一种卷曲叶芝麻自交系的选育方法与流程

本发明属于植物育种技术领域，具体涉及一种卷曲叶芝麻自交系的选育方法。

背景技术：

芝麻是我国主要油料作物之一，芝麻油芳香纯正，营养价值高，素有“油中之王”的美誉。我国芝麻年种植面积60万公顷左右，占世界总面积的十分之一，总产60-70万吨，占世界总产的四分之一，其总产和单产均居世界首位(杨湄，黄凤洪.中国芝麻产业现状与存在问题、发展趋势与对策建议.中国油脂，2009，34(1)：7-12)，是农业结构调整的优势作物，也是传统的出口创汇作物。但近十年来，国内芝麻消费量大幅度上升，年均消费芝麻籽80万吨以上，其中20万吨靠进口，芝麻已经转变为净进口作物。因此，进一步提高芝麻单产和总产以满足国内消费需求是当前的紧迫任务。

芝麻在全国各地均可种植，但主要集中在河南、湖北、安徽、江西四省。我国芝麻产业发展中存在的主要问题有：①产量常常低而不稳，长期徘徊在亩产70公斤的水平(杨湄，黄凤洪.中国芝麻产业现状与存在问题、发展趋势与对策建议.中国油脂，2009，34(1)：7-12)；②抗病性差，易发生茎点枯病、枯萎病，且目前未发现免疫或高抗材料(Zhang X R,Zhao Y Z,Cheng Y,Feng X F,et al.Establishment of sesame germplasm core collection in China.Genetic Resources and Crop Evolution,2000,47:273-279)；③外观品质较差，商品一致性欠佳，含油量偏低，市场竞争力不强。因此开展高产、优质、抗病芝麻新品种选育是当前的主要育种目标。

芝麻具有很强的杂种优势，通过杂种优势利用可以大幅度提高芝麻的产量(屠礼传，柳家荣，梁秀银.芝麻杂种优势研究.中国油料，1988(2)：8-12；乐美旺，曹开蔚，张冬仙等.黑芝麻杂种优势研究.江西农业学报，2006，18(1)：1-5)。作物杂种优势利用途径主要有：细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、化学杀雄、自交不亲和等(傅廷栋主编.杂交油菜的育种与利用(第二版).武汉：湖北科学技术出版社，2000；刘后利主编，作物育种学论丛.北京：中国农业大学出版社，2002)。在芝麻中，目前杂种优势利用的主要方式为隐性细胞核雄性不育。利用芝麻隐性细胞核雄性不育虽然育成了一些杂交品种，但芝麻隐性核不育的缺点是缺乏完全的保持系，只能以两型系的形式加以利用，在生产杂交种时存在着必须及时拔除两型系中50％可育株的问题，较费时费力，人工成本高，因此限制了其在芝麻生产上的应用。如果能找到一种苗期标记性状并应用到雄性不育系中，将能解决只有等到开花才能拔除50％可育株的问题，这将大大降低成本，提高制种效率。

芝麻叶具有很高的营养价值，富含蛋白质、多糖、脂肪、钾、钙、磷、铁等矿质元素。芝麻叶中的氨基酸含量高，必需氨基酸均衡性好，还含有较多的黄酮、多酚和亚麻酸，是宝贵的蔬菜资源(刘利娥，宋少华，刘金盾.芝麻叶营养成分分析.食品科技，2012，37(2)：45-47)。芝麻叶食法多样，可以凉拌做菜、烙饼、制作芝麻叶面条等，深受人民喜爱。本发明提供的卷曲叶材料十分独特，它在国际上尚属首次发现，该芝麻从第一对真叶开始即表现出卷曲，且终身卷曲，叶片肥大幼嫩，口味清淡，生物产量高，既可油用也可菜用，菜用价值高于普通芝麻。卷曲叶性状与雄性不育性状紧密连锁，在杂种优势利用中将会是一个很好的苗期标记性状。截止目前为止，通过杂交回交的方法来创新卷曲叶种质资源的方法还未见公开报道。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供了一种卷曲叶芝麻自交系的选育方法，通过杂交、姊妹交、回交方式选育卷曲叶芝麻自交系，为卷曲叶芝麻种质资源的创建提供了一种新的育种途径，该卷曲叶芝麻的生物产量高，适宜于菜用及两系杂交制种。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

