专利名称：甘蓝型油菜无花瓣种质选育技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无花瓣油菜的选育方法，属于农作物育种技术领域。
据国内外有关文献报道，发现油菜无花瓣变异主要来自两个技术途径。(一)从天然群体中选择印度Singh，D(1961)从褐沙逊油菜(B.campestris var.brown sarson)中发现无花瓣变异，呈隐性遗传，但伴随有雄蕊数目减少现象，研究早已中断(见Singh，D.1961，Heredity change in thenumber of petals in brown sarson，Indian OilseedsJournal 5(3)190-193)。澳大利亚Buzza，G(1983)从卡诺拉(Canola)油菜中选获一种几乎没有花瓣的突变品系，目前该研究仍处于种质的纯化和提高阶段(见Buzza，Gregory，1983 The inheritance of an apetalous character in Canola(Brassica napus L.)，The 4th Australian Rapeseed Agronomists and Breeders Research Workship.pp15-16)。(二)从种间杂交后代中选择Chen Bao-yuan(1989)在瑞典用人工合成的甘蓝型油菜(Resynthesized B.napas L.)株间杂交，在F2代的初花期出现个别无花瓣变异个体，开花后期又出现花瓣，无法研究其遗传行为(见Chen Bao-yuan，1989.ResynthesizedBrassica napus L.，a polcntial in breeding and research(doctoral thesis).Department of Crop Genetics and Breeding，The Swedish University of Agricultural Sciences Sweden)。蔡明等(1991)报道了在甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥的正反交杂种中，发现无花瓣变异现象，但因对温度敏感尚未能得到纯合的材料(见蔡明等1991，甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥种间杂交无花瓣性状表现，中国油料(1)86～87)。
上述研究者均是在自己的研究中偶然发现无花瓣变异现象，没有提出明确的研究目的及解决问题的技术方案。因此，至今尚未培育出可供育种应用的油菜无花瓣新种质。这就是与本发明差距之所在。
八十年代以来的研究表明，花瓣的存在对油菜生长发育和产量形成的不利影响十分突出。其一，花瓣不含叶绿素，属非光合器官，处于群体冠层，对入射光的无效吸收与反射占总辐射量的60%，严重影响叶层的光合作用;花瓣自身形成扩展还消耗大量干物质，消除了花瓣可节约20-30%的有机能源，是大幅度提高油菜产量潜力所在。其二，花瓣是传播油菜菌核病的重要媒介，一般带菌率达92.7%。油菜菌核病是我国油菜生产的头号病害，可导致减产20-80%。至今国内外尚未筛选出抗源，抗病育种无法开展。世界公认，培育无花瓣油菜品种是解决本病最有效途径。
鉴于上述提出的问题，本发明的目的是培育甘蓝型油菜无花瓣新种质，使油菜无花瓣育种计划得以实现。要求育成的无花瓣种质的无花瓣性状能够稳定遗传。开花期大田群体冠层的耗光率比有花瓣品种下降50%;减少菌核病发病率达80%。
