專利名稱：油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于植物育種技術(shù)領(lǐng)域。更具體涉及一種油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種制種方法，利用植物細胞質(zhì)雄性不育系可以多次保持特性，通過兩次保持及恢復(fù)系選配聚集優(yōu)異目標(biāo)性狀，從而有效改進不育系的一個以至幾個重要性狀缺陷或生理缺陷，并根據(jù)新雜交種特性設(shè)計了一套雜交種制種方法，以保證雜交種制種安全性，大幅提高雜交制種效益。
背景技術(shù)：
植物雄性不育特性已廣泛應(yīng)用于獲得植物雜種優(yōu)勢。選育植物雄性不育系，完成不育系、恢復(fù)系配套并用于雜交種生產(chǎn)是一個技術(shù)成熟、成本較低的雜種優(yōu)勢利用方法。但是至今植物雄性不育及雜種優(yōu)勢的機理未有深入的了解，其解釋仍停留于各種假說階段，因而植物雜交種選育方法未有大的突破。雄性不育及雜種優(yōu)勢的很多結(jié)果難以作出理論解釋。
選育一個良好的植物雄性不育系及其恢復(fù)系，由于需要三系純合，其選育過程漫長。同時由于對植物雄性不育及雜種優(yōu)勢機理不了解，其選育存在多種風(fēng)險。
一、不育系及其相應(yīng)保持系選育風(fēng)險1.不育系育性發(fā)生變化。不育系與其相應(yīng)保持系為同核異質(zhì)。不育系需要用保持系進行連續(xù)多次回交。隨著回交世代的增加，不育系可能隨著核成份的變化而發(fā)生育性變化，包括有微量花粉等等，造成選育失敗或者利用困難。
2.不育系由于不育而產(chǎn)生多種不良性狀。隨著不育系回交代數(shù)的增加以及保持系的長期自交，不育系及其保持系可能產(chǎn)生多種不良性狀，包括不育系花器異常以至畸形(如油菜的花瓣不張開、死蕾、結(jié)實率低等等)、保持系自交退化、生長勢弱等。
3.不育系制種產(chǎn)量低甚至影響雜種F1優(yōu)勢發(fā)揮。隨著不育系的不育度增加，油菜波里馬系統(tǒng)雄性不育系的制種產(chǎn)量明顯降低。有部分雜交組合發(fā)生不育系不育度高，雜種一代產(chǎn)量降低等不良后果。
二、控制育性性狀與其他優(yōu)異性狀兼顧的風(fēng)險1.控制植物產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病、抗逆的基因數(shù)量極多，要使上述全部優(yōu)異目標(biāo)性狀全部聚合到保持系中已十分困難，但在選擇保持系時，必須以保持基因純合為第一目標(biāo)，因此，選育保持系的過程中很難兼顧所有的其他優(yōu)異性狀的聚合，所選保持系難免存在個別以至幾個重要不利性狀。
2.在恢復(fù)系選育時必須考慮恢復(fù)基因源以及恢復(fù)系與保持系的遺傳距離，這些因素大大限制了恢復(fù)系獲得優(yōu)異性狀的來源。
目前國內(nèi)關(guān)于油菜細胞質(zhì)雄性不育聚合雜交種制種方法未見報道。一般采用不育系與恢復(fù)系進行雜交種生產(chǎn)，不育系是用單個保持系進行生產(chǎn)的，大部分單一保持系存在不同的缺陷，多數(shù)不育系皆存在不同層度的缺陷和生理反應(yīng)。本技術(shù)是采用兩次保持進行不育系的生產(chǎn)，能聚合多個優(yōu)異的性狀，同時生產(chǎn)雜交種的制種產(chǎn)量能得到顯著的提高。
總之，在本發(fā)明申請之前，國內(nèi)外沒有人公開或發(fā)表過采用油菜細胞質(zhì)雄性不育聚合雜交種制種方法和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種制備方法，此技術(shù)能解決雜交種多目標(biāo)性狀的聚合問題，一方面能有利于雜交種多優(yōu)異目標(biāo)性狀的聚合，另一方面有效解決了雜交種的重要性狀缺陷和不育系親本的重大缺陷，有效的提高了不育系及雜交種的種子生產(chǎn)產(chǎn)量，顯著提高了油菜制種生產(chǎn)效益，對增加農(nóng)民收入具有重要意義。
