一种快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法
【专利摘要】本发明公开了一种快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，主要选取不同类型胭脂萝卜材料，自交第一代后确定选育目标，定向选择单株，进行第二代自交；在自交后代群体中定向选择单株继续自交，根据选育目标定向选择单株；同时选取胞质雄性不育系为母本，用已选定单株为父本，进行种间杂交，得杂种F1，从而将不育系的CMS基因转移到羽衣甘蓝上；自交后代继续自交提纯，同时在胞质雄性不育杂种植株群体中筛选和父本选育目标最接近的不育株，作为母本，自交后代中筛选的最接近选育目标的单株为父本继续成对杂交；自交后代的提纯和雄性不育的转育，每代都成对同时进行，自交若干代后可得保持系及雄性不育系。本发明方法能显著节工省本，缩短育种时间。
【专利说明】一种快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种胭脂萝卜的育种方法，尤其是快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，属于植物育种【技术领域】。
【背景技术】
[0002]胭脂萝卜(Raphanus Sativus L.Sinoruber Makino)又称红心萝卜，属十字花科萝卜属萝卜种下的一个地方品种，以心皮全红著名，富含花青素，主产重庆市涪陵区，邻近市县及四川、贵州等省也有栽培。近年来，很多单位都以胭脂萝卜肉质根为原料提取天然花青素。萝卜红色素是一种天然食用色素，安全、无毒、资源丰富，而且具有一定营养和药理作用，是国家添加剂标准委员会允许使用的天然色素之一。它具有化学稳定性好、贮藏稳定性、耐热性优等特点，此外，它还具有一定的抗氧化性，是对人体有保健功能的着色剂。
[0003]萝卜杂种优势表现明显，产量、品质和抗性等方面均表现出杂种优势。研究表明，利用胞质雄性不育系配制杂交种，具有方法简便、遗传性稳定、杂交率高、省时省力、不育性彻底的优点，而且可以有效控制优良性状基因外流，在胭脂萝卜杂交育种方面具有重要应用价值。而萝卜细胞质雄性不育(CMS)是一种自然现象，表现为母体遗传、花粉败育和雌蕊正常，用可育株的花粉给不育株雌蕊授粉，能正常结实。胭脂萝卜主要收获营养体-萝卜肉质根，而非获得种子，所以在杂交制种时不需要恢复系，因此获得胭脂萝卜胞质雄性不育系及保持系是利用雄性不育配制杂交种的关键。
[0004]目前，生产上使用的胭脂萝卜品种还存在很多问题，主要表现为种质资源缺乏；现有资源性状不齐，叶色、叶型、根型杂乱不一；假红心，皮色整齐，肉色以花心为主，普遍混杂白心，部分群体无典型的红心，心皮全红的特色已不显著；色素含量低，鲜产量不高等。因此，亟需广泛收集、整理国内外胭脂萝卜种质资源，利用现代育种技术手段进行提纯复壮，选育出具有心皮全红显著特性的、不同类型的胭脂萝卜自交系育种材料，并配制杂交种，提高资源利用效率。有关胭脂萝卜胞质雄性不育系及保持系回交转育和定向选育的研究较少，但已有利用雄性不育系配制胭脂萝卜杂交种的报道。吕发生等(中国蔬菜，2012(2):104-106)和陶洪英等(中国蔬菜，2012(1):37)分别利用选育的雄性不育系配制出了胭脂I号和胭脂2号红心萝卜杂交种，但对于雄性不育系和保持系的选育过程没有详细阐述。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是根据现有技术存在的缺陷，提出一种快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系及保持系的方法，该方法能够显著节工省本，大大缩短育种时间。
[0006]本发明的技术方案通过以下步骤实现:
[0007](I)大量收集不同类型胭脂萝卜种质资源，于8月下旬-9月上旬播种到试验田，在整个生育期内观察植株性状及肉质根色素含量情况，并根据叶型、根型、肉质根色素含量等选育目标，定向选择单株，进行自交选育。
[0008](2)在自交后代群体中选择肉质根色素含量高、根型较大的单株继续自交，提纯，并根据目标性状定向选择单株。
[0009](3)根据选育目标，寻找与目标性状较接近的萝卜胞质雄性不育系作为母本，用定向选育、性状优良的单株作为父本，进行中间杂交，获得杂种F1，从而将不育系的不育基因转移到胭脂萝卜上。