本发明的甘蓝型油菜无花瓣种质的选育步骤为采用花瓣长度小于9mm、宽度小于3mm的甘蓝型油菜为母本、花瓣数目变异为0～4枚的白菜型油菜为父本、进行种间有性杂交。从杂种第二代复杂分离开始，重点选择倾母本甘蓝型油菜的无花瓣突变体，并对中选单株自交留种。第三代至第六代对中选单株采用自交和无花瓣个体间互交，育成纯合度高、遗传性稳定的甘蓝型油菜无花瓣突变体。然后对上述遗传稳定的甘蓝型油菜无花瓣突变体进行形态、生理、生态和抗病性测定与评价以及遗传稳定性试验，选育出甘蓝型油菜无花瓣种质。利用上述甘蓝型油菜无花瓣种质为亲本与其它甘蓝型油菜品种杂交，经过5～6代自交、互交，培育出甘蓝型油菜无花瓣新品种。
(一)根据甘蓝型油菜与白菜型油菜种间杂交，后代分离变异极其丰富的基本原理，本发明采用以小花瓣甘蓝型油菜品种(花瓣长度小于9mm，宽度小于3mm，含无花瓣基因)为母本，以花瓣数目变异较大(花瓣为0-4枚即缺瓣)的白菜型油菜品种(含无花瓣基因)为父本的最优杂交组合，于杂种2代开始侧重于对花瓣数目出现变异的个体进行选择，并以倾母本类型形态的0～7瓣个体为主要对象，从杂种3代至以后世代，交替应用自交，无花瓣个体之间的互交，直至育成稳定纯合的甘蓝型油菜无花瓣新种质。
(二)采用本发明(一)培育出的无花瓣种质为亲本与正常四瓣油菜品种杂交于杂种二代可分离出无花瓣个体，经过连续自交，无花瓣个体间互交，即可将无花瓣性状转移到其它品种，培育出无花瓣油菜新品种。
(三)在培育无花瓣新种质技术中，还必须采用正式遗传设计，判明新种质主要性状(无花瓣性状)的遗传规律。采用强制多代自交方法，鉴定新种质的耐自交程度即自交生活力水平，为育种上利用新种质提供理论依据。
本发明的优点和积极效果如下第一，本发明首次揭示了小花瓣甘蓝型油菜品种和花瓣数目变异大的白菜型油菜品种均含有隐性的无花瓣基因的奥秘，提出人工创建油菜无花瓣种质的最优种间杂交组合类型，是前人所没有发现的。
第二，提出了采用无花瓣突变体自交与突变体之间互交交替进行的方法固定无花瓣性状。
第三，培育成功的无花瓣种质与有花瓣品种相比具有的优点和积极效果是(1)低能耗在个体水平上，经干重法，14CO2及32P同位素标记示踪法、热释光剂量法(TLD)测定无花瓣种质减少花器官建成中花瓣发育所消耗的干物质，相当于群体种子产量的15.62%。在群体水平上，经光强分析(CZ-5型照度计)和光质分析(美产100BX型光谱仪)测定结果，无花瓣种质基本上消除了黄色冠层对入射光的吸收与反射，使中下部叶层受光量增加30%左右。尤以对光合作用最有效的红色光(600～690nm)显著增加。
(2)高抗病由于花瓣自身带菌率高达92.3%，花瓣消失后形成“形态避病”。菌核病传播与蔓延得到控制。无花瓣群体比正常花瓣群体菌核病发病率下降80%以下。
(3)显著的增产潜势由于上述两个优点，利用本发明培育的无花瓣种质进行基因转育，选育无花瓣品种预计可比常规品种增产15-20%。第三，本发明培育的无花瓣种质具有稳定的遗传规律。无花瓣性状的遗传受核中4对稳性基因控制，基因型定为(p1p1p2p2p3p3p4p4)。并已在无花瓣育种得到重复验证。这是前人所没有阐明的。
图1甘蓝型油菜无花瓣种质选育程序2利用无花瓣种质培育新型无花瓣油菜品种的程序3无花瓣种质与正常花瓣品种杂交后代的遗传示意图下面叙述
具体实施例方式(一)甘蓝型油菜无花瓣种质“无花瓣1号”。其母本为“SP103”属甘蓝型油菜小花瓣类型(花瓣长宽度仅为8.1mm和2.2mm，中早熟，开花结实正常;父本为“LP153”属白菜型油菜地方品种兴化油菜选系，为缺瓣类型，花瓣数目常有变异一般为0～4瓣。早熟，开花结实正常。经过有性杂交，杂种1代均为有花瓣。杂种2代出现花瓣数目极大的分离，重点选倾母本甘蓝型油菜具0～2花瓣的变异个性自交留种。杂种3代至5代连续选择开花结实比较正常的无花瓣个体自交，并采用无花瓣个体之间互交的方法，促使性状稳定。经第6代至第7代种质自交，育成纯合的甘蓝型油菜无花瓣种质。为了判明该种质的遗传性及耐自交衰退能力，于第6代开始利用纯合性好的品系进行正式遗传试验，并从多代自交的品系选择长势强，抗自交衰退的优良株系留种。
