一种松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法
【专利摘要】本发明公开了一种松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法及应用，主要选取不同类型松花菜材料，自交第一代后确定选育目标，定向选择单株，进行第二代自交；在自交后代群体中定向选择单株继续自交，根据选育目标定向选择单株；同时选取硬花型白花菜胞质雄性不育系为母本，用已选定单株为父本，进行种间杂交，得杂种F1，从而将不育系的CMS基因转移到松花菜上；自交后代继续自交提纯，同时在胞质雄性不育杂种植株群体中筛选和父本选育目标最接近的不育株，作为母本，自交后代中筛选的最接近选育目标的单株为父本继续成对杂交；自交后代的提纯和雄性不育的转育，每代都成对同时进行，自交若干代后可得保持系及雄性不育系。本发明方法能显著节工省本，缩短育种时间。
【专利说明】一种松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种松花菜的育种方法，尤其是获得松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，属于植物育种【技术领域】。
【背景技术】
[0002]松花菜(花球松散型花椰菜的简称)与普通花椰菜较为紧密的花球相比，花球松散，花梗长、绿，吃起来较甜、脆，炒食时不易煮烂，加热后花梗颜色变得更绿；脱水加工时，以食用花梗为主，梗色碧绿，松花菜干风味独特，且营养丰富，深受消费者喜爱。通过对松花菜主要营养品质的分析，叶绿素含量12.8 μ g.g-1 (Fff)、类胡萝卜素含量3.3 μ g.g—1 (Fff)、VC含量629mg.kg'可溶性糖含量2.82%，与紧密类型花椰菜比，叶绿素含量要高2.7倍，类胡萝卜素含量高1.5倍，VC高出40 %，可溶性糖高出近10 %，但在水分、粗纤维、粗蛋白方面无显著差异(长江蔬菜，2012 (20):37-39)。松花菜优良的口感及营养特点意味着松花菜产业将会有巨大的发展前景，将替代部分紧花类型的消费与产业需求。松花菜最早在福建及台湾地区种植消费，近年来从闽浙地区迅速向我国华北、华中地区蔓延。目前我国松花菜主要生产区分布在长江中下游，闽、浙、鄂高山地区，兰州、坝上高原地区，以及华北地区，种植区域广泛又相对集中，基本形成了松花菜周年供应市场的生产格局，种植面积已达2万hm2以上，约占花椰菜生产面积的10%，笔者预测，今后几年松花菜将在国内广泛种植，并将成为花椰菜消费的主要类型之一，种植面积将达1Rhm2以上，发展潜力巨大。
[0003]松花菜杂种优势表现明显，产量、品质和抗性等方面均表现出杂种优势。研究表明，利用胞质雄性不育系配制杂交种，具有方法简便、遗传性稳定、杂交率高、省时省力、不育性彻底的优点，而且可以有效控制优良性状基因外流，在松花菜杂交育种方面具有重要应用价值。而细胞质雄性不育(CMS)是一种自然现象，表现为母体遗传、花粉败育和雌蕊正常，用可育株的花粉给不育株雌蕊授粉，能正常结实。松花菜主要收获花球营养体，而非获得种子，所以在杂交制种时不需要恢复系，因此获得松花菜胞质雄性不育系及保持系是利用雄性不育配制杂交种的关键。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是根据现有技术存在的缺陷，提出一种松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，该方法能够显著节工省本，大大缩短育种时间。
[0005]本发明的技术方案通过以下步骤实现:
[0006](I)收集不同类型松花菜种质资源，在整个生育期内观察植物学性状、抗病性、丰产性等，确定选育目标，定向选择单株，进行自交选育。
[0007](2)在自交后代群体中选择抗病性好、青梗松花菜单株继续自交，提纯，并根据目标性状定向选择单株。
[0008](3)以硬花型白花菜胞质雄性不育系作母本，用定向选育、性状优良的单株作父本，进行中间杂交，获得杂种F1，从而将不育系的不育基因转移到松花菜上。
[0009](4)在胞质雄性不育杂种植株群体中，筛选与父本目标最接近的不育株作为母本，与自交后代中定向选育、性状优良的单株作为父本继续成对杂交；同时自交后代继续自交提纯。
[0010](5)自交后代的提纯与雄性不育系的转育，每代都成对同时进行，经过6-7代的自交提纯和不育系转育，即可同时获得胞质雄性不育系和保持系；而保持系具有优良稳定的性状，可作为配制其它杂交种的亲本材料。
[0011](6)以所转育获得的胞质雄性不育系材料为母本，选取植物学性状稳定、抗病性好、与母本相似的自交系为父本，配制杂交种。
[0012]为了达到更好的效果，优选:
[0013]1、所述松花菜自交系选育目标为:花球洁白，花梗青绿，抗病性好，植物学性状稳定、配合力好、花粉量大。
[0014]2、所述雄性不育系的选育目标为:不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定，不受环境条件的影响；花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽。
[0015]3、所述回交转育杂种群体中，选择株型、叶型、花球形状、颜色、抗病性等性状与父本接近的单株留种。
[0016]4、所述当自交提纯进行到4-5代时，植株性状不再分离，再自交1-2代，即可获得一个纯合稳定自交系，也为保持系。
[0017]5、所述6-7代回交转育的的胞质雄性不育系性状与保持系完全一致，其不育株率达 100%。
[0018]6、所述通过提前或推迟割花球的方式调节双亲花期保持一致，并在每亩制种田中放入1-2箱蜜蜂进行辅助授粉，制种田的隔离距离至少1500m。
[0019]本发明的有益效果为:
[0020]1、经多代自交提纯，获得了大量不同类型植物学性状稳定、配合力好、花球性状优良的自交系；
[0021]2、经6-7代连续回交转育,获得的不育系具有不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定；花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽等特点；
[0022]3、利用得到的不育系与其它自交系配制的杂交种，杂种优势显著，植物学性状整齐一致，不育性彻底；省工节本，大大缩短了育种时间，提高了育种效率，且可有效防止特异基因资源外流，有助于自主知识产权保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明的选育过程示意图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]I)选用源自台湾的松花菜品种，其特点为青梗，晚熟；选取硬花型白花菜胞质雄性不育系材料B-1作为不育源。
