甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其保持系的选育方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油菜的选育方法，特别是涉及一种甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其保持系的选育方法。
【背景技术】
[0002]油菜属于十字花科(Cruciferae)芸笞属(Brassica)植物，是世界四大油料作物之一，也是我国的主要油料作物，在我国的国民经济和人民生活中占有重要地位。油菜杂交优势显著，一般可增产20-30%，因此油菜杂种优势的利用是油菜育种的重要领域之一。世界上利用油菜杂种优势途径以质不育系统最为普遍，选育质不育杂交油菜品种的基础是三系材料的选育，质不育系不育性的稳定性以及选育水平的高低直接影响到杂交油菜品种产量潜力与生产应用面积。
[0003]两个经典实用的甘蓝型油菜(Brassic Napus L.AACC，2n=4x=38)细胞质雄性不育系Polima A和陕2A的发现已经三十多年了，这两个著名的不育系在中国乃至世界油菜杂种优势的研宄和利用中发挥了重要作用。迄今为止，国内外审定的油菜CMS三系杂交种中，大多数是用Pol CMS和陕2A CMS配制而成的。Polima A是由华中农业大学傅廷栋教授1972年从原产于波兰的甘蓝型油菜品种Polima中发现的天然突变不育株，目前被认为是世界上第一个有实用价值的油菜CMS (Fang and McVetty，1989)。陕2A是由陕西省杂交油菜研宄中心李殿荣研宄员1976年从甘蓝型油菜品种S74-3X (丰收4号+7207)的杂交后代中发现并选育而成的，由其选配的甘蓝型油菜三系杂交种“秦油二号”(陕2AX垦Cl，1982年育成)是世界上第一个通过审定并成功地大面积应用于生产的杂交油菜品种，取得了巨大的经济效益和社会效益。
[0004]甘蓝型油菜细胞质雄性不育是油菜杂种优势利用最广泛、最有效的途径，世界上最具实际应用价值的油菜不育系是Polima A和陕2A，两大系统的优点是恢复源易于寻找，易于实现三系配套，无不良细胞质效应，不育性相对较稳定。其主要缺点是这两大系统的育性易受环境因素的影响，对温度表现出不同程度的敏感性，即在初花期低温条件下易产生微量甚至较大量花粉，能自交或姊妹交结实，从而影响杂交种的纯度和杂种优势的发挥，在生产上存在一定的风险(傅廷栋和杨光圣，1995)。Polima A和陕2A的最大问题是不育系初花期遇低温会产生微量花粉，造成大约10%的自交结实现象，影响亲本和杂交种的纯度，特殊年份在生产上会造成风险。
[0005]近年来，针对PolA和陕2A两大不育系的微粉问题，通过农业科研技术工作者多年来的努力，微粉问题在很大程度上得到改善。但是通过调节播期、摘顶、调节行比、化学杀雄或异地制种等栽培手段来控制不育系的微粉都存在各种缺陷，比如加大了繁殖和制种成本、技术措施不易操作、延缓了种子销售时间从面增加了企业资金周转期等问题，因此在一定程度上限制了 PolCMS和陕2ACMS两大不育系杂交种的推广应用。育种家认为通过遗传改良从根本上消除或减轻微粉的影响，是最理想、经济有效的方法，通过引入细胞核不育基因、筛选对温度不敏感基因保持系、诱变育种等手段是可以减少或消除微粉的，并取得了一定的成效，但是仍不完善。因此，只有发现新不育材料并采用新的选育方法才能培育出一种不育性稳定的新型细胞质雄性不育系，从根本上解决目前细胞质不育系微粉问题。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:提供一种甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其保持系的选育方法，它能选育出育性稳定的细胞质雄性不育系及其保持系，降低现有细胞质不育系微粉造成自交结实影响亲本和杂交种纯度的问题，且选育程序简单，可操作性强。
[0007]为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其保持系的选育方法，包括如下步骤:
(1)将甘蓝型油菜中育性彻底的细胞质雄性不育材料育成两型系:将新发现的育性彻底的细胞质雄性不育株与本株行的可育株杂交，FU F2代套袋自交，在F3代选择可育与不育比为3:1的株行进行兄妹测交，在测交组合出现育性比为1:1的株行内连续兄妹交即育成育性比为1:1的两型系；
(2)筛选可育胞质:以步骤(I)中育成的两型系的可育株为杂交父本，将其与十字花科植物杂交，杂交F2代无不育株分离的即为可育胞质；
(3)将质不育材料的核不育基因导入可育胞质中合成新的保持系:将步骤(2)筛选到的可育胞质材料为母本，与步骤(I)中育成的两型系可育株杂交，杂交Fl套袋自交或回交，选择F2代或BClFl的单株与步骤(I)中育成的两型系不育株成对测交，在测交组合后代出现全不育的组合对应的测交单株即为新合成的保持系N，即育性必须与步骤(I)中甘蓝型油菜中的不育材料一样彻底、稳定；
(4)育成育性稳定的细胞质雄性不育系:将步骤(3)合成的保持系N与步骤(I)育成的两型系不育株连续回交，即育成育性稳定的新细胞质雄性不育系。
[0008]步骤(2)中所述的十字花科植物包括埃塞俄比亚芥为细胞质的甘蓝型油菜、白油菜为细胞质的甘蓝型油菜。