根據(jù)細胞質(zhì)不育系能多被多個保持系保持的特性，本發(fā)明針對保持系的缺陷性狀選取對應(yīng)性狀優(yōu)異的另外能保持不育系不育性的材料作為優(yōu)異性狀添加系進行第二次雜交，將第二次雜交的后代與恢復(fù)系選配組合，從而使添加系的優(yōu)異性狀聚合到雜交種中，添加系的選擇標(biāo)準①能有效保持原不育系的不育性狀；②能提供原對應(yīng)保持系缺陷性狀的相應(yīng)優(yōu)異性狀；③能有效解決原不育系的育性缺陷或至少能保持優(yōu)異性狀聚合后的不育系育性徹底。
用不育系生產(chǎn)雜交種存在種子純度風(fēng)險，優(yōu)異性狀多次聚合雜交種的選育及種子生產(chǎn)過程中由于增加了優(yōu)異性狀的添加系而延長了種子生產(chǎn)過程，增加了種子生產(chǎn)風(fēng)險，因此，每一個環(huán)節(jié)必須嚴格控制，所用的優(yōu)異性狀添加系，繁殖過程中必須嚴格測交，以保證優(yōu)異性狀添加系的保持能力無變化，在恢復(fù)系的單株繁殖過程中必須進行恢復(fù)力的測定，以保證制種恢復(fù)系親本的恢復(fù)能力。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施一種油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種制備方法，其步驟是1、不育系98A和保持系98B的選育。利用100多份雙低油菜新品系與波里馬系統(tǒng)雄性不育系進行廣泛測交，其中種植編號為“3012”的材料，能較好地保持波里馬雄性不育系。次年擴大“3012”的種植群體并選擇性狀優(yōu)異的單株回交。經(jīng)大群體多代(5-8代)成對選株回交，得到了群體一致，育性穩(wěn)定的雄性不育系并定名為“98A”，其保持系定名為“98B”。
2、通過廣泛測交，篩選出能有效保持98A的不育性，又改進98A的不利開花習(xí)性和抗病抗性狀的中雙9號(中雙9號是高抗菌核病和病毒病及高抗倒伏的油菜品種)單株，配制成優(yōu)異性狀聚合的不育系98D(98A×中雙9號)。
3、恢復(fù)系的選育。經(jīng)過廣泛大量的測交和品質(zhì)、抗性及其它農(nóng)藝性狀的鑒定篩選到一批品質(zhì)好，綜合性狀優(yōu)良的恢復(fù)系，對其進行產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、生育期等綜合鑒定，從中篩選綜合性狀優(yōu)良的后代材料進行小孢子培養(yǎng)和染色體加倍，以加速優(yōu)良基因的純合進程。從小孢子培養(yǎng)后代挑選優(yōu)異株系進行配合力鑒定，獲得了恢復(fù)系R1(獲得了抗病性好，配合力高的材料并定名為R1)。
4、配制雜交組合。利用聚合不育系98D與恢復(fù)系R1進行配制雜交組合獲得雜交種中油98D(98D×R1)優(yōu)勢雜交組合。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和效果1、本發(fā)明解決了雜交種多目標(biāo)性狀的聚合問題，能有利于雜交種多優(yōu)異目標(biāo)性狀的聚合。
2、本發(fā)明有效解決雜交種的重要性狀缺陷和不育系親本的重大缺陷，特別是抗病、抗倒性狀得到了明顯的改善。如利用聚合不育系98D配制的雜交組合中油98D參加2005-2006年度國家(長江中游片)區(qū)域試驗，其菌核病的發(fā)病率僅為4.1％，比對照品種中油雜2號的菌核病發(fā)病率降低了5.96％。
3、本發(fā)明有效地提高不育系及雜交種的種子生產(chǎn)產(chǎn)量，提高了雜交油菜制種的生產(chǎn)效益，增加了農(nóng)民的收入。如2006年春，利用98D與R1進行小面積的制種試驗，制種產(chǎn)量達100公斤/畝，比原不育系98A的制種產(chǎn)量提高了一倍。