[0010](4)在转育的胞质雄性不育杂种植株群体中，筛选与父本目标最接近的不育株作为母本，与自交后代中定向选育、性状优良的单株作为父本继续成对杂交；同时自交后代继续自交提纯。
[0011](5)自交后代的提纯与雄性不育系的转育，每代都成对同时进行，经过6-7代的自交提纯和不育系转育，即可同时获得胞质雄性不育系和保持系；而保持系具有优良稳定的性状，可作为配制其它杂交种的亲本材料。
[0012](6)以所转育获得的胞质雄性不育系材料为母本，选取植物学性状稳定、根型、叶型等与母本相似的胭脂萝卜自交系为父本，配制杂交种。
[0013]为了达到更好的效果，优选:
[0014]1、所述的资源来自全国各地，既包括地方农家自留种，也包括选育的杂交种，其株型、叶型、肉质根形状和大小、花青素含量等性状差异较大，混杂严重。
[0015]2、所述的胭脂萝卜自交系选育目标为:叶型为板叶或裂叶，根型顺直、较大，植物学性状稳定、配合力好、花粉量大，最重要的是肉质根皮和肉质部红色素含量高于140mg/100g 鲜重。
[0016]3、所述的雄性不育系的选育目标为:不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定，不受环境条件的影响；花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽。
[0017]4、所述的回交转育杂种群体中，选择株型、叶型、根型、色素含量等性状与父本接近的单株留种。
[0018]5、所述的当自交提纯进行到4-5代时，植株性状不再分离，再自交1-2代，即可获得一个纯合稳定自交系，也为保持系。
[0019]6、所述的6-7代回交转育的的胞质雄性不育系性状与保持系完全一致，其不育株率达100%。
[0020]7、所述的待开花时通过打顶、摘心的方式调节双亲花期保持一致，并在每亩制种田中放入1-2箱蜜蜂进行辅助授粉，制种田的隔离距离至少1500m。
[0021]本发明的有益效果为:
[0022]1、经多代自交提纯，获得了大量不同类型植物学性状稳定、配合力好、萝卜根皮和肉质部花青素含量和产量高的胭脂萝卜自交系；
[0023]2、经6-7代连续回交转育,获得的不育系具有不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定；花蕾发育正常，花冠及花瓣基本正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽等特点；
[0024]3、利用得到的不育系与其它自交系配制的杂交种，杂种优势显著，植物学性状整齐一致，不育性彻底；省工节本，大大缩短了育种时间，提高了育种效率，且可有效防止特异基因资源外流，有助于自主知识产权保护。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的选育过程示意图。
【具体实施方式】
[0026]实施例1
[0027]选用源自江苏的农家自留种“苏北红萝卜”，板叶型，肉质根皮和肉质部红色素含量丰富；选取萝卜胞质雄性不育系材料D-1作为不育源，板叶型，红皮白心。
[0028]1、胭脂萝卜品种“苏北红萝卜”播种后，自交第一代后观察后代性状分离及变化，依据板叶型、肉质根皮和肉质部色素含量丰富、产量高、花粉量多、亲和性好的选育目标，定向选择单株留种，进行第二代自交。
[0029]2、在自交2代群体中，按照选育目标，继续定向选择单株自交提纯，并定向选择单株进行第三代自交。
[0030]3、同时，根据选育目标，寻找与目标性状较接近的同种属萝卜胞质雄性不育系材料D-1作为母本，用自交2代的胭脂萝卜选定单株作父本，进行杂交，获得杂种F1，从而将不育系的不育基因转移到胭脂萝卜上。
[0031]4、胭脂萝卜自交后代继续自交提纯；同时在胞质雄性不育系转育杂种植株群体中，筛选与选育目标最接近的不育株作母本，与自交后代中定向选育的单株继续成对杂交。
[0032]5、“苏北红萝卜”自交后代的提纯与胞质雄性不育系的回交转育，每代都成对同时进行，当自交和回交进行到4-5代没有性状明显分离，再自交和回交1-2代，即可获得具有目标性状的胭脂萝卜纯合稳定自交系和胞质雄性不育系，自交系同时也是保持系。
