专利名称：一种选育小麦雄性不育保持系和不育系的方法
技术领域：
本发明涉及小麦杂交优势利用领域。
1978年日本常胁一郎育成小麦野生变种斯卑尔脱(Spelta)保持的K型不育系，因带有许多野生性状，无法用于杂交小麦生产。为了将Spelta的不育基因转移到优良小麦品种中，选育性状优良的K型不育系，常胁设计了一个多次杂交回交并大量测交，依次往复，直到育成性状优良的不育系和保持系的育种方案(1978，Proc.5th.Int.Wheat Genet.Symp.I282—292)。这一方案环节复杂，费时费力，加上国内外研究证明K型不育系的育性受两对基因决定，更增加了复杂性。因此可行性差，至今未见有用此方案育成优良K型不育系。
何蓓如等1987年利用国内育成的1B/1R类型优良小麦品种育成1B/1R类型K型不育系(何蓓如，1987，，西北农业大学学报第3期)，并已开始应用于生产。但是1B/1R类型K型不育系由于细胞核内包含一段黑麦染色体，对条锈病29号小种敏感，品质不佳，易穗发芽，因此近年育成品种中1B/1R类型比率迅速下降，1B/1R类型K型不育系的保持系资源将越来越少。这些都限制了1B/1R类K型不育系进一步在杂交小麦研究和利用中的发展。
本发明的目的是提供一种可将任意优良小麦品种(系)简便地转育成非1B/1R类型K型保持系和不育系的方法。以选育不产生单倍体的K型小麦不育系和杂交种。
选育不产生单倍体的非1B/1R类型K型小麦不育保持系和不育系的方法，包括利用染色体转移技术选育基础材料TSP保持系，利用基础材料和任意小麦品种杂交回交选育该品种类型的保持系，进而回交转育不育系。
研究证明，斯卑尔脱小麦1B染色体短臂上存在T型不育系恢复基因Rf3，同时还存在K型不育基因rfk1，且二者紧密连锁。因此在T型不育胞质背景下，以育性恢复为选择指标，可以很大概率选得性状优良的K型保持系，这样可将现在1B/1R类型K型小麦不育系中1R染色体片段代换，而且可随着品种资源的变迁，将斯卑尔脱小麦1B染色体短臂转移到任意优良小麦品种中转育成非1B/1R类型K型小麦雄性不育保持系和不育系。
本
发明内容
为选育小麦雄性不育保持系和不育系的方法，其特征在于利用染色体转移技术将斯卑尔脱小麦1B染色体短臂转移到任意优良品种(Fine wheat variety缩写为“F.W.V)核中，进而选育出非1B/1R类型的K型小麦雄性不育保持系和不育系，其选育方法包括如下步骤(1)选择适合用作杂交小麦生产的杂交母本的优良品种(F.W.V.)与T型小麦不育系(T)A杂交，得雄性不育系的F1代(T)F.W.V.A1；(2)用(T)F.W.V.A1作母本，一方面与原父本F.W.V.回交，得回交一代T型不育系(T)F.W.V.A2；另一方面与斯卑尔脱小麦杂交，得育性恢复的F1代；(3)用(T)F.W.V.A2作母本，一方面与原父本F.W.V.二次回交，得回交二代的T型不育系(T)F.W.V.A3，另一方面与步骤(2)中的F1代回交得育性分离的B1代；⑷用(T)F.W.V.A3作母本，一方面与原父本F.W.V.三次回交得回交三代的T型不育系(T)F.W.V.A4，另一方面与步骤(3)中所得的B1代中目标植株回交得B2代，目标植株指育性恢复且性状与F.W.V.相似植株；(5)用(T)F.W.V.A4作母本与步骤(4)中所得的B2代中的目标植株回交得B2代；(6)选用从步骤(5)所得B3代中的目标植株自交后代中具有提莫菲维细胞质和载有T型恢复基因及与之紧密连锁的K型不育基因的斯卑尔脱小麦1B染色体短臂的基础材料TSP与K型小麦不育系测交得KTSPA1；(7)用从步骤(6)中所得的KTSPA1中选的目标植株与步骤(6)中所选用的测交基础材料TSP株系回交3～4代得KTSPA4，即为非1B/1R类型的K型不育系，其回交父本TSP即为非1B/1R类型K型保持系。
以TSP为母本，与任意优良品种杂交回交进行选育，均可育成所采用品种的非1B/1R类型的K型保持系和不育系。选用的目标植株9～15株为最佳。用上述步骤(7)中所得的TSP为非1B/1R类型的K型保持系，具有的特点是细胞核内有两对带随体的染色体和它与小麦品种杂交F2代出现带T型不育系特点的不育株，由TSP类型保持系转育的K型不育系细胞核内亦具有两对随体的染色体。
