达7500个工作日。近两年制种人工成本增加1倍以上，因而杂交生产成本直线上升，严重制约了杂交种子的生产。加之辣椒花器官小，人工去雄后，柱头全部暴露在外面，对柱头的影响较大，结果率下降可达15-180%，产量明显减少，同时还容易接受周围植株上自然开花的植株或本株花粉，产生假杂种。辣椒的雄性不育三系的研究国内外均有报道，且生产上有实现了尖椒类的三系配套的先例，但这种恢复系都是通过在自然界中找到的，不仅不多，且这些辣椒恢复系都是生长弱，商品价值不大的资源，所以不育系必须是生长强的晚熟类辣椒品种。而辣椒栽培中大量采用的辣椒X甜椒中间类型品种，尚没有采用三系制种的报道，也就是说国内外都没有实现甜椒作父本实现三系配套制种。其中的原因主要是辣椒育性研究中甜椒作为恢复系，尚没有转育成功的先例。
发明内容为了提高制种成本、提高制种质量和种子产量，本发明提供一种甜椒雄性不育恢复系人工转育方法。本发明的具体技术方案如下本发明采用韩国种用雄性不育技术培育的杂交品种CHAMPION,通过与上海茄门甜椒经多代选育的株系93-27-11杂交，韩国品种CHAMPION的基因表现为SMsms，选具有可恢复的后代与上海茄门甜椒93-27-11连续回交4代，回交过程中，始终选农艺性状更接近上海茄门甜椒93-27-11的可充单株，所选育植株始终保证50%恢复基因(SMsms);以保证最终转育的可恢复系甜椒与上海茄门甜椒93-27-11相同或相近。通过上海茄门甜椒93-27-11与可育株连续4代回交后，接下来再进行单株自交，单株自交同时，利用单株与不育株杂交，选后代恢复率更高的2-3个单株连续自交，连续进行4代回自交，发现有后代具有100%的自交单株，最终命名为甜椒恢复系93-27-llC(SMSMS)，甜椒恢复系93-27-11C连续严格扩繁后3代仍没有发现不育株，说明该恢复系已稳定。上海茄门甜椒93-27-11是通过多代人工转育的甜椒恢复系，也是生产上采用制种使用的甜椒恢复系。具体的转育路线如下韩国不育系制种FlX上海茄门甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)I农艺性状50%P，50%可育Fl选可育株X上海茄门甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)4农艺性状75。/。P以上，50%可育F2选可育株X上海茄门甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)l农艺性状75。/。P以上，50%可育F3选可育株X上海茄门甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)I农艺性状87.5%P以上，50%可育F4选可育株X上海茄门甜椒93-27-11(SMsmsXNmsms)4农艺性状93%P以上，50%可育上海茄门甜椒93_27-11选可育株(8)(SMsms(8))l农艺性状95。/。P以上，85%以上可育，测交选下代选可育单株上海茄门甜椒93-27-11选可育株0(SMsMs或少量SMsms(8))l农艺性状98。/。P以上，95%以上可育，测交选下代选可育单株上海茄门甜椒93-27-11选可育株0(SMsMs或少量SMsms②)l农艺性状99。/。P以上，99%以上可育，测交选下代选可育单株上海茄门甜椒93-27-11选可育株(8)(SMsMs或极少SMsmsg))I完成甜椒恢复系转育，99.8%以上可育甜椒恢复系93-27-llC(SMsMs)上述路线中P为93-27-11;Fl为韩国品种CHAMPION作回交亲本。这一发明的核心是首次把韩国利用三系制种CHAMPION品种恢复系的恢复基因转到甜椒中，因而获得甜椒恢复系。通过这种途径也可以把恢复基因转育到其它辣椒品种中，因为目前获得的辣椒恢复系都是生长弱，商品价值不大的资源，所以不育系必须是生长强的晚熟类辣椒，这严重制约了材料的选择。而通过转育获得的恢复系，其性状可通过需要进行任意选择。甜辣椒的育性遗传假设根据生产上很多品种是辣椒作母本、甜椒作父本的中间型辣椒品种的实际，提出了转育甜椒恢复系的设想，进行了2年5季从事辣椒雄性不育转育，根据大多辣椒和甜椒对转育的韩国不育源多表现不育的经验，结合遗传理论，只有Smsms类型表现不育，SMsms，SMsMs，NSMsMs，NMsms和Nmsms均表现可育。本发明人的假设为相对于该韩国不育源及我们目前所发现的辣椒不育源，所有甜椒均为细胞核不育(S)，细胞质可育(N)，辣椒细胞核大多数不育，细胞质可育(N)。