一种红麻无刺紫花基本营养型细胞质雄性不育系的选育方法
【技术领域】
[0001]本发明具体涉及一种红麻无刺基本营养型细胞质雄性紫花不育系的选育方法，属于作物遗传育种学领域。
【背景技术】
[0002]福建省是全国三大黄红麻育种与留种基地之一，自然光温条件好，素以种子质量优而著称。但红麻为常异交作物，系虫媒花，异交率可达30%以上，在三系配套生产杂交红麻良种的过程中，这一特性给杂交红麻制种、不育系繁殖及原种提纯造成极大的难度。红麻不育系纯度是保证杂交红麻良种纯度的关键，因此选育大田生产中容易识别去杂提纯的紫色花冠不育系对提高杂交红麻良种纯度具有重要意义。此外，目前我国大面积推广的红麻品种，茎杆和叶柄上着生细小刚刺，蒴果全萼覆盖密集白色茸毛，给麻农的田间作业和种子收获带来较大痛苦。为减轻麻农生产过程的肌肤之苦，早在20世纪40年代，前苏联乌孜别克试验站就进行红麻和玫瑰麻嫁接杂交，以期创造无刺新品种，但未选育出高产无刺红麻新品种应用于生产的报道，福建农林大学采用诱变技术，于2005年来先后育成无刺红麻新型常规品种金光I号和金光2号，但上述两个品种生育期短，纤维产量稍低，在生产应用上具有一定的局限性。因而，将红麻无刺基因导入细胞质雄性不育系中，可为无刺光钝感杂交红麻的选育奠定良好基础。
[0003]红麻为喜温短日作物，在短日条件(日照长度〈12.5h)下播种可诱导早花，使生物产量大幅下降，纤维产量降低。基本营养型红麻材料播种至开花天数不受高低玮度不同光周期反应影响，而与有效积温有关。本研宄育成的无刺基本营养型细胞质雄性紫花不育系在福州长日条件(日照长度>13.5h)与三亚冬季短日条件(日照长度〈12.5h)下，营养生长期可达140天左右。该基因的发掘和利用，不仅可解决我国红麻“南种北植”出现早花造成严重减产的生产问题，又可将红麻的种植区域全球大幅扩展，实现低玮度国家和地区一年两季周年种植，有效提高红麻纤维产量。
[0004]综上所述，如何将无刺、基本营养型及紫花等重要性状聚合转导到红麻细胞质雄性不育系，并在红麻杂种优势上加以利用，对推动我国乃至世界杂交红麻生产具有极大的应用潜力。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种红麻无刺紫花基本营养型细胞质雄性不育系的选育方法，即采用自然生态与人工遮光短日处理相结合等技术手段，通过杂交复交等方法，通过选择红麻无刺基本营养型紫花保持系，进而以现有的红麻细胞质雄性不育系为母本，以上述特异型保持系进行测交，从中选出测交一代表现不育的株系，以对应的材料为轮回父本进行饱和回交，最终选育出综合性状与父本一致，即花冠紫色、生育期为基本营养型且茎杆无刺的细胞质雄性不育系，其轮回父本即为其对应的保持系。
[0006]本方法基于红麻花色、刺及生育期性状的遗传方式主要受主效基因控制的数量性状。其中(I)红麻紫色花冠对黄色花冠为显性遗传为主(以下紫色花冠性状主效基因以AA表示)；(2)红麻生育特性光敏感对基本营养型性状为显性遗传为主(以下基本营养型性状bb表示)；(3)红麻茎杆有刺对无刺为显性遗传为主(以下茎杆无刺以cc表示)。具体原理为采用杂交复交等方法，并对分离后代采用自然生态与人工遮光短日光处理相结合等技术手段，育成含有无刺、基本营养型、紫花等目标性状的保持系(AAbbcc)，继而通过饱和回交(核置换)，最终育成红麻紫花、无刺、基本营养型细胞质雄性不育系。
[0007]其具体步骤如下:
a采用基因型为AABBCC的紫花保持系，与基因型为AAbbCC的基本营养型保持系，杂交产生杂种一代，
b种植杂种一代，开花时，以杂种一代为母本，以基因型为aaBBcc的无刺保持系杂交产生复交一代；
c种植复交一代，并收获F2R种子，
d在长日照条件下种植1500株一 2000株分尚F2群体，生长中期，米用人工逐株对分尚群体中各单株茎杆的上、中、下部进行触摸，拔除茎杆有刺单株；并在开花期时，去除花冠黄色单株，获得基因型为AAcc的花冠紫色、茎杆无刺单株，收获F3代种子，建立株系；
e、在日照长度〈12.5h的短日照条件下，种植F3代，以基本营养型品种为对照，如上步骤进行继续筛选无刺、紫花性状，且在生育期与基本营养型对照相当的单株，收获F4种子；
