專利名稱：大豆光敏雄性不育系的選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大豆雜交種的選育技術(shù)，具體為大豆光敏雄性不育系的選育方法。
背景技術(shù)：
目前，大豆雄性不育系的選育、保持及利用均以質(zhì)核互作三系(雄性不育系、保持系和恢復(fù)系)的方式來實現(xiàn)。大豆三系配套體系的質(zhì)核互作雄性不育系存在如下缺陷1、三系繁殖雄性不育系成本較高，尤其是對于大豆這種嚴格自花授粉作物(異交率通常不超過3‰)，相對光敏兩系使雜交種制種成本提高10-20％；2、三系在利用上程序較繁雜，新雜交組合的選育、改良費時、費工，從而延長育種年限；3、雜交種大面積推廣后，可能帶來不育細胞質(zhì)的負效應(yīng)和細胞質(zhì)單一化的潛在威脅。
目前，有水稻、高梁等農(nóng)作物利用光敏雄性不育系，以兩系法利用雜種優(yōu)勢的經(jīng)驗報道，但在大豆作物上未見光敏雄性不育系及其選育方法的文獻報道。所謂的光敏雄性不育系為在長光照情況下表現(xiàn)正常育性，在短光照情況下表現(xiàn)為雄性不育。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決目前大豆作物以質(zhì)核互作三系的方式進行大豆雄性不育系選育存在的缺陷，提供一種大豆光敏雄性不育系的選育方法。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的大豆光敏雄性不育系的選育方法，包含種質(zhì)的篩選、種質(zhì)的純合培育，種質(zhì)選用本地土梅豆，種質(zhì)純合培育過程中，種質(zhì)從出苗至8.3個葉齡期間，整個植株保證15-20天的每天不超過14小時(≤14小時)的光照。
本發(fā)明所采用的種質(zhì)——本地土梅豆是原產(chǎn)于山西省天鎮(zhèn)縣的一種大豆農(nóng)家種，該大豆品種在非專利文獻——《作物品種資源》1991年第3期(刊號為ISSN1000-6435)中已公開過。其品種外觀特征、植株特征與普通大豆品種的相同，但它具有光敏育性轉(zhuǎn)換的初步特性。本地土梅豆在山西省天鎮(zhèn)縣可以買到或收集到。本地土梅豆在申請人的大豆基因庫中也有保存。申請人保證從申請日起二十年內(nèi)向公眾發(fā)放該種質(zhì)。
本發(fā)明在篩選出的本地土梅豆的基礎(chǔ)上，給出保證種質(zhì)雄性不育所需的短光照的每天光照臨界值(≤14小時)、育性轉(zhuǎn)換的光敏感時期(從出苗至8.3個葉齡)以及在育性轉(zhuǎn)換的光敏感期內(nèi)的光照期間(15-20天)。
實驗證明，早期的短光照作用可延續(xù)到后期，而不受后期長光照影響，但早期的長光照作用卻能被后期的短光照作用所中止。隨著短光照處理期的提前可得到高度不育的效果。因此，本發(fā)明選擇的育性轉(zhuǎn)換光敏感期為早期的出苗至8.3個葉齡。實驗進一步證明，早期的短光照處理可使中后期的花粉敗育，不育物質(zhì)可向上傳導(dǎo)到以后形成的器官中，并且使不育性表達；但大豆植株分枝的短光照效應(yīng)不能與主莖間相互傳遞。因此，本發(fā)明所要求的短光照是針對整個大豆植株的。實驗還證明，本發(fā)明所述方法培育出的大豆雄性不育系的育性轉(zhuǎn)換的主導(dǎo)因子是光照長度，溫度對育性的影響不明顯。
以本發(fā)明所述方法培育出的大豆雄性不育系具有明顯的形態(tài)發(fā)育特征和細胞學(xué)特征
1、花粉育性培育出的大豆雄性不育系在正?？捎龡l件(早期每天光照時間超過14小時(約在15-15.5小時)并保持15-20天)下，花粉育性范圍在40-60％，花藥開裂度為40％。雄性不育性正常表達的情況下，出現(xiàn)空癟花藥、花粉囊發(fā)育不平衡，花藥體積約減少1/2-1/3、花藥開裂度由40％下降到18％，單個花藥花粉數(shù)量由354減少到98，花粉95％以上敗育。
2、敗育的主、次時期單核小孢子中期為敗育的關(guān)鍵時期，花粉敗育率達89％；二胞花粉晚期為敗育的次要時期，敗育率約為9％。
3、敗育的主要原因認為敗育與溶酶體活動異常、絨氈層及藥壁組織行為異常有關(guān)。
4、敗育度細胞學(xué)上敗育度為100％，因為所采花蕾均在主莖第五節(jié)以上，這與植株形態(tài)學(xué)上第五節(jié)位以上無莢果形成的結(jié)果是一致的。