T型小麦不育系是指具有提莫菲维小麦细胞质的小麦不育系，提莫菲维小麦学名为T.timopheevi，按惯例，以细胞质物种种名第一字母命名不育系。T型不育系是美国1962年研究成的，因它具有某些细胞质不良影响，故未能在生产上应用。本方法借助T型不育系作为导入带有T型不育系恢复基因Rf3的斯卑尔脱小麦1B染色体短臂的遗传背景，如果没有这个背景，这一短臂是否导入，无法从外观上判断。导入这一染色短臂的目的是因它同时带有K型不育系的不育基因rfk1。
K型不育系是指具有粘果山羊革(Ae.kotschyi)细胞质的小麦不育系。这一类型的不育系，它的保持系主要有两个来源
1、由小麦育种家因解决小麦的抗病问题，利用小麦与黑麦(具有R染色体组)，多次杂交，已将黑麦的1R染色体的片段部分代换了小麦原有的1B染色体。称作1B/1R类型，1R片段上带有K型不育系不育基因的品种，称作1B/1R类型保持系。
2、小麦的野生变种斯卑尔脱小麦(T.spelta)的1B染色体短臂上带有K型不育基因，称作非1B/1R类型保持系。
上述两类保持系，前者性状较好，但其1R片段上带有单倍体基因，它们转育的不育系往往有频率不等的单倍体，给育种造成一些难度，且1B/1R类型还有品质不佳，易穗发芽、易感病等问题。后者虽无这些问题，但它属野生类型，性状很差，它转育的不育系难于用于杂交小麦育种。
本方法利用染色体转移技术，将斯卑尔脱小麦1B短臂转移到任意优良品种中，可育成克服这两类保持系缺点的保持系和不育系。
本发明的优点和积极效果1、不产生单倍体。1B/1R类型K型不育系K80(6)A单倍体频率4～7％，利用本发明方法将保持系80(6)选育成非1B/1R类型保持系TSP80(6)，所回交转育的非1B/1R类型K型不育系KTSP80(6)A单倍体频率为0。
2、扩大K型不育系的保持系资源。小麦品种86S1002对K型不育系有较强恢复育性能力，但性状适于作保持系。利用本发明方法将斯卑尔脱小麦1B染色体短臂有关片段转移到86S1002细胞核中，选育成TSP86S1002，经测交证明能完全保持K型小麦雄性不育系的不育性。
附图
为利用染色体转移技术选育非1B/1R类型K型小麦不育保持系和回交转育K型不育系的方法图。
实施例(1)利用染色体转移技术选育非1B/1R类型K型不育保持系和不育系，选育方法包括以下步骤(1)以T型小麦不育系为母本，品种80(6)为父本杂交，得到T型不育系T80(6)A1为母本，一方面与80(6)回交，得回交一代T型不育系T80(6)A2，另一方面与斯卑尔脱小麦杂交得育性恢复的F1代。
(2)以T80(6)A2为母本，一方面与80(6)回交得回交二代T型不育系T80(6)A2，另一方面与F1代回交得育性分离的回交一代(B1)。以T80(6)A3为母本，一方面与80(6)为父本回交得回交三代T型不育系T80(6)A4，另一方面与B1代中育性恢复且性状与80(6)相似的目标植株为父本回交，得育性分离的回交二代(B2)。以T80(6)A4为母本与B2代中目标植株为父本回交得回交三代(B3)群体，选择目标植株套代自交，得F2(B3F2)，因B2F2代的遗传上都具有T型不育细胞质，前几代连续以育性为选择指标，因此都带有斯卑尔脱小麦1B染色体短臂，该染色体片段带有T型恢复基因Rf3同时带有紧密连锁的K型不育基因rfk1，因此称之为TSP，是利用上述染色体转移技术选育非1B/1R类型K型保持系的基础材料。
(3)以K型小麦雄性不育系为母本，以TSP材料9～15个株系为父本杂交，后代套袋检测自交育性，能保持K型不育系不育性且性状与80(6)相似株系即为非1B/1R类型K型雄性不育保持系TSP80(6)，其特性性状与80(6)相同。
80(6)是西北农大小麦育种教研室用77(2)×77(1)杂交后代选育的品系。弱冬性，株高85cm，穗长方型，长芒、白壳、白粒，中早熟、感染条锈病。
(4)以TSP80(6)为父本与K型不育系杂交并回交3～4代，育成非1B/1R类型K型不育系KSTP80(6)A，其特性、性状除雄性不育外与80(6)相同。
实施例2(1)以TSP80(6)为母本去雄与小麦品系86S1002为父本杂交得F1代。