圖1為油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種選育實例圖示，對中雙9號進行篩選及純合，篩選穩(wěn)定單株與98A進行雜交，形成聚合型不育系98D，然后用98D作母本與恢復(fù)系R1選配雜交組合中油98D。
圖2為油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種制種程序圖。在制種過程中，對98B及中雙9號的保持效果在各個世代進行嚴格控制，對保持后代進行育性鑒定。
圖3為油菜雜交組合中油98D盛花期圖片。雜交組合中油98D在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所試驗田中的盛花期的圖片。
圖4為油菜雜交組合中油98D大田示范種植圖片。雜交組合中油98D在湖北仙桃進行大田示范種植青莢期的圖片。
具體實施例方式
實施例1一種油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種制備步驟是1、不育系的選擇所選的不育系一般應(yīng)選擇產(chǎn)量綜合性狀較優(yōu)異的材料，只是在少量性狀包括抗病性或抗倒性以及不育系花器存在種種制約的情況。通過廣泛測交、5代回交轉(zhuǎn)育技術(shù)進行不育系及保持系的選育。
2、優(yōu)異性狀添加系選擇①優(yōu)異性狀添加系對不育系具有良好的保持能力。如通過廣泛測交，篩選至中雙9號能夠很好的保持98A的不育性，不育性好。
②相對應(yīng)于原不育系的不良改善有好的互補性。如中雙9號是高抗菌病和高抗倒伏的品種，與原不育系98A的抗病、抗倒較差具有很好的互補性。
③綜合性狀優(yōu)良。中雙9號是目前長江流域廣泛推廣種植的油菜品種。
④能有效改進原不育系的花器等不良特征。聚合不育系98D的花蕾開放，不死蕾，不閉蕾。
3、優(yōu)異性狀聚合①對選取的不育系用優(yōu)異性狀添加系進行雜交，對雜交后代進行育性觀察及優(yōu)異性狀聚合的綜合性狀改進情況。如不育系98A與添加系中雙9號進行雜交，獲得的聚合不育系98D，必須進行其育性鑒定與優(yōu)異性狀聚合的綜合性狀的比較，鑒定表明中雙9號能夠很好的保持98A的不育性，而且其抗病、抗倒性也獲得了明顯的改良。
②利用多個恢復(fù)系進行組合選配，篩選優(yōu)異雜交組合。如利用聚合不育系與R1等不同的多個恢復(fù)系進行組合選配，篩選高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、廣適性的雜交組合。
③對選配的雜交組合產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等性狀進行鑒定。如對中油98D等組合進行產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等的鑒定。
④確定優(yōu)異性狀多次聚合雜交種并完成區(qū)域試驗。如獲得的新雜交組合中油98D參加國家區(qū)域試驗，只有通過品種審定后才能大面積的推廣應(yīng)用。
⑤對優(yōu)異性狀多次聚合雜交種的保持系、優(yōu)異性狀添加系恢復(fù)系進行單株選擇、系譜篩選進行雜交種生產(chǎn)。品種通過審定后，進行大面積的雜交種中油98D(98D×中雙9號)種子的生產(chǎn)(雜交種子生產(chǎn)程序按附圖1進行)。
實施例21、不育系98A及保持系98B的選育1992年，用課題組選育的100多份雙低油菜新品系與波里馬系統(tǒng)雄性不育系進行廣泛測交，其中種植編號為“3012”的材料，能較好地保持波里馬雄性不育系。次年擴大“3012”的種植群體并選擇性狀優(yōu)異的單株回交。經(jīng)大群體5代成對選株回交，得到了群體一致，育性穩(wěn)定的雄性不育系并定名為“98A”，其保持系定名為“98B”，其綜合性狀較優(yōu)異，但抗病和抗倒性較差。如利用98A配制的雜交油菜品種中油雜9號(目前生產(chǎn)大面積推廣應(yīng)用的品種)(區(qū)域試驗代號為98-2)，其抗病和抗倒性比中雙9號差，在2003-2004年國家區(qū)域試驗(長江下游區(qū)C組)中發(fā)病率34.12％，比對照品種中油821高37.86％。
