专利名称：一种洋葱雄性不育保持系的选育方法
技术领域：
本发明属于洋葱杂种优势利用技术领域，涉及一种洋葱雄性不育保持系的更新方法。
背景技术：
我国是世界上的洋葱生产大国，也是洋葱出口大国，但育种落后。目前我国尚无自己培育的F1代品种，种植的F1代品种均从国外进口，每公顷种子成本在6000-9000元，占生 产总成本的40-60%。鉴于我国洋葱生产效益低的现状，开展洋葱F1代杂交种选育研究是 提高我国洋葱生产力的前提条件。洋葱F1代育种的主要途径是利用核质互作型雄性不育 的三系法，既要同时具备不育系、保持系和恢复系。通过保持系与不育系杂交，不育系得以 繁殖并保持不育性状；通过不育系与恢复系杂交获得杂交种子，其杂种优势的强弱直接取 决于不育系和恢复系的情况，即只有选育出优良的不育系和优良的恢复系，才能培育出优 良的杂种一代。因此，开展洋葱F1代育种，必须从最基础的育种材料选育着手，“三系”选育 的技术问题首先需要取得突破。在洋葱“三系”选育中，雄性不育系可以通过杂种一代的分 离或商业渠道从国外直接引进等途径获得，而且其性状决定于保持系，所以保持系和恢复 系的选育技术成为洋葱F1代育种的关键。在洋葱“三系”育种实践中，恢复系的选育比保持系选育难度要低，不是杂种一代 种子生产中的制约因素。因为洋葱是二年生作物，生产上主要是利用营养体生长期的鳞茎， 无需再获得种子，所以不存在杂种一代育性恢复的问题，只需测定其杂种优势，不必选育专 门的恢复系。只要能为不育系提供可育花粉，不管育性恢复的基因型如何，是纯合体还是杂 合体均可作为选育恢复系的材料。因此，按照通常选育程序，从绝大多数品种或品系中可以 选育出配合力高、性状优良的恢复系。另一方面，不育系(Smsms)综合形状的提高较复杂，难度较大。因为不育系的繁殖 需要用基因型为Nmsms的保持系与其反复回交，几代之后不育系的核遗传物质几乎被保持 系的核所取代，不育系变成了保持系的相似系。因此，不育系的性状优劣取决于保持系。只 有保持系性状优良，才能有优良的不育系，最终才能配制出优良的杂种一代。目前，如何选 育出性状优良的保持系(Nmsms)是洋葱杂种一代品种更新换代的核心技术。洋葱的育种实践表明，不育系易得，保持系难寻。因为自然环境状态下洋葱带有正 常可育的基因型匪sMs，只有核基因发生隐性突变，即Ms突变为ms，核恢复基因为杂合的个 体Wsms再通过自交才能够得到隐性纯合的基因型Nmsms，这样的个体对不育性才有保持 功能，也就是要育成的保持系。然而此类失去育性恢复功能的核基因突变频率是很低的， 而且即使发生了突变并自交后纯合，由于质核互作的雄性育性控制机制，表型育性依然正 常，需要与不育个体杂交，从其后代的育性分离表现才能检测出发生突变的个体(匪sms或 Nmsms)，所以这样通过杂交进行鉴定的工作是十分繁重的。关于洋葱保持系的选育，不管不 育系的来源如何，通常采用与不育材料回交转育的方法来筛选保持系。即以雄性不育株为 母本，当地优良品种为父本，进行成对杂交。要想得到一个基因型为(Nmsms)的保持系，每年需要配制数百个、甚至上千个组合从中筛选保持系。这样做的结果是，不仅配制的组合数量过多，工作量过大，需要大量的人力和物力；更为重要的是即使筛选到了具有保持能力的 植株，其经济性状多数情况下也很难符合育种的要求。所以，洋葱“三系”育种实践中期待 能研究出一套选育保持系的有效方法，该方法应该在选育保持系的基因型(Nmsms)上是完 全可预见的，无需进行大量的成对杂交筛选不育核基因，因而可以大大缩小杂交组合规模， 降低育种成本；又能在决定基础材料时允许预先进行严格选择，对选育保持系的经济性状 在方向上是可控的，因而能够克服以往选育方法的盲目性，提高育种效率。
发明内容
针对传统的回交转育方法选育保持系时配制组合数过多和经济性状难以保证的 缺陷，本发明根据质核互作型不育性遗传的理论，发明了一种将不育系(Smsms)的核不育 基因ms导入性状优良的可育品种或品系(匪sMs)，以获得保持系(Nmsms)的技术。方法是 用经典不育系与经过严格选择在经济性状和配合力上都符合要求的品种杂交，然后经回交 和自交等杂交与选育步骤，人工合成具有基因型为Nmsms的保持系。本发明采用的导入核 不育基因的受体材料源于“札幌黄”种质材料提纯过程中选出的单株系，其平均球重、抗病 性及耐贮藏等综合性状优良，为本发明的主要选择指标提供了遗传基础。同时，本发明最初 只需配制一个杂交组合，再经一次回交即将不育基因导入性状优良的受体材料，其后的工 作只是通过自交分离出基因型为Nmsms的个体。具体选育程序和步骤如下第一年，播种来年用作杂交的亲本种子，进行葱头生产。第二年，用经典不育系(Smsms)作母本，用选出的经济性状优良的可育品种作父 本(^sMs)进行杂交，在不育株上收获F1 (SMsms)杂交种子，同时在父本植株上分别收获自 交种子。第三年，进行葱头生产。第四年，用原来作为父本(^sMs)的自交后代作母本，人工去雄后与该组合的 F1 (SMsms)进行反向回交，收获BC1种子(匪sMs，匪sms)。第五年，进行葱头生产。第六年，从BC1中选单株自交，分别收获各单株的自交种子。匪sMs自交后代基因 型全为NMsMs，Wsms自交后代基因型为NMsMs、NMsms和Nmsms。第七年，进行葱头生产。第八年，用经典不育系(Smsms)作母本，用BC1的自交后代的单株作父本分别进行 杂交，分别收获杂交种子和父本自交种子。或者，先对上一代的自交后代进行育性分离鉴 定，确认BC1中的^sms后，再用其自交后代的各单株分别与经典不育系杂交。第九年，进行葱头生产。第十年，调查上一代杂交后代的育性分离比，子代表现全不育组合的父本，即是育 成的新保持系(Nmsms)。