f、在长日照条件下将匕种子播成株系行，每行均匀种植10-20株，当红麻生长从圆叶、三裂叶、五裂叶再转为七裂叶时，对刚进入七裂叶期的各株系采用黑布短日遮光处理，光照时长=12.5h，遮光时光照强度〈50LUX，处理30d，并设置基本营养型品种为对照；淘汰因短日遮光处理出现早花株系，选择出播种到始花天数与基本营养型对照相当、基因型为AAbbcc的无刺紫花株系，入选株系采用系谱法加代，获得F5种子；
g、在短日照条件下，种植无刺、紫花且基本营养生长型的匕代，重复以上步骤e;在红麻开花时，以红麻细胞质雄性不育系为母本，从各株系中选择植株高大，综合性状优良的F5单株进行成对测交，收获测交父本，获得F6代种子；
h、分别同时成对种植父本与测交一代，鉴定出测交一代为不育的株系，即表现出花冠较小，花药干瘪，不开裂，高度雄性不育，柱头发育正常；将其相应的父本入选，同时继续选择单株回交；
1、逐代对无刺、紫花且营养生长型的父本进行鉴定筛选，加代稳定，并对入选转育的不育株系进行成对饱和回交，回交4-6代，最终选育出综合性状与父本一致，不育性稳定的红麻紫花无刺基本营养型细胞质雄性不育系，其轮回父本即为其对应的保持系。
[0008]聚合无刺，基本营养型和紫花3种有利性状于红麻保持系中，其中以无刺保持系为金光I号(国鉴麻2006005，闽认麻2004001)、赞引I号(赞比亚引进无刺红麻材料)或新安无刺为无刺亲本供体；基本营养型保持系为福红航2B (闽教科评字(2013) 20号)；紫花材料为福紫992B (闽教科评字(2013) 21号)分别为基本营养型和紫花等优异性状供体。
[0009]本发明优点:(I)、创制杂交红麻新种质，在红麻杂种优势利用上具有广阔的应用前景；(2)打破红麻喜温短日等生物学特性，即可有效解决我国红麻“南种北植”出现早花减产等生产问题，从而将红麻的种植区域全球大幅扩展，实现低玮度国家和地区一年两季周年种植；(3)红麻为常异交作物，异交率可达30%以上，种质保纯难度大。紫色花冠的不育系创制，对不育系提纯、制种去杂，确保杂交种子的生产安全具有重要意义。(4)无刺种质的创制，可有效为减轻麻农在生产过程中的肌肤之苦。
【具体实施方式】
[0010]实施例1
(1)采用紫花保持系福紫992为母本，与基本营养型保持系福红航2B为父本，杂交产生杂种一代匕代；
(2)种植匕代，开花时以其为母本，以无刺保持系赞引I号为父本，杂交产生复交一代；
(3)种植复交一代，并收获F2R种子，
(4)在福州夏季长日照条件下种植分离&分离群体2000株，生长中期，采用人工逐株对分离群体中红麻的各单株茎杆的上、中、下部进行触摸，拔除茎杆有刺单株；并在开花期时，再次拔除花冠黄色单株，选择花冠紫花的单株(基因型为AAcc)，收获&代种子；
(5)在海南三亚冬季短日照条件下，种植F3代各株系，以基本营养型品种福红航2B为对照，如上步骤进行继续筛选无刺、紫花，且生育期与基本营养型福红航2B对照相当(播种至始花天数140d左右)的单株，收获F4种子；
(6)在长日照条件下，将匕代株系种子播成株系行(均匀种植10株)，当红麻生长从圆叶、三裂叶、五裂叶再转为成七裂叶时，对刚进入七裂叶红麻株系采用黑布进行短日遮光处理(光照时长=12.5h,遮光时内部光照强度=45LUX)，处理30d，并设置基本营养型品种福红航2B为对照。淘汰因短日遮光处理早花株系，选择出播种到始花天数(生育特性)不受影响，与基本营养型对照福红航2B相当的无刺紫花株系(基因型为AAbbcc)。加代获得F5种子。
[0011](7)在短日照条件下，种植无刺、紫花且营养生长型的匕代，重复以上步骤(5)。在红麻开花时，以红麻细胞质雄性不育系福红航2A为母本，从入选各株系中选择植株高大，综合性状优良的单株进行成对测交。
[0012](8)分别成对种植父本与测交一代，从中鉴定出测交一代为不育的株系(即表现出花冠较小，花药干瘪，不开裂，高度雄性不育，柱头发育正常)，将其相应的父本入选加代；同时继续选择单株回交；
(9)逐代对无刺、紫花且营养生长型的父本进行鉴定筛选，加代稳定，并对入选转育的不育株系进行成对饱和回交(回交4代)，最终选育出综合性状与父本一致，不育性稳定的红麻紫花无刺基本营养型细胞质雄性不育系“无刺紫航2A”，其轮回父本即为其对应的保持系“无刺紫航2 B”。
[0013]“无刺紫航2 B”为红麻紫花无刺基本营养型细胞质雄性不育系，其配制的杂交红麻能在低玮度国家和地区周年种植，紫色花冠为明显的标记性状对不育系的提纯、制种的去杂具有明显效果，确保杂交种子的生产安全，无刺性状可有效为减轻麻农在生产过程中的肌肤之苦