专利名称：杂交小麦制种及其不育系繁殖的新方法
(名词术语解释)(小麦生理遗传型不育系)指育性受光照、温度等环境因子所调控的可以遗传的小麦雄性不育系。
(小麦光敏不育系)指育性主要由光照控制的小麦生理遗传型不育系。
(小麦温敏不育系)指育性主要由温度控制的小麦生理遗传型不育系。
(小麦光温敏感性不育系)指育性由光照和温度共同控制的小麦生理遗传型不育系。
本发明是一种杂交小麦制种及其不育系繁殖的新方法。
在本发明之前，利用不育系生产杂交小麦种子的方法有三系法、二系法和x、y、z体制等。在这些已有技术中，同本发明密切相关的是二系法。这种方法先后由邓景扬(中国科学B集，1982年第一期，第47-52页)，秦泰辰(种子。1988年第一期，第41-45页)等人做过描述。其技术方案是根据显性核不育小麦具有的1.不育株自交不结实;2.不育株同任何正常品种或可育株杂交，其后代都要分离出不育株与可育株;3.分离出来的可育株，其自交后代育性不分离;4.育性不受环境条件影响等特点，给显性核不育基因做出附加标记，使不育株与可育株易于区别。特别是用种子颜色(蓝粒)做出附标记，使其在杂种的种子阶段就能把不育与可育分开。这样，虽然显性核不育小麦既没有名副其实的恢复系(它只有半恢复系)，也没有完全的保持系，但可用生产上需要的杂交小麦组合的亲本之一作临时保持系。在制种田中。母本行只种不育种子(或在开花前拨出母本行的可育株)，父本用半恢复系同其相间种植，通过播期调节使父、母本花期相遇，进行杂交小麦制种;在生产大田中只种可育种子，从而实现杂种一代的优势利用。
本发明的目的是简化杂交小麦制种与亲本繁殖程序，提高杂交小麦制种效益，降低杂交小麦生产成本。同时，为寻找和选育新的小麦不育系提供一条有效的新途径。
本发明采用二系法制种。利用小麦生理遗传型不育系，在能够引起不育系几乎完全不育(包括完全不育和接近完全不育)的环境中进行杂交小麦制种;在不能够引起不育系完全不育的环境中进行不育系自交繁殖。从而把三系法制种技术中的保持系同不育系合二为一、实现一系两用。因此，本发明的制种方法只有不育系和恢复系，不再需要特定的保持系。
小麦生理遗传型不育系，包括有光敏不育系，温敏不育系及光温敏感性不育系等多种类型，但无论哪类不育系，其育性都要随着其敏感的环境因子的变化而发生转变，会产生从完全不育到完全可育或从完全可育到完全不育的各种育性类型。小麦光敏不育系。一般在较长光照条件下表现为雄性不育，而在较短光照条件下表现为雄性可育。小麦温敏不育系，一般在较高温度条件下表现为雄性不育，而在较低温度条件下表现为雄性可育。小麦光温敏感性不育系，一般在较长光照与较高温度条件下表现为雄性不育，而在较短光照与较低温度条件下则表现为雄性可育。小麦生理遗传型不育系同其恢复系杂交后，杂种一代则恢复可育。
小麦生理遗传型不育系繁殖方法非常简单，只需将它种植在不能够引起它完全雄性不育的环境中进行自交结实即可。为了提高繁殖倍数，应尽可能把它种植在能够引起它恢复完全可育的环境中，就各种不育系的具体情况而言，可以把光敏不育系育性敏感期安排在较短光照条件下，例如把它种植于冬季、或低纬度地区、或进行遮光处理;把温敏不育系的育性敏感期安排在较低温度条件下，例如把它种植于冬季、或高纬度地区、或高海拔地区、或进行人工低温处理;把光温敏感不育系育性敏感期安排在较短光照与较低温度条件下，例如把它种植于冬季、或低纬度地区、或进行人工短光照与低温处理等。都可以实现自交繁殖。
杂交小麦的制种技术方案;在能够引起小麦生理遗传型不育系几乎完全不育，而恢复系则表现正常可育并能散粉的环境中进行。把小麦生理遗传型不育系与恢复系相间种植，使其花期相遇，成熟后收获不育系所结种子而得到小麦杂交种子。收获恢复系种子实现恢复系繁殖。
利用小麦光敏不育系进行制种的环境，要求使不育系的不育性能够充分表达，一般需要较长光照条件。可以在高纬度地区(如我国北方)、异季(春、夏、秋季)或人工控制的较长光照条件下进行。
利用小麦温敏不育系制种的环境，要求使不育系的不育性能够充分表达。一般需要较高温度条件。可以在低纬度地区(如我国南方)、异季(春、夏、秋季)或同纬度的高海拔地区以及人工控制的较高温度条件下进行。
利用小麦光温敏感性不育系制种的环境，要求使不育系的不育性能够充分表达。一般需要较长光照与较高温度条件。可以在异季(春、夏、秋季)，较高纬度地区以及人工控制的较长光照与较高温度条件下进行。
无论采用哪种类型的小麦生理遗传型不育系进行制种，都要把不育系与恢复系相间种植，使不育系与恢复系花期相遇，成熟后收获不育上所结种子才能得到小麦杂交种子。