而韩国不育系辣椒中，细胞质也不育(S)，因而表现出不育(Smsms)。转育过程基于上述假设，在国内外尚没有理论依据的情况下，根据假设开始实施甜椒恢复系转育工作。利用韩国不育系制种的R，测配6份甜椒，后代均出现50%左右的可育株，经卡方检测符合l:l的育性分离标准。为了减少工作量，加快甜椒性状转育速度，选择茄门甜椒经多代选择，且综合性状突出上海茄门甜椒经多代选育的株系93-27-11的进行转育，采用上海茄门甜椒93-27-11测交甜椒后代作重点回交，加大种植株数，选后代更接近上海茄门甜椒93-27-11植株及果实性状，并利用后代可育的植株连续回交4代后，再连续自交4代，自交同时，利用可育单株对不育株测配，选性状果实等与上海茄门甜椒93-27-11更接近和测配后代恢复率更高的单株。通过连续8代转育，获得了甜椒恢复系93-27-llC。甜椒恢复系93-27-llC的选育成功，是国内外第一个能够应用于生产的甜椒恢复系，同时也为国内外的甜椒恢复系转育提供了一套有参照价值的转育路线，它同样能够在辣椒转育中实施。它是在一种假设的前提下完成的，也证明这一假说成立，因而具有极其重要的实践意义。它可对任何辣椒或甜椒进行转育。本发明的有益技术效果体现在下述几个方面1、解决了甜椒恢复系，实现了甜椒恢复系的突破，并可在任何甜椒或辣椒中应用，获得甜椒或辣椒恢复系。2、首次解决了辣椒制种中的辣椒X甜椒类型的三系制种难题。3、大幅度降低了辣椒制种的成本，下降幅度高达58%。按照目前制种成本400元/公斤计算，如果我国能全部采用本发明三系制种，每公顷需0.5公斤，40万公顷20万公斤，40万公斤可节约成本4640万元。4、种子产量可提高41.7%。由于不去雄而不影响子房，制种的产量及稳定性也得到了大幅提高。5、种子质量有较大提高，纯度从96.4%,提高到100%，每公顷增产2700元的收入，有些地区提高的幅度更大。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步地说明。实施例通过韩国三系制种品种CHAMPION,基因表现为SMsms，与上海茄门甜椒93-27-11杂交，利用CHAMPION中父本中的恢复基因，按理论计算，应该具有25%的恢复基因，50%可育，选后代可育株，淘汰不育株，即50%恢复基因。始终选可育株，并在性状上最接近上海茄门甜椒93-27-11单株，再连续作4代，保证所选育植株始终保证50%恢复基因。这是第一步，在保证有50%恢复基因的前提下，确保转育植株更像93-27-11。回交的目的，是提高恢复基因，以便最终能达到100%的可育，即基因型为SMsMs，通过4代回交，并结合测交，始终选最高可育株后代，也就是说选基因型为SMsMs最高的单株，即可达到目标，这是第二步。具体转育路线如下韩国不育系制种F1(CHAMPION)X上海茄门甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)I(农艺性状50。/。P，50%可育)Fl选可育株X上海茄门甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)I(农艺性状75。/。P以上，50%可育)F2选可育株X上海茄门甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)I(农艺性状75。/。P以上，50%可育)F3选可育株X上海茄门甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)I(农艺性状87.5。/。P以上，50%可育)F4选可育株X上海茄门甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)I(农艺性状93。/。P以上，50%可育)上海茄门甜椒93-27-11选可育株0(SMsms(8))4(农艺性状95y。P以上，85%以上可育，测交选下代选可育单株)上海茄门甜椒93-27-11选可育株(8)(SMsMs或少量SMsms(8))1(农艺性状98%P以上，95%以上可育，测交选下代选可育单株)上海茄门甜椒93-27-11选可育株(S(SMsMs或少量SMsms(8))1(农艺性状99%P以上，99%以上可育，测交选下代选可育单株)上海茄门甜椒93-27-11选可育株(8)(SMsMs或极少SMsms)j(完成甜椒恢复系转育，99.8%以上可育)甜椒恢复系93-27-llC(SMsMs)(①假定上海茄门甜椒93-27-11为P;⑦利用韩国作回交亲本F1，直接获得恢复基因；G)回交过程中农艺性状在实际人工选择中要比理论数据高；④上海茄门甜椒93-27-11细胞质SMsMs类型，与原NMsMs不同)。