专利名称：油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制备方法
技术领域：
本发明属于植物育种技术领域。更具体涉及一种油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制种方法，利用植物细胞质雄性不育系可以多次保持特性，通过两次保持及恢复系选配聚集优异目标性状，从而有效改进不育系的一个以至几个重要性状缺陷或生理缺陷，并根据新杂交种特性设计了一套杂交种制种方法，以保证杂交种制种安全性，大幅提高杂交制种效益。
背景技术：
植物雄性不育特性已广泛应用于获得植物杂种优势。选育植物雄性不育系，完成不育系、恢复系配套并用于杂交种生产是一个技术成熟、成本较低的杂种优势利用方法。但是至今植物雄性不育及杂种优势的机理未有深入的了解，其解释仍停留于各种假说阶段，因而植物杂交种选育方法未有大的突破。雄性不育及杂种优势的很多结果难以作出理论解释。
选育一个良好的植物雄性不育系及其恢复系，由于需要三系纯合，其选育过程漫长。同时由于对植物雄性不育及杂种优势机理不了解，其选育存在多种风险。
一、不育系及其相应保持系选育风险1.不育系育性发生变化。不育系与其相应保持系为同核异质。不育系需要用保持系进行连续多次回交。随着回交世代的增加，不育系可能随着核成份的变化而发生育性变化，包括有微量花粉等等，造成选育失败或者利用困难。
2.不育系由于不育而产生多种不良性状。随着不育系回交代数的增加以及保持系的长期自交，不育系及其保持系可能产生多种不良性状，包括不育系花器异常以至畸形(如油菜的花瓣不张开、死蕾、结实率低等等)、保持系自交退化、生长势弱等。
3.不育系制种产量低甚至影响杂种F1优势发挥。随着不育系的不育度增加，油菜波里马系统雄性不育系的制种产量明显降低。有部分杂交组合发生不育系不育度高，杂种一代产量降低等不良后果。
二、控制育性性状与其他优异性状兼顾的风险1.控制植物产量、品质、抗病、抗逆的基因数量极多，要使上述全部优异目标性状全部聚合到保持系中已十分困难，但在选择保持系时，必须以保持基因纯合为第一目标，因此，选育保持系的过程中很难兼顾所有的其他优异性状的聚合，所选保持系难免存在个别以至几个重要不利性状。
2.在恢复系选育时必须考虑恢复基因源以及恢复系与保持系的遗传距离，这些因素大大限制了恢复系获得优异性状的来源。
目前国内关于油菜细胞质雄性不育聚合杂交种制种方法未见报道。一般采用不育系与恢复系进行杂交种生产，不育系是用单个保持系进行生产的，大部分单一保持系存在不同的缺陷，多数不育系皆存在不同层度的缺陷和生理反应。本技术是采用两次保持进行不育系的生产，能聚合多个优异的性状，同时生产杂交种的制种产量能得到显著的提高。
总之，在本发明申请之前，国内外没有人公开或发表过采用油菜细胞质雄性不育聚合杂交种制种方法和应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制备方法，此技术能解决杂交种多目标性状的聚合问题，一方面能有利于杂交种多优异目标性状的聚合，另一方面有效解决了杂交种的重要性状缺陷和不育系亲本的重大缺陷，有效的提高了不育系及杂交种的种子生产产量，显著提高了油菜制种生产效益，对增加农民收入具有重要意义。
根据细胞质不育系能多被多个保持系保持的特性，本发明针对保持系的缺陷性状选取对应性状优异的另外能保持不育系不育性的材料作为优异性状添加系进行第二次杂交，将第二次杂交的后代与恢复系选配组合，从而使添加系的优异性状聚合到杂交种中，添加系的选择标准①能有效保持原不育系的不育性状；②能提供原对应保持系缺陷性状的相应优异性状；③能有效解决原不育系的育性缺陷或至少能保持优异性状聚合后的不育系育性彻底。
用不育系生产杂交种存在种子纯度风险，优异性状多次聚合杂交种的选育及种子生产过程中由于增加了优异性状的添加系而延长了种子生产过程，增加了种子生产风险，因此，每一个环节必须严格控制，所用的优异性状添加系，繁殖过程中必须严格测交，以保证优异性状添加系的保持能力无变化，在恢复系的单株繁殖过程中必须进行恢复力的测定，以保证制种恢复系亲本的恢复能力。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术措施一种油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制备方法，其步骤是1、不育系98A和保持系98B的选育。利用100多份双低油菜新品系与波里马系统雄性不育系进行广泛测交，其中种植编号为“3012”的材料，能较好地保持波里马雄性不育系。次年扩大“3012”的种植群体并选择性状优异的单株回交。经大群体多代(5-8代)成对选株回交，得到了群体一致，育性稳定的雄性不育系并定名为“98A”，其保持系定名为“98B”。