各种类型的小麦生理遗传型不育系材料，可以通过有性杂交或突变产生。在有性杂交中，通过远缘杂交容易获得生理遗传型不育材料。通过突变产生的这类不育材料，可以到田间去寻找这类不育材料都要在相应的环境中才能被鉴别出来。获得了小麦生理遗传型不育材料之后，可以用筛选保持系的方法，筛选出对其起保持作用的材料(小麦的品种或品系)，转育成相应的小麦生理遗传型不育系，或者采用“分解提取法”，用小麦生理遗传型不育材料同正常品种杂交，然后通过自交在相应的环境中去鉴别，从而育成新的小麦生理遗传型不育系。现已探明粗厚山羊草、牡山羊草、瓦维洛夫山羊草等山羊草的细胞质。通过核置换，移入普通小麦的细胞核后形成的一些核质杂种，可以产生生理遗传型不育材料。例如具有粗厚山羊草、牡山羊草、瓦维洛夫山羊草等山羊草细胞质的农林26(核供体)小麦，都具有生理遗传型雄性不育的特性。把它们安排在北纬35°的地区种植表现为低不育，花粉育性高。套袋自交结实率达50%以上;在北纬43°的地方种植则表现为完全不育。通过突变产生的生理遗传型不育材料，也已获得了基础材料。
无论是有性杂交还是突变产生的小麦不育材料，其育性受环境条件影响的现象，人们很早就已经发现了。但人们一直认为，这种不育性不能用来进行杂交小麦制种。本发明克服了这种传统的偏见，从不育类型划分上，把育性受环境条件调控的可以遗传的小麦不育系独立出来，称之为小麦生理遗传型不育系。相应地，育性不受环境条件调控的遗传性的小麦不育系则称为小麦非生理遗传型不育系，这在植物雄性不育类型划分理论上，有别于传统的三型学说，二型学说和一型学说，是一种新的分类方法。
在本发明之前，人们对用小麦雄性不育系进行杂交制种所提出的技术方案，一直是针对小麦非生理遗传型不育系的使用而提出的，由于传统理论的局限性。使人们长期以来将注意力只集中于非生理遗传型不育材料的利用上，而忽视了大自然恩赐于人类的另一类雄性不育材料一生理遗传型不育系的利用。传统的三系法制种技术方案，其小麦不育系需要相应的保持系来保持，制种技术非常麻烦，制种成本高，针对以三型学说或两型学说为理论依据分析出来的核不育类型的利用方案中，x、y、Z体制利用方案需要选育一套x、y、Z三系，二系法利用方案也不是真正的二系利用，它之所以称为“二系法”，是因为它没有名符其实的保持系。事实上，不育系需要有临时保持系来临时保持，而且其恢复系也不是完全的恢复系。因此，这些已有技术方案，在制种技术与亲本繁殖上都很复杂，普遍存在着制种成本高的缺点。本发明则很好地解决了上述问题，不育系繁殖不再需要保持系。采用本发明的技术方案进行杂交小麦制种和亲本繁殖，只有制种田和不育系自交繁殖田，大大减化了制种与繁殖的程序和手续，生产的杂交小麦种子成本也将有大幅度的下降而且不育系的恢复源广，易于选配强优势组合。
对附图的说明，
图1至12是不育系与恢复系相间种植的各种方式。在各图中，“O”代表不育系，“口”和“
”代表恢复系。“口”和“
”表示恢复系有两种播种期，其相差一般为5-7天，恢复系播种期的确定，以使其花期同不育系的花期相遇为原则，可以早于不育系，也可以晚于不育系，或者同时播种。
实现本发明的最佳技术方案是制种地点或季节安排在能够引起不育系完全不育，而恢复系正常可育并能散粉的环境(如果利用光敏不育系，则种植于能够引起不育系完全不育的长光照环境;如果利用温敏不育系，则种植于能引起不育系完全不育的高温环境;如果利用光温敏感性不育系，则种植于能引起不育系完全不育的长光照与高温环境)中。把不育系与恢复系按
图1、图2、图3的方式相间种植，通过调节播种期使它们花期相遇良好，从而增加小麦杂交种子的纯度，提高不育系的异交结实率，最终达到提高制种产量的目的。
不育系的繁殖地点或季节，安排在能够使不育系恢复完全可育的环境中，让其自交结实。如果是光敏不育系，则种植于能引起它恢复完全可育的短光照环境;如果是温敏不育系，则种植于能引起它恢复完全可育的低温环境;如果是光温敏感性不育系，则种植于能引起它恢复完全可育的短光照与低温环境。
权利要求
1.一种杂交小麦制种的新方法，它是把小麦的不育系与恢复系相间种植，使其花期相遇，收获雄性不育株上所结的种子而得到小麦杂交种子的方法，本发明的特征在于，使用的不育系是生理遗传型雄性不育系。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，制种是在引起不育系几乎完全不育的环境中进行。
3.权利要求1和权利要求2所述的方法，其特征在于，不育系的细胞质是山羊草的细胞质。
4.小麦生理遗传型雄性不育系的繁殖方法，其特征在于，把它种植在不具有引起它完全不育的环境中，让其自交结实。
全文摘要
本发明是一种利用小麦生理遗传型不育系配制小麦杂交种子及不育系本身繁殖的方法。它采用二系法原理。在引起不育系几乎完全不育的环境中，把不育系与恢复系相间种植，使它们花期相遇，收获不育系所结种子而得到小麦杂交种子；在不能引起不育系完全不育(特别是恢复完全可育)的环境中，种植不育系让其自交繁殖。本发明只有不育系和恢复系，大大减化了制种与繁殖程序，杂交小麦种子成本有大幅度下降。
文档编号A01H1/02GK1047009SQ8910324
公开日1990年11月21日 申请日期1989年5月9日 优先权日1989年5月9日
发明者王保明 申请人:王保明