“无花瓣1号”甘蓝型油菜无花瓣种质的主要特征特性①形态全株花朵没有花瓣，雌蕊、雄蕊、蜜腺均发育正常。开花结实正常。
②遗传有稳定的遗传行为。该种质无花瓣性状受4对隐性基因控制。与正常花瓣品种正反交结果F1全部为正常四瓣;F2有瓣与无瓣分离比率呈255∶1，B1中呈15∶1。该种质用于育种研究重复验证其遗传行为是稳定的(图3)。
③生理于开花盛期对该种质及正常四瓣品种群体冠层对不同波长光区的反射量测定结果指出无花瓣1号可减少反射量达21.78-67.43%(表1)，加中下部光合层的受光量达29.38-34.38%。
表1无花瓣1号与正常四瓣品种开花盛期群体冠层的光反射量比较光谱区1991年1992年两年平均(nm)无花瓣有花瓣无花瓣有花瓣无花瓣有花瓣±%450-5205.199.165.909.445.549.30-40.43520-60017.1245.7211.5536.7617.3341.23-57.97600-69010.2037.4612.6132.5311.4935.00-67.43760-900120.43159.1299.57122.10109.99140.61-21.78(采用美产100BX型光谱仪测定，有花瓣品种为宁油7号)④生态田间生境监测结果，盛花期地上部40cm处，无花瓣群体比有花瓣群体透光率增加40.61%。气温日变化表明为昼夜温差较大，气温相应增加0.1～2.71℃，相对湿度降低8.65%，大大地改善田间生境。
⑤抗病性由于花瓣消失，去除了传播菌核病的媒介，构成“形态避病”;小生境改善，导致“生态抑病”。因此，田间发病率无花瓣群体比有花瓣群体下降80.20～94.6%。即使在人工病圃施加选择压鉴定结果，盛花后无花瓣品系的叶片间接受侵率相应减轻32.0～41.7%。
(二)无花瓣2号(原名90-4058)系采用优质油菜“荣选”为母本，无花瓣1号为父本杂交，经过5代连续自交、互交选育纯合而成。主要特征特性①开花期全株花朵没有花瓣，雄蕊、雌蕊、蜜腺均发育正常，开花结实正常。②出叶多、出叶快，营养长势强，伸长茎段分枝萌发性强，有效枝率提高10%。③单株总花数及有效角果数，分别比常规品种华油8号提高37.7%和13.1%。④具有双低品质，油中芥酸含量＜1%，饼粕中硫代葡萄糖甙含量＜40微摩尔/克。⑤抗病性强，菌核病发病率比常规品种华油8号下降75%，病情指数下降61.1%。
权利要求
1.一种甘蓝型油菜无花瓣种质的选育方法。其特征在于选育步骤如下a、采用花瓣长度小于9mm、宽度小于3mm的甘蓝型油菜为母本，花瓣数目变异为0～4枚的白菜型油菜为父本，进行种间有性杂交；b、从杂种第二代复杂分离开始，重点选择倾母本甘蓝型油菜的无花瓣突变体、并对中选单株自交留种；c、第三代至第六代对中选单株采用自交和无花瓣个体间互交，育成纯合度高、遗传性稳定的甘蓝型油菜无花瓣突变体；d、然后对上述遗传稳定的甘蓝型油菜无花瓣突变体进行形态、生理、生态和抗病性测定与评价以及遗传稳定性试验，选育出甘蓝型油菜无花瓣种质；e、利用上述甘蓝型油菜无花瓣种质为亲本与其它甘蓝型油菜品种杂交，经过5～6代自交、互交，培育出甘蓝型油菜无花瓣新品种。
全文摘要
本发明提供了一种甘蓝型油菜无花瓣种质的选育方法。采用花瓣长度小于9mm，宽度小于3mm的小花瓣甘蓝型油菜为母本，花瓣数目变异为0-4枚的白菜型油菜为父本，进行种间杂交。从杂种二代开始，选择倾母本的突变体，从第3代以后，交替应用自交和互交，直至育成纯合的甘蓝型油菜无花瓣种质。经试验，无花瓣种质中下部叶层受光量增加30％，群体菌核病发病率下降80％，利用无花瓣种质育成的无花瓣品种比常规品种增产15-20％。
文档编号A01H1/00GK1094885SQ94101518
公开日1994年11月16日 申请日期1994年2月21日 优先权日1994年2月21日
发明者傅寿仲, 吕忠进, 戚存扣, 陈玉卿, 浦惠明, 张结夫 申请人:江苏省农业科学院