一种油菜高光效核心种质的选育方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种作物的选育方法，具体涉及一种油菜高光效核心种质的选育方 法。
【背景技术】
[0002] 我国食用植物油年进口量达65%以上，已严重超出国际安全警戒线；且随着人口 的增长、耕地的减少，油料危机会越来越严重。油菜是我国第一大油料作物，也是继水稻、小 麦、玉米、大豆之后的第五大农作物，菜籽油占自产植物油的50 %以上，油菜在我国的粮油 生产体系中占有重要地位。因此，发展油菜生产对保障我国食用油安全，促进畜牧业发展 具有重要意义，然而油菜的产量水平近30年来一直徘徊在3000~3750kg/hm2之间未有大 的突破，油菜单产水平低而不稳已成为制约我国油菜产业发展的重要因素。作物干物质的 90% -95%来自光合作用，研究和提高作物的光合效率一直都是作物研究中的热点问题。理 论上水稻、小麦等(：3作物理想的光能利用率可达5.0%左右，但目前我国粮食作物光能利用 率平均仅为〇. 14%，光能利用率不高已成为现阶段限制作物产量大幅提高的重要因素。因 此，通过提高光能利用率来增加作物产量蕴藏着巨大的潜力，也是最经济有效的途径。
[0003] 油菜（冬油菜）的生育期长达200多天，历经秋、冬、春三个季节，光合功能器官 包括长柄叶、短柄叶、无柄叶和绿色角果皮，尤其在花期以后主要靠绿色角果皮进行光合作 用，光合功能器官之间交替变化，无明显的分界线。与其他作物相比，油菜光合特性较复 杂，影响因素也较多。多年以来，国内、外对油菜的研究多集中在不育胞质的选育，高产、高 油杂交组合的选配，化学杂交剂的筛选等方面，对于油菜光合生理仅仅在特定时期、特定条 件下（干旱、冻害）、对特定部位（叶片）的光合特性进行研究，尚没有系统开展油菜光合特 性和高光效育种研究。
[0004] 高光效种质的获得是高光效育种的重中之重，现有技术中作物高光效种质的获得 主要采用人工诱变（辐射、远缘杂交）获得变异、采用基因工程技术（转入PEPC、PPDK等 C4途径光合酶）、利用"同室效应"筛选突变体、对株型性状的改良、激活或提高C3作物中的 C4途径酶等方法，以上现有方法过于注重对单个或少数几个光合生理因子（如光合速率、光 合酶含量或活性）的提高，仅从局部角度反映作物的光合状态，筛选比较的因子也多为光 合生理指标，缺少对材料的整体性的评价与比较；采用的数据多为在实验室内测得的结果， 与作物真实生长环境有较大差别，造成实验结果与实际情况有较大偏差。因此，筛选到的高 光效种质虽光合性状较好，但经济产量低，品质、抗性等综合性状差，难以在生产中广泛应 用；由于高光效育种受到的限制因素多、育种周期长、难度较大，因此，经过近50年的努力 仅在大豆、水稻2个作物选育取得了初步成功，其它主要粮油作物的高光效育种进展缓慢。
[0005] 净光合速率是衡量作物光合效率的重要指标，是作物自身光合和呼吸作用的综 合结果，会受到油菜自身多种生理酶活性、光合和呼吸器官的生理状态、光合和呼吸变化 (包括日变化、年际变化等）和外界条件（光照、温度、湿度）等多种因素的影响，因此，即使 在同日内的不同时间点，对不同部位的测定结果都会有较大差异；受测定仪器（如LI-6400 光合仪）、测定方法的局限，在大田中直接进行净光合速率的测定会受到很多因素限制，且 可测定的时间有限，不同时间、不同仪器测定的结果也有较大差异，因此需要建立统一的标 准对测定结果进行比较；同时，作物的群体受光形态是影响光合效率的重要因素，因此，油 菜的高光效育种不仅仅是对光合速率的改良提高，也应包括对株型结构的改良。理想株型 性状也是油菜高光效种质选择的主要指标，在实际高光效种质筛选中，如何将理想株型性 状与光合生理性状结合起来，及合理兼顾是亟需解决的问题之一；同时，油菜是以获得高 油、高产的种子为目标，而作物产量受到多种因素的影响和制约，产量、抗性、品质等性状之 间往往相互影响和拮抗，多个性状之间如何兼顾和统筹也高光效育种亟需解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种可量化、可机械重复效果显著的油菜高 光效核心种质的选育方法。
[0007] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种油菜高光效核心种质的选育方 法，包括以下步骤：