2、聚合不育系98D的獲得2002年春天，通過50次測交，篩選出了高抗病、高抗倒的中雙9號保持能力強的單株，用從中雙9號中篩選出的強保持能力的單株與98A進行測交，經(jīng)鑒定篩選出的中雙9號單株既能有效保持98A的不育性，又改進98A的不利開花習(xí)性和抗病抗性狀，從而獲得了優(yōu)異性狀聚合不育系98D(98A×中雙9號)。
3、恢復(fù)系R1選育經(jīng)過廣泛大量的測交和品質(zhì)、抗性及其它農(nóng)藝性狀的鑒定篩選到一批品質(zhì)好，綜合性狀優(yōu)良的恢復(fù)系，對其進行產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、生育期等綜合鑒定，從中篩選綜合性狀優(yōu)良的后代材料進行小孢子培養(yǎng)和染色體加倍，以加速優(yōu)良基因的純合進程。從小孢子培養(yǎng)后代挑選優(yōu)異株系進行配合力鑒定，獲得了抗病性好，配合力高的材料并定名為R1。
4、雜交組合的選配選擇20個恢復(fù)系與98D配制雜交組合，其中R1與98D選配的雜交組合中油98D產(chǎn)量及綜合性狀優(yōu)異，特別是抗病、抗倒性狀明顯改善，2005-2006年度參加國家區(qū)域試驗(長江中游區(qū)B組)，其產(chǎn)量處于B組第一位，菌核病發(fā)病率僅為4.1％，比對照品種中油雜2號降低5.96％。
5、雜交種種子生產(chǎn)按正常油菜雜交種制種要求，利用聚合不育系與恢復(fù)系R1(98D×R1)進行雜交種生產(chǎn)，其制種安全性好，制種產(chǎn)量較98A提高一倍以上。
權(quán)利要求
1.一種油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種制備方法，其步驟是A、不育系98A和保持系98B的選育，用雙低油菜品系與波里馬系統(tǒng)雄性不育系進行測交；B、通過測交，篩選出保持98A的不育性，又改進98A的不利開花習(xí)性和抗病抗倒伏性狀的中雙9號單株，配制成聚合型不育系98D/98A×中雙9號；C、恢復(fù)系的選育，經(jīng)過測交和品質(zhì)、抗性的鑒定篩選到恢復(fù)系，對其進行產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性、生育期綜合鑒定，從中篩選后代材料進行小孢子培養(yǎng)和染色體加倍，從小孢子培養(yǎng)后代挑選株系進行配合力鑒定，獲得恢復(fù)系R1；D、配制雜交組合，利用聚合不育系98D與恢復(fù)系R1進行配制雜交組合中油98D/98D×R1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油菜細胞質(zhì)雄性不育系聚合雜交種制備方法，其步驟是首先是用雙低油菜品系與波里馬系統(tǒng)雄性不育系進行測交，選育不育系98A和保持系98B；其次是通過測交，配制成聚合型不育系98D/98A×中雙9號；第三是恢復(fù)系的選育，經(jīng)過測交和品質(zhì)、抗性的鑒定篩選到恢復(fù)系，從中篩選后代材料進行小孢子培養(yǎng)和染色體加倍，從小孢子培養(yǎng)后代挑選株系進行配合力鑒定，獲得恢復(fù)系R1；第四是配制雜交組合，利用聚合不育系98D與恢復(fù)系R1進行配制雜交組合中油98D/98D×R1。本發(fā)明有效地提高了不育系及雜交種的生產(chǎn)產(chǎn)量，提高了雜交油菜制種的生產(chǎn)效益，抗病、抗倒性狀得到了明顯的改善。
文檔編號A01H1/08GK101066036SQ200710052339
公開日2007年11月7日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者王漢中, 劉貴華, 王新發(fā), 鄭元本, 楊慶, 金河成, 陳吾新 申請人:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所