一种改良甘蓝型油菜polCMS不育系育性温度敏感性的方法与流程

本发明属于农业种植栽培及育种技术领域，尤其涉及一种改良甘蓝型油菜polcms不育系育性温度敏感性的方法。

背景技术

甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育系(polcms)为华中农大傅廷栋院士1972年发现的不育系统，1976年由湖南省作物研究所率先实现三系配套(不育系a、保持系b、恢复系r)，是国际上公认的“第一个有实用价值的甘蓝型油菜cms类型”。近20年来，该系统培育了国内60％以上的杂交油菜品种，是我国油菜杂种优势利用不可或缺的关键技术之一。但该系统不育系存在花期对温度敏感、育性不稳定的缺陷，给杂交制种带来很大风险，因此获得对温度变化较为钝感的不育系是降低杂交制种风险的关键。

经过多年研究发现，不同类型的polcms对温度的敏感性主要取决于细胞核温度敏感基因与不育基因之间的互作。而基于polcms不育系微量花粉产生原因的复杂性，对温度较为钝感的不育系转育效率一直不高，限制了该不育系统在更大、更高层次上的推广应用。因此，对甘蓝型油菜polcms不育系的育性温度敏感性进行改良，从而改善该系统不育系的生产应用缺陷，是本研究应用领域技术人员一直努力的方向。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的技术缺陷，提供一种改良甘蓝型油菜polcms不育系育性温度敏感性的方法，该方法可以有效提高不育系的不育稳定性。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为提供一种改良甘蓝型油菜polcms不育系育性温度敏感性的方法，包括如下步骤：

(1)以待转育种材料为父本，已有polcms不育系a及其对应的保持系b为母本，分别杂交，得到杂交后代a-f1群体(半不育群体)和b-f1群体的种子；

(2)将所述步骤(1)获得的a-f1群体和b-f1群体的种子分小区种植，于花期选择b-f1群体单株(选择综合性状优良的单株)套袋隔离自交获得b-f2群体，并以该套袋的b-f1群体单株作父本与a-f1群体不育单株进行杂交，获得杂交后代a-bc1群体的种子(少量钝感不育单株分离)；

(3)将所述步骤(2)获得的b-f2和a-bc1群体的种子分小区种植，于花期观察a-bc1群体的育性表现，选择保留微粉发生较少a-bc1群体，并在群体内选择微粉较少的单株作母本与b-f2群体内单株进行杂交，获得a-bc2种子(少量钝感不育分离)；同时将该进行杂交的b-f2单株(选择综合性状优良的单株)自交留种，获得b-f3群体的种子；

(4)将所述步骤(3)获得的b-f3和a-bc2群体的种子分小区种植，于花期观察a-bc2的育性表现，选择保留微粉发生较少a-bc2群体，并选择其中微粉较少的单株与其对应的b-f3群体单株进行正反交，分别获得反交后代b-wf1(温度钝感固定)和正交后代a-bc3群体种子(不育性明显提升)；

(5)将所述步骤(4)获得的b-wf1、a-bc3群体的种子分小区种植，b-wf1自交后得到的b-wf2回交a-bc3得到a-bc4(得到温度钝感不育系)，b-wf2继续自交后得到的b-wf3，回交a-bc4得到a-bc5，获得稳定的温度钝感型polcms不育系a及其对应的保持系b，即完成甘蓝型油菜polcms不育系育性温度敏感性的改良。

上述的方法，所述步骤(4)中选择的待转育种材料为具有明显优异性状的新种质，本发明优选的是浙油50，其含油量为48-49％。

优选的，所述步骤(1)中选择的已有不育系为一般配合力强、不育性状稳定的不育系，本发明优选的已有polcms不育系a为20a，对应的保持系b为20b(作为亲本育成审定品种10个)。

优选的，所述步骤(3)的正反交中，反交是在阴天上午11点至12点取a-bc2群体不育单株的微量花粉，对b-f3群体去雄后的单株进行授粉，获得b-wf1群体。

优选的，所述步骤(4)中，b-f3、a-bc2的正反交在两群体的基本生物学性状相似时进行，若两群体的基本生物学性状存在明显差异的应继续重复步骤(3)，直至两群体的基本生物学性状相似时才进行步骤(4)。

优选的，所述两群体的基本生物学性状相似是指两群体的含油量、植株高度和分枝数均相似。更优选的，两群体的含油量45％在以上，植株高度均在170厘米以下，且分枝数均在6个以上。

优选的，所述步骤(5)中，所述温度钝感型polcms不育系的育性受光温变化影响小，微粉发生较少，且雄蕊与雌蕊长度比<1/3。

本发明基于的原理是：本发明的温度钝感为数量性状，该性状只能在不育株上表现，一般不育株上雄蕊与雌蕊长度比大于1:3可视为微粉多，大于1:2为半不育，小于1:3则视为微粉发生较少。不育株上温度钝感性状表现较好(雄蕊与雌蕊长度比<1/3)，说明其核基因组内存在温度钝感基因，利用其残留的微量花粉转育保持系，可最大程度地将目标基因转育到保持系中，从而改良保持系的目标性。