2、通过广泛测交，筛选出能有效保持98A的不育性，又改进98A的不利开花习性和抗病抗性状的中双9号(中双9号是高抗菌核病和病毒病及高抗倒伏的油菜品种)单株，配制成优异性状聚合的不育系98D(98A×中双9号)。
3、恢复系的选育。经过广泛大量的测交和品质、抗性及其它农艺性状的鉴定筛选到一批品质好，综合性状优良的恢复系，对其进行产量、品质、抗性、生育期等综合鉴定，从中筛选综合性状优良的后代材料进行小孢子培养和染色体加倍，以加速优良基因的纯合进程。从小孢子培养后代挑选优异株系进行配合力鉴定，获得了恢复系R1(获得了抗病性好，配合力高的材料并定名为R1)。
4、配制杂交组合。利用聚合不育系98D与恢复系R1进行配制杂交组合获得杂交种中油98D(98D×R1)优势杂交组合。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果1、本发明解决了杂交种多目标性状的聚合问题，能有利于杂交种多优异目标性状的聚合。
2、本发明有效解决杂交种的重要性状缺陷和不育系亲本的重大缺陷，特别是抗病、抗倒性状得到了明显的改善。如利用聚合不育系98D配制的杂交组合中油98D参加2005-2006年度国家(长江中游片)区域试验，其菌核病的发病率仅为4.1％，比对照品种中油杂2号的菌核病发病率降低了5.96％。
3、本发明有效地提高不育系及杂交种的种子生产产量，提高了杂交油菜制种的生产效益，增加了农民的收入。如2006年春，利用98D与R1进行小面积的制种试验，制种产量达100公斤/亩，比原不育系98A的制种产量提高了一倍。
图1为油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种选育实例图示，对中双9号进行筛选及纯合，筛选稳定单株与98A进行杂交，形成聚合型不育系98D，然后用98D作母本与恢复系R1选配杂交组合中油98D。
图2为油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制种程序图。在制种过程中，对98B及中双9号的保持效果在各个世代进行严格控制，对保持后代进行育性鉴定。
图3为油菜杂交组合中油98D盛花期图片。杂交组合中油98D在中国农业科学院油料作物研究所试验田中的盛花期的图片。
图4为油菜杂交组合中油98D大田示范种植图片。杂交组合中油98D在湖北仙桃进行大田示范种植青荚期的图片。
具体实施例方式
实施例1一种油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制备步骤是1、不育系的选择所选的不育系一般应选择产量综合性状较优异的材料，只是在少量性状包括抗病性或抗倒性以及不育系花器存在种种制约的情况。通过广泛测交、5代回交转育技术进行不育系及保持系的选育。
2、优异性状添加系选择①优异性状添加系对不育系具有良好的保持能力。如通过广泛测交，筛选至中双9号能够很好的保持98A的不育性，不育性好。
②相对应于原不育系的不良改善有好的互补性。如中双9号是高抗菌病和高抗倒伏的品种，与原不育系98A的抗病、抗倒较差具有很好的互补性。
③综合性状优良。中双9号是目前长江流域广泛推广种植的油菜品种。
④能有效改进原不育系的花器等不良特征。聚合不育系98D的花蕾开放，不死蕾，不闭蕾。
3、优异性状聚合①对选取的不育系用优异性状添加系进行杂交，对杂交后代进行育性观察及优异性状聚合的综合性状改进情况。如不育系98A与添加系中双9号进行杂交，获得的聚合不育系98D，必须进行其育性鉴定与优异性状聚合的综合性状的比较，鉴定表明中双9号能够很好的保持98A的不育性，而且其抗病、抗倒性也获得了明显的改良。
②利用多个恢复系进行组合选配，筛选优异杂交组合。如利用聚合不育系与R1等不同的多个恢复系进行组合选配，筛选高产、稳产、广适性的杂交组合。