86S1002是西北植物研究所用83S502×7859杂交后代选育的品系。冬性。株高70cm，穗长方形，长芒，白壳，白粒，中熟，抗条锈、叶枯。
(2)以F1代为母本去雄与86S1002回交得育性分离的B1代，在B1代选育性恢复且性状与86S1002相似的目标植株9～15株去雄与86S1002回交得育性分离的B2代；在B2代中选育目标植株9～15株，去雄与86S1002回交得育性分离的B3代。
(3)B3代选目标植株9～15株自交，得B3F29～15个株系，以K型不育系为母本与该9～15个株系分别杂交，次代套袋1B/1R检测育性，能保持K型不育系不育性且性状与86S1002相似株系即为TSP86S1002，为非1B/1R类型K型保持系。其特征、特性与86S1002相同。
(4)以TSP86S1002为父本与K型不育系杂交并回交3～4代育成非1B/1R类型K型不育系KTSP86S1002A。其特征、特性除雄性不育外与86S1002相同。
权利要求
1.一种选育小麦雄性不育保持系和不育系的方法，其特征在于利用染色体转移技术将斯卑尔脱小麦1B染色体短臂转移到优良品种核中，进而选育出非1B/1R类型的K型小麦雄性不育保持系和不育系，其选育方法包括如下步骤(1)选择适合用作杂交小麦生产的杂交母本的优良品种(F.W.V.)与T型小麦不育系(T)A杂交，得雄性不育系的F1代(T)F.W.V.A1；(2)用(T)F.W.V.A1作母本，一方面与原父本F.W.V.回交，得回交一代T型不育系(T)F.W.V.A2；另一方面与斯卑尔脱小麦杂交，得育性恢复的F1代；(3)用(T)F.W.V.A2作母本，一方面与原父本F.W.V.二次回交，得回交二代的T型不育系(T)F.W.V.A2，另一方面与步骤(2)中的F1代回交得育性分离的B1代；(4)用(T)F.W.V.A3作母本，一方面与原父本F.W.V.三次回交得回交三代的T型不育系(T)F.W.V.A4，另一方面与步骤(3)中所得的B1代中目标植株回交得B2代，目标檀株指育性恢复且性状与F.W.V.相似檀株；(5)用(T)F.W.V.A4作母本与步骤⑷中所得的B2代中的目标植株回交得B3代；(6)选用从步骤(5)所得B2代中的目标植株自交后代中具有提莫菲维细胞质和载有T型恢复基因及与之紧密连锁的K型不育基因的斯卑尔脱小麦1B染色体短臂的基础材料TSP与K型小麦不育系测交得KTSPA1；(7)用从步骤(6)中所得的KTSPA1中选的目标植株与步骤(6)中所选用的测交基础材料TSP株系回交3～4代得KTSPA4，即为非1B/1R类型的K型不育系，其回交父本TSP即为非1B/1R类型K型保持系。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于只要以TSP为母本，与优良品种杂交回交进行选育，均可育成所采用品种的非1B/1R类型的K型保持系和不育系。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于所选用的目标植株9～15株为最佳。
4.按权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(7)中所得的TSP为非1B/1R类型的K型保持系，具有的特点是细胞核内有两对带随体的染色体和它与小麦品种杂交F2代出现带T型不育系特点的不育株，由TSP类型保持系转育的K型不育系细胞核内亦具有两对随体的染色体。
全文摘要
本发明涉及一种选育雄性不育保持系和不育系的方法，根据斯卑尔脱小麦1B染色体短臂带有紧密连锁的T型恢复基因和K型不育基因，普通小麦品种无此染色体片段的遗传关系，将斯卑尔脱小麦1B染色体短臂和优良小麦基因导入T型不育胞质背景，以育性恢复作为检测该片段存在的标记，选育出非1B/1R类型K型小麦保持系和不育系。本发明的方法解决了1B/1R类型K型不育系诱导单倍体及保持系资源渐少的局限。
文档编号A01H1/02GK1129514SQ9411653
公开日1996年8月28日 申请日期1994年10月6日 优先权日1994年10月6日
发明者何蓓如 申请人:西北农业大学