[0026]2)自交第一代后观察后代性状分离及变化，依据株型、花球形状、青梗、抗病、高产、花粉量多、亲和性好的选育目标，定向选择单株留种，进行第二代自交。
[0027]3)在自交2代群体中，按照选育目标，继续定向选择单株自交提纯，并定向选择单株进行第三代自交。
[0028]4)同时与胞质雄性不育系材料B-1作为母本，用自交2代的松花菜选定单株作父本，进行杂交，获得杂种F1，从而将不育系的不育基因转移到松花菜上。
[0029]5)自交后代继续自交提纯；同时在胞质雄性不育系转育杂种植株群体中，筛选与选育目标最接近的不育株作母本，与自交后代中定向选育的单株继续成对杂交。
[0030]6)松花菜自交后代的提纯与胞质雄性不育系的回交转育，每代都成对同时进行，当自交和回交进行到4-5代没有性状明显分离，再自交和回交1-2代，即可获得具有目标性状的松花菜纯合稳定自交系和胞质雄性不育系，自交系同时也是保持系。
[0031]7)6-7代回交转育的松花菜胞质雄性不育系具有不育株率和不育株度均达到100%,且不育性遗传稳定，不受环境条件影响；花器官发育正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱，蜜腺发育健全；雌蕊结构正常，能正常受粉结籽。
[0032]8)以获得的雄性不育系材料为母本与其它优异可育的松花菜自交系杂交，配制杂交种，制种时通过割球时间早晚的方式调节双亲花期保持一致，并在每亩制种田中放入1-2箱蜜蜂进行辅助授粉，制种田的隔离距离至少1500m。
[0033]结果转育获得的胞质雄性不育系的不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定；花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽；青梗、高抗病毒病，晚熟，生育期90天左右；多代自交得到的保持系(自交系)的主要性状为:青梗，高抗病毒病，遗传稳定，晚熟，生育期90天左右。
[0034]实施例2
[0035]除了步骤I)选用源自日本的商品种，青梗白花，早熟，高抗病毒病；以硬花型白花菜胞质雄性不育系材料B-1为不育源外，其余操作同实施例1。
[0036]结果转育获得的胞质雄性不育系的不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定；花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽；青梗、高抗病毒病，早熟，生育期50天左右；多代自交得到的保持系(自交系)的主要性状为:青梗，高抗病毒病，遗传稳定，早熟，生育期50天左右。实施例3
[0037]除了步骤I)选用源自中国的商品种，青梗白花，中熟，高抗病毒病；以硬花型白花菜胞质雄性不育系材料B-1为不育源外，其余操作同实施例1。
[0038]结果转育获得的胞质雄性不育系的不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定；花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽；青梗、高抗病毒病，中熟，生育期70天左右；多代自交得到的保持系(自交系)的主要性状为:青梗，高抗病毒病，遗传稳定，中熟，生育期70天左右。
【权利要求】
1.一种松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，包括以下步骤: (1)收集不同类型松花菜种质资源，在整个生育期内观察植物学性状、抗病性、丰产性，确定选育目标，定向选择单株，进行自交选育； (2)在自交后代群体中选择抗病性好、青梗松花菜单株继续自交，提纯，并根据目标性状定向选择单株； (3)以硬花型白花菜胞质雄性不育系作母本，用定向选育、性状优良的单株作父本，进行中间杂交，获得杂种F1，从而将不育系的不育基因转移到松花菜上； (4)在胞质雄性不育杂种植株群体中，筛选与父本目标最接近的不育株作为母本，与自交后代中定向选育、性状优良的单株作为父本继续成对杂交；同时自交后代继续自交提纯； (5)自交后代的提纯与雄性不育系的转育，每代都成对同时进行，经过6-7代的自交提纯和不育系转育，即可同时获得胞质雄性不育系和保持系； (6)以所转育获得的胞质雄性不育系材料为母本，选取植物学性状稳定、抗病性好、与母本相似的自交系为父本，配制杂交种作为杂交后代。
2.根据权利要求1所述松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于所述松花菜自交系的选育目标为:花球洁白，花梗青绿，抗病性好，植物学性状稳定、配合力好、花粉量大。
3.根据权利要求1或2所述松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于雄性不育系的选育目标为:不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定，不受环境条件的影响；花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽。
4.根据权利要求1或2所述松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于步骤(6)所述杂交后代中，选择株型、叶型、花球形状、颜色、抗病性等性状与父本接近的单株留种。
5.根据权利要求1所述松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于，步骤(5)中所述的自交提纯进行到4-5代时，植株性状不再分离，再自交1-2代，即可获得一个纯合稳定自交系，也为保持系。
6.根据权利要求5所述松花菜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于，还包括通过提前或推迟割花球的方式调节双亲花期保持一致，并在每亩制种田中放入1-2箱蜜蜂进行辅助授粉，制种田的隔离距离至少1500m。
【文档编号】A01H1/02GK104160946SQ201410370102
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】张振超, 毛忠良, 潘跃平, 吴国平, 王建华, 戴忠良, 秦文斌, 姚悦梅, 潘永飞, 肖燕, 孙春青, 马志虎, 孙国胜 申请人:镇江瑞繁农艺有限公司