具体实施例方式本发明育成的新保持系KB651B是由不育系KB2354A和自交系94_6_51杂交，再经 回交和自交等步骤选育获得的。
不育系KB2354A是从日本引进的一代杂种“卡木依”自交后代中分离出的不育株， 用自育保持系KB2354B已经繁育了三代。自交系94-6-51是从日本“札幌黄”种质材料提 纯过程中选出的性状优良的单株系，其平均球重为260克、抗病、鳞茎圆球形、球茎收敛、较 耐贮藏。以上材料均为长日照、湿润生态类型。新保持系KB651B在球重、球型、抗病和耐贮 藏等方面表现优良，符合育种目标要求。关于选育保持系的方法，本发明与通常采用回交转育的方法比较，具有两个突出 优点。其一，传统的回交转育方法是在自然群体中筛选突变基因型Nmsms或匪sms，通常需 要配制成百上千个组合，组合数太多，工作量巨大。而本发明是将经典不育系(Smsms)的核 不育基因ms导入性状优良的可育品种或品系(NMsMs)，在选育保持系的基因型上是完全可 预见的，最初只需配制一个杂交组合，再经一次回交即将不育基因导入性状优良的受体材 料，其后的工作只是通过自交分离出基因型为Nmsms的个体。无需进行大量的成对杂交筛 选不育核基因，因而大大缩小了杂交组合规模，降低了育种成本。其二，传统的回交转育方 法是以筛选不育核基因(Wsms或Nmsms)为前提，而表现该特征的株系在经济性状上可能 并不符合育种要求。而本发明在决定基础材料时允许预先进行严格选择，只采用经济性状 优良的自交系作为不育基因导入的受体材料，这对保持系的经济性状在选育方向上是可控 的，因而克服了传统选育方法的盲目性，提高了育种效率。
新保持系KB651B选育的具体实施过程如下1999年，春播KB2354A和94_6_51杂交亲本种子，秋收葱头贮藏2000年，进行杂交(KB2354AX 94-6-51)，收获杂交种子F1及94-6-51自交种子2001年，春播F1和94-6-51种子，秋收葱头贮藏2002年，对94-6-51植株人工去雄进行反向回交(94_6_51 XF1)，在94_6_51植株 上采收BC1种子2003年，春播BC1种子，秋收葱头贮藏2004年，BC1植株单株隔离强制自交，按株单收自交种子2005年，春播上一年各单株自交种子和KB2354A种子，秋收葱头贮藏2006年，用BC1的自交后代的单株作父本分别与KB2354A进行杂交，分别收获杂交 种子和父本自交种子2007年，春播上一年各单株杂交种子，秋收葱头贮藏2008年，调查上一代各单株杂交后代的育性分离比，子代表现全不育组合的父本， 即是育成的新保持系KB651B。
权利要求
一种洋葱雄性不育保持系的选育方法，其特征在于最初只配制一个杂交组合，用经典不育系(Smsms)与经过严格选择在球重、抗病性、耐贮藏这些综合性状优良的品种或品系(NMsMs)杂交，育成F1(SMsms)；然后经反向回交(NMsMs×F1)得BC1(NMsMs，NMsms)，将核不育基因ms导入具有正常可育细胞质的性状优良品种或品系；BC1自交产生分离子代并用其与经典不育系(Smsms)杂交，最终鉴定出保持系(Nmsms)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于新保持系KB651B是由不育系KB2354A和 自交系94-6-51为亲本育成。
全文摘要
选育性状优良的保持系是洋葱一代杂种品种更新换代的核心技术。本发明是根据质核互作型不育遗传理论制定的保持系选育方法。技术要点是用不育系与经过严格选择在经济性状和配合力上都符合要求的品种杂交，然后经回交和自交等杂交与选育步骤，人工合成具有基因型为Nmsms的保持系。这种将经典不育系(Smsms)的核不育基因ms导入性状优良的可育品种或品系(NMsMs)的技术，在选育保持系的基因型上是完全可预见的，又能在决定基础材料时允许预先进行严格选择，对选育保持系的经济性状在方向上是可控的，因而克服了以往选育方法的盲目性，提高了育种效率。
文档编号A01H1/04GK101803565SQ20091021556
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者崔成日, 马有会 申请人:辽宁师范大学