③对选配的杂交组合产量、品质、抗性等性状进行鉴定。如对中油98D等组合进行产量、品质、抗性等的鉴定。
④确定优异性状多次聚合杂交种并完成区域试验。如获得的新杂交组合中油98D参加国家区域试验，只有通过品种审定后才能大面积的推广应用。
⑤对优异性状多次聚合杂交种的保持系、优异性状添加系恢复系进行单株选择、系谱筛选进行杂交种生产。品种通过审定后，进行大面积的杂交种中油98D(98D×中双9号)种子的生产(杂交种子生产程序按附图1进行)。
实施例21、不育系98A及保持系98B的选育1992年，用课题组选育的100多份双低油菜新品系与波里马系统雄性不育系进行广泛测交，其中种植编号为“3012”的材料，能较好地保持波里马雄性不育系。次年扩大“3012”的种植群体并选择性状优异的单株回交。经大群体5代成对选株回交，得到了群体一致，育性稳定的雄性不育系并定名为“98A”，其保持系定名为“98B”，其综合性状较优异，但抗病和抗倒性较差。如利用98A配制的杂交油菜品种中油杂9号(目前生产大面积推广应用的品种)(区域试验代号为98-2)，其抗病和抗倒性比中双9号差，在2003-2004年国家区域试验(长江下游区C组)中发病率34.12％，比对照品种中油821高37.86％。
2、聚合不育系98D的获得2002年春天，通过50次测交，筛选出了高抗病、高抗倒的中双9号保持能力强的单株，用从中双9号中筛选出的强保持能力的单株与98A进行测交，经鉴定筛选出的中双9号单株既能有效保持98A的不育性，又改进98A的不利开花习性和抗病抗性状，从而获得了优异性状聚合不育系98D(98A×中双9号)。
3、恢复系R1选育经过广泛大量的测交和品质、抗性及其它农艺性状的鉴定筛选到一批品质好，综合性状优良的恢复系，对其进行产量、品质、抗性、生育期等综合鉴定，从中筛选综合性状优良的后代材料进行小孢子培养和染色体加倍，以加速优良基因的纯合进程。从小孢子培养后代挑选优异株系进行配合力鉴定，获得了抗病性好，配合力高的材料并定名为R1。
4、杂交组合的选配选择20个恢复系与98D配制杂交组合，其中R1与98D选配的杂交组合中油98D产量及综合性状优异，特别是抗病、抗倒性状明显改善，2005-2006年度参加国家区域试验(长江中游区B组)，其产量处于B组第一位，菌核病发病率仅为4.1％，比对照品种中油杂2号降低5.96％。
5、杂交种种子生产按正常油菜杂交种制种要求，利用聚合不育系与恢复系R1(98D×R1)进行杂交种生产，其制种安全性好，制种产量较98A提高一倍以上。
权利要求
1.一种油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制备方法，其步骤是A、不育系98A和保持系98B的选育，用双低油菜品系与波里马系统雄性不育系进行测交；B、通过测交，筛选出保持98A的不育性，又改进98A的不利开花习性和抗病抗倒伏性状的中双9号单株，配制成聚合型不育系98D/98A×中双9号；C、恢复系的选育，经过测交和品质、抗性的鉴定筛选到恢复系，对其进行产量、品质、抗性、生育期综合鉴定，从中筛选后代材料进行小孢子培养和染色体加倍，从小孢子培养后代挑选株系进行配合力鉴定，获得恢复系R1；D、配制杂交组合，利用聚合不育系98D与恢复系R1进行配制杂交组合中油98D/98D×R1。
全文摘要
本发明公开了一种油菜细胞质雄性不育系聚合杂交种制备方法，其步骤是首先是用双低油菜品系与波里马系统雄性不育系进行测交，选育不育系98A和保持系98B；其次是通过测交，配制成聚合型不育系98D/98A×中双9号；第三是恢复系的选育，经过测交和品质、抗性的鉴定筛选到恢复系，从中筛选后代材料进行小孢子培养和染色体加倍，从小孢子培养后代挑选株系进行配合力鉴定，获得恢复系R1；第四是配制杂交组合，利用聚合不育系98D与恢复系R1进行配制杂交组合中油98D/98D×R1。本发明有效地提高了不育系及杂交种的生产产量，提高了杂交油菜制种的生产效益，抗病、抗倒性状得到了明显的改善。
文档编号A01H1/08GK101066036SQ200710052339
公开日2007年11月7日 申请日期2007年5月31日 优先权日2007年5月31日
发明者王汉中, 刘贵华, 王新发, 郑元本, 杨庆, 金河成, 陈吾新 申请人:中国农业科学院油料作物研究所