本发明的上述技术方案，利用保持系作父本与不育系进行正交的同时，采用了利用不育系自身微量花粉转育保持系的反交转育这一关键技术，加快了polcms保持系转育过程温度钝感性状的稳定进程，从而有效地提高polcms育成不育系的不育稳定性与不育彻底性，该方法于其它对温度敏感的cms不育系的转育具有参考价值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明的方法可改变polcms不育系转育过程中常因保持系的遗传保守性难以改良的问题，通过在不育群体内单株与保持群体内单株的正反交，加快育性钝感遗传成分的稳定性与不育彻底性，从而提高了保持系的育性保持效果，从而实现了甘蓝型油菜polcms不育系育性温度敏感性的改良，并且可在保持系正交转育广泛筛选的基础上，将不育群体上可见的不育表型性状反向转育至保持系，将内在的数量性状转换为可见的表型性状而进行选择，大大提高了转育的目标性和转育效率。

2、本发明的方法培育的不育系一般配合力高，配制的杂交组合具有明显的增产潜力，目前按照该方法已培育了多个甘蓝型油菜polcms不育系(例如h20a)，新育成的不育系育性稳定，低感反应迟钝，不育彻底。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例的育种流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

一种本发明的改良甘蓝型油菜polcms不育系育性温度敏感性的方法，如图1所示，包括如下步骤：

(1)2008年于长沙，湖南省作物研究所利用浙江农科院育成的常规品种浙油50为父本，其含油量为48-49％，本单位育成的polcms不育系20a、保持系20b分别为母本杂交获得f1代杂交后代：a-f1、b-f1；

(2)2009年将所述步骤(1)获得的a-f1和b-f1群体的种子分小区种植，可见a-f1为半不育群体，雄蕊与雌蕊长度比大约1/2；于花期选择选择综合性状优良的b-f1群体单株套袋隔离自交获得b-f2群体，并以该套袋的b-f1群体单株作父本与a-f1群体不育单株进行杂交，获得少量钝感不育单株分离的杂交后代a-bc1群体的种子；

(3)将所述步骤(2)获得的b-f2和a-bc1群体的种子分小区种植，开花期观察a-bc1的育性表现，其中90％左右微粉多，但大约有10％的单株表现温度钝感(微粉发生较少)，育性受光温影响小，微粉发生特别少，雄蕊与雌蕊长度比<1/3，从中选择微粉发生较少的单株作母本与品质、抗性及生物学性状等综合性状优良的b-f2群体单株作父本进行杂交，获得少量钝感不育分离的杂交后代a-bc2种子，同时将该进行杂交的父本b-f2单株自交获得后代b-f3群体的种子；

(4)将所述步骤(3)获得的b-f3和a-bc2群体的种子群体分小区种植，此两个群体的田间表观性状(除花器外)相似(含油量、植株高度和分枝数均相似，可视为基本生物学性状相似)，开花期观察a-bc2群体的育性表现，群体单株间微粉表现存在明显差异的温度钝感不育株系，但仍仅有约10％的单株为温度钝感型，从中选择微粉发生少的温度钝感单株与b-f3群体单株进行正反杂交，分别获得不育性明显提升的正交后代a-bc3和温度钝感固定的反交后代b-wf1种子；其中微粉反交是在阴天上午11点至12点取a-bc2群体不育单株的残量花粉，对b-f3群体去雄后的单株进行授粉，获得b-wf1群体；

b-f3、a-bc2的正反交在两群体的基本物学性状相似时进行，若两群体的基本物学性状存在明显差异的应继续重复步骤(3)，直至两群体的基本物学性状相似时才进行步骤(4)，两群体的含油量45％在以上，植株高度均在170厘米以下，且分枝数均在6个以上；

(5)将所述步骤(4)获得的b-wf1、a-bc3群体的种子分小区种植，之后2个世代，是连续对b-wf1自交并同时与a-bc3回交，即b-wf1自交后得到的b-wf2回交a-bc3得到a-bc4，b-wf2继续自交后得到的b-wf3回交a-bc4得到a-bc5；两群体的田间表观性状(除花器外)基本一致(含油量、植株高度和分枝数均相似，可视为基本生物学性状相似)，获得稳定的温度钝感型polcms不育系a及其对应的保持系b，命名为h20a和h20b，即完成甘蓝型油菜polcms不育系育性温度敏感性的改良。

新的b系(保持株系)在品质、抗性及生物学性状等综合性状选择后其含油量在45％以上、植株高度170厘米以下、分枝数6个以上，获得新的a系(不育系)不育稳定性表现显著提高，温度钝感不育株系单株达到70％以上，符合预期的改良效果。