一种卷曲叶芝麻自交系的选育方法，其步骤是：

1)用白芝麻鄂芝4号作母本，CLSU-9×J972为父本进行杂交，得到白芝麻杂种F₁代种子；

2)将F₁代杂交种子自交得F₂，以F₂群体中的一株卷曲叶株为母本，与同系内非卷曲叶的姊妹株或育成品种杂交，得杂种F₁；

3)以杂种F₁为母本，与同系内非卷曲叶的姊妹株杂交得到姊妹交F₁，或与上述育成品种回交得到BC₁F₁；

4)从姊妹交F₁或回交BC₁F₁代中选择籽粒白色、千粒重3.0-3.2克、单株蒴果数120个以上、单株产量20克以上、抗病性强、抗逆性强、熟期90-110天的卷曲叶单株，与同系内非卷曲叶株进行姊妹交，或与上述的育成品种回交，留种；

5)将上述的杂交种再进行3-5代姊妹交或回交纯合后，从中选择籽粒白色、千粒重3.0-3.2克、单株蒴果数120个以上、单株产量20克以上、抗病性强、抗逆性强、熟期90-110天、农艺性状稳定一致的卷曲叶自交系；

所述的育成品种为中芝18、赣芝3号、08-51113中任意一种品种。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

1、本发明利用现有种质资源通过杂交、回交、自交、分离选择等技术手段进行基因重组，创建了一种卷曲叶芝麻材料，利用这个卷曲叶材料杂交培育卷曲叶芝麻种质资源的新方法，为卷曲叶芝麻种质资源的创建提供了一种新的育种途径。

2、本发明培育的卷曲叶芝麻自交系种质资源与现有的芝麻品种具有不同的基因型，利用其作亲本材料可培育成新的卷曲叶雄性不育系或新的种质材料，能在杂交种生产上进行利用，可降低生产成本，提高制种效率。

3、本发明培育的卷曲叶芝麻自交系可作蔬菜使用，也可以为叶片形态建成遗传规律的深入研究，提供新的物质基础。

附图说明

图1为同系内非卷曲叶芝麻自交系的图片。

图2为本发明选育的卷曲叶芝麻自交系的图片。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的内容并不局限于此。

对以下实施例所涉及材料的说明：

白芝麻鄂芝4号：襄阳市农业科学院选育的白芝麻新品种，2005年3月通过湖北省农作物品种审定委员会认定。

CLSU-9：为菲律宾品种，中国农业科学院油料作物研究所于1997年从以色列耶路撒冷西伯来大学芝麻专家Ashri A教授处引进。

J972：河南省平舆县农科站选育的新品种，2011年通过国家鉴定。

CLSU-9×J972：中国农业科学院油料作物研究所选育的中间材料，1998年以CLSU-9为母本，J972为父本配制杂交组合，后代经系选获得的经济性状优良、农艺性状稳定的优良品系。

中芝18：中国农业科学院油料作物研究所选育的白芝麻品种，2011年4月通过湖北省农作物品种审定委员会认定。

赣芝3号：江西省农业科学院旱作所选育的白芝麻品种，1993年通过江西省农作物品种审定委员会审定。

08-51113：中国农业科学院油料作物研究所选育的白芝麻品系，经济性状较好、农艺性状稳定的优良品系。

实施例1：

卷曲叶芝麻JQ-1自交系的选育方法，其步骤是：

1)2009年5月-9月：以鄂芝4号为母本，CLSU-9×J972为父本进行杂交，得到F₁代种子，籽粒白色，抗病性强。

2)2010年5月-9月：种植F₁，代号为10-11116，籽粒纯白色，植株长势较强，株高170cm，单株产量高达33.3g，单株蒴数120个以上，群体抗病性强，无1株感病，自交，成熟时混收。