下表为三系制种在小面积试验上的表现<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>甜椒恢复系后代的应用利用转育获得的恢复系与已转育甜椒或辣椒不育系杂交，可以获得完全可育的辣X甜类型或甜X甜类型的杂交一代。笔者通过筛选，并获得了完全可育的辣X甜类型Fi代江淮四号，并已在生产上采用。利用甜椒恢复系93-27-llC配制的组合，如93-35AX93-27-llC、92-32AX93-27-11C、98-09AX93-27-11C均是辣椒作母本的不育系，与甜椒恢复系93-27-llC甜椒作父本的辣椒配甜椒组合，后代均表现可育。此外，我国最近几年分别采用甜椒恢复系93-27-11C与广州蔬菜研究所的不育源、四川川椒种业有限公司的不育源杂交，均获得完全可育杂交一代，说明甜椒恢复系93-27-11C相对与其它不育源具有同样的恢复性，此现象同时又证明上述的辣(甜)椒育性假说成立。权利要求1、甜椒雄性不育恢复系人工转育方法，其特征在于A、取韩国种用雄性不育技术培育的品种CHAMPION与上海茄门甜椒93-27-11杂交，韩国品种CHAMPION的基因表现为SMsms，选具有可恢复的后代与上海茄门甜椒93-27-11连续回交4代，回交过程中，选后代可育株，淘汰不育株，始终选可育株，并在农艺性状上选最接近上海茄门甜椒93-27-11单株，所选育植株始终保证50％恢复基因(SMsms)；B、将选取的可育株再进行单株自交，单株自交同时，利用单株与不育株杂交，选后代恢复率更高的2-3个单株连续自交，连续进行4代回自交，发现有后代具有100％的自交单株，最终得可育株甜椒恢复系93-27-11C(SMSMS)。2、根据权利要求1所述的甜椒雄性不育恢复系人工转育方法，其特征在于具体的转育路线如下韩国不育系制种FlX上海茄门甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)i农艺性状50%P，50%可育Fl选可育株X上海茄门甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)j农艺性状75%P以上，50%可育F2选可育株X上海茄门甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)f农艺性状75。/。P以上，50%可育F3选可育株X上海茄门甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)i农艺性状87.5%P以上，50%可育F4选可育株X上海茄门甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)f农艺性状93%P以上，50%可育上海茄门甜椒93-27-11选可育株(8)(SMsms(8))(农艺性状95。/。P以上，85%以上可育，测交选下代选可育单株上海茄门甜椒93-27-11选可育株(8)(SMsMs或少量SMsms)4农艺性状98。/。P以上，95%以上可育，测交选下代选可育单株上海茄门甜椒93-27-11选可育株(8)(SMsMs或少量SMsms(8))4农艺性状99Q/。P以上，99%以上可育，测交选下代选可育单株上海茄门甜椒93-27-11选可育株g)(SMsMs或极少SMsms)I完成甜椒恢复系转育，99.8%以上可育甜椒恢复系93-27-llC(SMsMs)上述路线中P为93-27-11;Fl为韩国品种CHAMPION作回交亲本。全文摘要本发明涉及甜椒雄性不育恢复系人工转育方法。本发明包括下述两大步骤取韩国品种CHAMPION与上海茄门甜椒93-27-11杂交，选具有可恢复的后代与上海茄门甜椒93-27-11连续回交4代，回交过程中，选后代可育株，并在农艺性状上最接近上海茄门甜椒93-27-11单株，淘汰不育株；再进行单株自交，利用单株与不育株杂交，选后代恢复率更高的2-3个单株连续4代自交，后代具有100％的自交单株为可育株甜椒恢复系93-27-11C。本发明方法可节约制种成本58％，种子产量可提高41.7％。由于不去雄而不影响子房，制种的产量及稳定性也得到了大幅提高。制种纯度提高到100％，每公顷增产2700元的收入。文档编号A01H1/02GK101228842SQ20081001851公开日2008年7月30日申请日期2008年2月21日优先权日2008年2月21日发明者戴祖云申请人:合肥江淮园艺研究所