[0008] (1)油菜高光效材料的筛选：在苗期、薹期、花期、角果期对不同基因型的油菜材 料进行净光合速率、叶绿素含量的比较，对苗期、薹期、花期、角果期的净光合速率、叶绿素 含量测定数据进行方差分析和显著性检验，挑选净光合速率、叶绿素含量比对照K407和 日均值高10%以上，且有显著性差异的材料，进入高光效育种圃集中种植继续鉴定；
[0009] (2)高光效育种圃材料的筛选：对进入高光合育种圃的材料集中种植，设K407、秦 优7号双对照进行比较；挑选净光合速率、叶绿素含量比对照1K407高10%以上、比对照2 秦优7号高5%以上，且有显著性差异的材料继续种植筛选比较，重复；
[0010] (3)高光效育种圃的滚动管理：根据净光合速率、叶绿素测定结果，对高光效育种 圃的材料进彳丁筛选淘汰；每年测定80~100份的新材料，挑选尚光合、尚叶绿素材料进入尚 光效育种圃；将连续3年以上都比对照秦优7号高5%以上的材料定为高光效材料；
[0011] (4)高光效材料的定向选育：对高光效材料进行理想株型、叶绿素含量、产量、抗 性方面的筛选，根据筛选结果对材料进行株系间的淘汰与筛选，重复进行2~3次，对高光 效材料进行定向选育；
[0012] (5)高光效材料的杂交改良：对高光效材料进行光合性状、理想株型、叶绿素含 量、产量、抗性等方面的杂交改良，对改良后材料在F2、F3分离世代进行高光效材料的筛 选；
[0013] (6)尚光效材料的综合鉴定：米用油采尚光效材料的综合鉴定筛选指标体系对尚 光效材料进行综合筛选鉴定，若连续2年综合得分比对照2秦优7号高10 %以上，即为高光 效核心种质。
[0014] 进一步，步骤（6)中，所述油采尚光效材料的综合鉴定筛选指标体系的主要指标 包括光合性状、理想株型性状、产量性状、抗性性状和品质性状。
[0015] 进一步，所述光合性状包括以下指标：叶绿素含量、叶绿素A/B比值，净光合速率、 水分利用效率、群体光合势、群体净光合速率；所述理想株型性状包括以下指标：株高、分 枝位/株高比值，主序长/株高比值、分枝数、叶片夹角、分枝角度、根冠比；所述产量性状包 括以下指标：角果数、角粒数、千粒重、生物学产量、种子产量、经济系数；所述抗性性状包 括以下指标：菌核病、病毒病、抗倒性、抗裂角；所述品质性状：含油量、硫苷、蛋白质、芥酸、 油酸、含油量+蛋白质含量。
[0016] 叶绿素含量的筛选：每材料至少连续测定15个单株，每单株测定第1、3、5、7叶位 短柄叶，用SPAD502叶绿素测定仪进行测定；取单株平均值进行比较，根据测定结果，从中 挑选3~5份高叶绿素单株套袋自交，收获种植播种进一步种植鉴定；
[0017] 理想株型性状的筛选：在苗期、薹期、花期、角果期对稳定的高光效材料的叶片 (长柄叶、短柄叶）、分枝、角果的着生角度进行比较，在盛花期选择3~5份叶片、分枝角度 较小、综合性状优良的单株套袋自交，收获种植播种进一步种植鉴定；
[0018] 产量性状的筛选：成熟后每材料收获20个自然成熟的单株，进行生物学产量、经 济系数、单株产量等指标的测定和比较，挑选产量、经济系数较高的单株进行播种；
[0019] 抗性的筛选：种植于病害鉴定圃进行病害鉴定；在角果期根据田间表现进行抗倒 性的筛选；
[0020] 高光合速率改良：采用"高光合X高光合"的方式进行杂交改良；
[0021] 尚叶绿素含量的改良：米用"尚叶绿素X尚光合"和"尚光合X尚叶绿素"的方 式进行杂交改良；
[0022] 理想株型改良：采用"高光合X理想株型"和"理想株型X高光合"的方式进行 杂交改良；
[0023] 矮杆、抗倒性的改良：采用"矮杆、抗倒X高光合"的方式进行杂交改良。
[0024] 产量性状的改良：用"丰产、早熟X高光合"的方式进行杂交改良。
[0025] 进一步，步骤（6)中，所述油菜高光效材料的综合鉴定筛选指标体系的计分方法， 包括以下步骤：（1)将每个指标划分为4档，对可量化的指标按测定值划分，不能量化的指 标按记载划分；按照"1、2、3、4"对不同档位进行分值；(2)"得分值\与产量的偏相关系 数"来计算加权得分；（3)各项性状指标之和为综合总得分；(4)连续2年综合得分均比对 照秦优7号高10%以上的材料即为高光效核心种质。该油菜高光效材料的综合鉴定筛选指 标体系可兼顾光合、理想株型、产量、品质、抗性等多个性状。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
[0027] (1)将不同时期测定油菜叶