[0033]6,6-7代回交转育的胭脂萝卜胞质雄性不育系具有不育株率和不育株度均达到100%,且不育性遗传稳定，不受环境条件影响；花器官发育正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱，蜜腺发育健全；雌蕊结构正常，能正常受粉结籽。
[0034]7、以获得的雄性不育系材料为母本与其它优异可育胭脂萝卜自交系杂交，配制杂交种，制种时通过打顶、摘心的方式调节双亲花期保持一致，并在每亩制种田中放入1-2箱蜜蜂进行辅助授粉，制种田的隔离距离至少1500m。
[0035]8、转育获得的胞质雄性不育系与多代自交得到的保持系(自交系)重要性状比较，见表I。
[0036]表I主要性状比较
[0037]
【权利要求】
1.一种快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)大量收集不同类型胭脂萝卜种质资源，于8月下旬-9月上旬播种到试验田，在整个生育期内观察植株性状及肉质根色素含量情况，并根据叶型、根型、肉质根色素含量选育目标，定向选择单株，进行自交选育； (2)在自交后代群体中选择肉质根色素含量高、根型较大的单株继续自交，提纯，并根据目标性状定向选择单株； (3)根据选育目标，寻找与目标性状接近的萝卜胞质雄性不育系作为母本，用定向选育、性状优良的单株作为父本，进行中间杂交，获得杂种F1，从而将不育系的不育基因转移到胭脂萝卜上； (4)在转育的胞质雄性不育杂种植株群体中，筛选与父本目标最接近的不育株作为母本，与自交后代中定向选育、性状优良的单株作为父本继续成对杂交；同时自交后代继续自交提纯； (5)自交后代的提纯与雄性不育系的转育，每代都成对同时进行，经过6-7代的自交提纯和不育系转育，即可同时获得胞质雄性不育系和保持系； (6)以所转育获得的胞质雄性不育系材料为母本，选取植物学性状稳定、根型、叶型与母本相似的胭脂萝卜自交系为父本，配制杂交种作为杂交后代。
2.根据权利要求1所述快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于所收集的资源来自全国各地，既包括地方农家自留种，也包括选育的杂交种，其株型、叶型、肉质根形状和大小、花青素含量性状差异较大，混杂严重。
3.根据权利要求1或2所述快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于胭脂萝卜自交系选育目标为:叶型为板叶或裂叶，根型顺直、较大，植物学性状稳定、配合力好、花粉量大，肉质根皮和肉质部红色素含量高于140mg/100g鲜重。
4.根据权利要求3所述快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于雄性不育系的选育目标为:不育株率和不育度均为100%，不育性遗传稳定，不受环境条件的影响；花蕾发育正常，花冠及花瓣正常，花药退化成干瘪、纤瘦，雄蕊明显短于花柱；蜜腺大小、数量及蜜量发育健全；雌蕊结构正常，能够正常结籽。
5.根据权利要求1、2或4所述快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于回交转育杂种群体中，选择株型、叶型、根型、色素含量性状与父本接近的单株留种。
6.根据权利要求5所述一种快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于当自交提纯进行到4-5代时，植株性状不再分离，再自交1-2代，即可获得一个纯合稳定自交系，也为保持系。
7.根据权利要求1、2、4或6所述一种快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于6-7代回交转育的的胞质雄性不育系性状与保持系完全一致，其不育株率达100%。
8.根据权利要求7所述快速获得胭脂萝卜胞质雄性不育系和保持系的育种方法，其特征在于还包括待开花时通过打顶、摘心的方式调节双亲花期保持一致，并在每亩制种田中放入1-2箱蜜蜂进行辅助授粉，制种田的隔离距离至少1500m。
【文档编号】A01H1/02GK104160948SQ201410395910
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】张振超, 毛忠良, 潘跃平, 吴国平, 王建华, 戴忠良, 秦文斌, 姚悦梅, 潘永飞, 肖燕, 孙春青, 马志虎, 孙国胜 申请人:镇江瑞繁农艺有限公司