5、敗育花藥、花粉的表面形態(tài)特征①單核小孢子中期敗育的花粉退化、解體；花藥表現(xiàn)為干癟、皺縮、無內(nèi)含物。②二胞花粉晚期敗育的花粉不發(fā)生解體，萌發(fā)孔形態(tài)為清晰的花壁內(nèi)陷狀；花藥較飽滿、有內(nèi)含物。
本發(fā)明所述方法選育出了大豆光敏雄性不育系。大豆光敏雄性不育系有一系兩用之特點，雄性不育系和雄性保持系是通過分期播種或異地播種來實現(xiàn)的，即通過光周期自然變化成功地解決了大豆雄性不育系保持的世界性難題，比三系繁殖不育系節(jié)省成本10-20％。該方法培育的大豆光敏雄性不育系恢復(fù)譜廣，一般常規(guī)品種均可恢復(fù)育性，容易選到高優(yōu)勢組合，比三系雜交組合增產(chǎn)潛力高5-10％。大豆光敏雄性不育系的改良較易進行，育種家可根據(jù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)條件可轉(zhuǎn)育或改良成適應(yīng)當(dāng)?shù)氐男滦筒挥?，從而減少單一細胞質(zhì)可能帶來的病蟲害危脅。所以本發(fā)明所述方法培育出的大豆光敏雄性不育系，對大豆雜交種的利用，真正達到了省時、省工、省資、省力的高效要求。大豆光敏雄性不育系適應(yīng)于大豆常規(guī)種的選育、轉(zhuǎn)育、輪回選擇和群體改良、雜交制種及雜交技術(shù)的簡化等方面。
具體實施例方式
大豆光敏雄性不育系的選育方法，包含種質(zhì)的篩選、種質(zhì)的純合培育，種質(zhì)選用本地土梅豆，種質(zhì)純合培育過程中，種質(zhì)從出苗至8.3個葉齡期間，整個植株保證15-20天的每天不超過14小時(≤14小時)的光照。
純合培育是農(nóng)作物選種、育種過程常用的農(nóng)業(yè)技術(shù)手段。本發(fā)明的種質(zhì)純合培育就是在短光照下(即滿足上述條件下)進行多代的自交培育，即一代結(jié)的種子，再種下去，二代結(jié)的種子再種下去……。純合最終達到不育株率為100％(與育性正常情況下相比)，每株的不育度大于95％。要達到上述的純合程度至少要在四代(年)以上。上述的純合最終標(biāo)準(zhǔn)也是其它農(nóng)作物都采用的公知常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是公知的技術(shù)內(nèi)容。
在短光照下，經(jīng)純合最終得到的大豆種就是所需的大豆光敏雄性不育系。該系在長光照下(每日光照大于14小時)種植，將恢復(fù)其育性，得到大量的大豆光敏雄性不育系(在長光照下種植相當(dāng)于三系繁殖過程中的不育保持)。
權(quán)利要求
1.一種大豆光敏雄性不育系的選育方法，包含種質(zhì)的篩選、種質(zhì)的純合培育，其特征為種質(zhì)選用本地土梅豆，種質(zhì)純合培育過程中，種質(zhì)從出苗至8.3個葉齡期間，整個植株保證15-20天的每天不超過14小時的光照。
全文摘要
本發(fā)明為大豆光敏雄性不育系的選育方法，包含種質(zhì)的篩選、種質(zhì)的純合培育，種質(zhì)選用本地土梅豆，種質(zhì)純合培育過程中，種質(zhì)從出苗至8.3個葉齡期間，整個植株保證15－20天的每天不超過14小時的光照。大豆光敏雄性不育系有一系兩用之特點，雄性不育系和雄性保持系是通過分期播種或異地播種來實現(xiàn)的，即通過光周期自然變化成功地解決了大豆雄性不育系保持的世界性難題，比三系繁殖不育系節(jié)省成本10－20％。該方法培育的大豆光敏雄性不育系恢復(fù)譜廣，一般常規(guī)品種均可恢復(fù)育性，容易選到高優(yōu)勢組合，比三系雜交組合增產(chǎn)潛力高5－10％。本發(fā)明所述方法培育出的大豆光敏雄性不育系，對大豆雜交種的利用，真正達到了省時、省工、省資、省力的高效要求。
文檔編號A01H3/00GK1528125SQ0313493
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者衛(wèi)保國, 王興玲 申請人:山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所, 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究