3)2011年5月-9月：种植F₂，代号为11-21142，群体长势较好，出现1株叶片卷曲植株，叶片肥大幼嫩，扭曲，全抱茎，蒴果能正常结实。因此以该植株为母本，同系内非卷曲株为父本，进行杂交，收获杂交种F₁。

4)2012年5月-9月：种植杂种F₁种子，代号DM04，群体长势很好，群体中分离出卷曲叶和非卷曲叶两种类型，卷曲叶植株叶片肥大幼嫩，扭曲，全抱茎，蒴果能正常结实，非卷曲叶植株叶片平展，与普通品种无异。再以卷曲叶株为母本，非卷曲叶植株为父本进行姊妹交，收获姊妹交F₁。

5)2012年-2015年：分别种植姊妹交F₁，姊妹交F₁代分离为叶片卷曲与非卷叶两种类型，从中选择籽粒白色、千粒重3.0-3.2克、单株蒴果数120个以上、单株产量20克以上、抗病性强、抗逆性强、熟期90-110天的卷叶单株与非卷曲叶株进行姊妹交留种。将所述的杂种如此再连续3或4或5代姊妹交，选择农艺性状优良(选择标准同上)的单株留种，得到稳定的卷叶芝麻自交系JQ-1。

实施例2：

卷曲叶芝麻JQ-2、JQ-3，JQ-4自交系的选育方法，其步骤是：

1)2009年5月-9月：以鄂芝4号为母本，CLSU-9×J972为父本进行杂交，得到F₁代种子，籽粒白色，抗病性强。

2)2010年5月-9月：种植F₁，代号为10-11116，植株长势较强，籽粒纯白色，植株长势较强，株高170cm，单株产量高达33.3g，单株蒴数120个以上，群体抗病性强，无1株感病，自交，成熟时混收。

3)2011年5月-9月：种植F₂，代号为11-21142，群体长势较好，出现1株叶片卷曲植株，叶片肥大幼嫩，扭曲，全抱茎，蒴果能正常结实。因此以该植株为母本，育成品种中芝18、赣芝3号、08-51113分别为父本进行杂交，收获杂交种F₁。

4)2012年5月-9月：种植杂种F₁种子，代号分别为DM05、DM06、DM07，群体长势很好，群体中分离出卷叶和正常叶两种类型，卷曲叶植株叶片肥大幼嫩，扭曲，全抱茎，蒴果能正常结实，正常叶叶片平展，与育成品种无异。再以卷叶株为母本，育成品种中芝18、赣芝3号、08-51113分别为轮回亲本分别进行回交，收获回交种BC₁F₁。

5)2012年-2015年：分别种植BC₁F₁，BC₁F₁代分离为叶片卷曲与叶片正常两种类型，从中选择籽粒白色、千粒重3.0-3.2克、单株蒴果数120个以上、单株产量20克以上、抗病性强、抗逆性强、熟期90-110天的卷叶株，分别与中芝18、赣芝3号、08-51113进行回交留种。将所述的回交种如此再连续3或4或5代回交，选择农艺性状优良(选择标准同上)单株，从而得到稳定的卷叶芝麻自交系JQ-2、JQ-3，JQ-4。

实施例3：

卷叶芝麻自交系JQ-1、JQ-2、JQ-3，JQ-4的实施效果例

基于上述方法，本实施例筛选培育出优良卷曲叶芝麻自交系JQ-1、JQ-2、JQ-3，JQ-4，鉴定圃试验表明这些优系综合性状突出。与普通白芝麻鄂芝4号品种相比，卷叶自交系在株高、始蒴部位、单株蒴数、千粒重、抗茎点枯病、枯萎病性、生育期等方面差异不大，产量稍低，但生物学产量较高，因此是比较适宜于菜用及两系杂交制种的优异白芝麻新种质。与普通白芝麻相比，它具有以下优势：(见表1)。在鉴定圃试验稳定的基础上，将对JQ-1优系申请农业部新品种保护。

表1筛选的优系JQ-1、JQ-2、JQ-3，JQ-4与普通白芝麻品种的特征比较