[0009]与已有技术相比，本发明具有以下优点:(1)、传统的甘蓝型油菜细胞质不育系选育方法是以新发现的质不育株与常规品种(系)大量测交筛选保持系，难以筛选到保持效果理想的保持系，因为在传统方法筛选保持系的过程中，没有考虑新发现的细胞质雄性不育材料的核不育基因rf对育性稳定性的影响，从而导致现有甘蓝型油菜细胞质不育系(Polima A和陕2A)育性受气温的影响；(2)、本发明的选育方法避免了传统方法在测交筛选保持系的过程中，将育性稳定、彻底的不育基因rf丢失，造成按传统方法选育的保持系保持效果大大降低的问题，因此能选育出育性稳定的细胞质雄性不育系及其保持系。本发明方法可操作性强，原理清楚，选育程序简单，提高了细胞质雄性不育系的选育效率，育成的细胞质雄性不育系育性更彻底、稳定。
【具体实施方式】
[0010]本发明的实施例1:甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其保持系的选育方法(以埃塞俄比亚芥为细胞质的甘蓝型油菜中筛选可育胞质并合成新保持系为例)。
[0011](1)2008年3月在甘蓝型油菜常规品系891株行中发现I株不育性彻底的细胞质雄性不育株，当年即用本株行中的可育株与不育株杂交，杂交Fl自交、F2选可育株自交，在F3代育性分1?为3:1的株行内用不育株与可育株成对兄妹测交，在测交组合后代育性分尚为1:1的株行继续兄妹测交即育成了可育株S (Rfrf)与不育株S (rfrf)之比为1:1的不育株育性稳定的两型系891AB ；
(2)以步骤(I)育成的两型系891AB的可育株S (Rfrf)为父本，与多个常规油菜品种(系)杂交，Fl自交，F2代无不育株分离的组合对应的品种(系)即为可育胞质N (_ _)，淘汰F2出现不育株分离的不育胞质S (N(_ _))组合。
[0012](3)在步骤(2)中，以常规品系5771 (5771是用埃塞俄比亚芥与甘蓝型油菜人工合成的新甘蓝型油菜品系，为埃塞俄比亚芥的细胞质)为母本的杂交组合F2无不育株分离，选择该组合F2单株与步骤(I)育成的891AB的不育株成对测交，有5个成对测交组合出现全不育，全不育组合对应的测交单株即为保持系N(rfrf)，继续用该保持系与全不育组合不育株连续回交即育成了育性稳定的细胞质雄性不育系917IA。
[0013]本发明的实施例2:甘蓝型油菜细胞质雄性保持系及其保持系的选育方法(以白油菜为细胞质的甘蓝型油菜中筛选可育胞质并合成新保持系为例)。
[0014](1)、(2)与实施例1步骤相同。
[0015](3)与实施例1的(3)步骤基本相同，不同的是在常规品系5602 (5602是用白油菜与甘蓝型油菜人工合成的新甘蓝型油菜品系，为白油菜的细胞质)为母本的杂交F2代无不育株分离，在其F2选单株与步骤(I)育成的891AB的不育株成对测交，有3个成对测交组合出现全不育，全不育组合对应的测交单株即为保持系N(rfrf)，继续用该保持系与全不育组合不育株连续回交即育成了育性稳定的细胞质雄性不育系9102A。
[0016]为了验证本发明的技术效果，申请人于2012、2013、2014年9月分别将实施例1及实施例2中育成的9171A、9102A与用传统方法育成的不育系分别在思南县塘头(海拔380米)、湄潭县兴隆(海拔850米)、贵阳(海拔1150米)种植，于次年2?3月的油菜开花期鉴定不同选育方法选育的不育系在不同气候条件、不同年度间的育性稳定性。
[0017]结果证明，实施例1与实施例2获得的不育系9171A、9102A在不同气候条件下、不同年度间均表现为不育性彻底、稳定；用传统方法育成的不育系的育性表现不稳定，不同年度间差异较大。
【主权项】
1.一种甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其保持系的选育方法，其特征在于:包括如下步骤: (1)将甘蓝型油菜中育性彻底的细胞质雄性不育材料育成两型系:用新发现的育性彻底的细胞质雄性不育株与本株行的可育株杂交，FU F2代套袋自交，在F3代选择可育株与不育株之比为3:1的株行进行兄妹测交，在测交组合出现育性比为1:1的株行内连续兄妹交即育成育性比为1:1的两型系； (2)筛选可育胞质:以步骤(I)中育成的两型系的可育株为杂交父本，将其与十字花科植物杂交，杂交F2代无不育株分离的即为可育胞质； (3)将质不育材料的核不育基因导入可育胞质中合成新的保持系:用步骤(2)筛选到的可育胞质材料为母本，与步骤(I)中育成的两型系可育株杂交，杂交Fl套袋自交或回交，选择F2代或BClFl的单株与步骤(I)中育成的两型系不育株成对测交，在测交组合后代出现全不育的组合对应的测交单株即为新合成的保持系N(rfrf)，即育性必须与步骤(I)中新发现的不育材料一样彻底、稳定； (4)育成育性稳定的细胞质雄性不育系:将步骤(3)合成的保持系N(rfrf)与步骤(I)育成的两型系不育株连续回交，即育成育性稳定的新细胞质雄性不育系。2.根据权利要求1所述的甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其保持系的选育方法，其特征在于:步骤(2)中所述的十字花科植物包括埃塞俄比亚芥为细胞质的甘蓝型油菜或白油菜为细胞质的甘蓝型油菜。
【专利摘要】本发明公开了一种甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其保持系的选育方法。发明具的选育方法避免了传统方法在测交筛选保持系的过程中，将育性稳定、彻底的不育基因rf丢失，造成按传统方法选育的保持系保持效果大大降低的问题，因此能选育出育性稳定的细胞质雄性不育系及其保持系。本发明方法可操作性强，原理清楚，选育程序简单，提高了细胞质雄性不育系的选育效率，育成的细胞质雄性不育系育性更彻底、稳定。
【IPC分类】A01H1/02
【公开号】CN104904587
【申请号】CN201510298748
【发明人】陈大伦, 张瑞茂, 曾章丽
【申请人】贵州省油菜研究所
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月3日