專利名稱：一種高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)作物雜種優(yōu)勢利用領(lǐng)域，涉及小麥不育系的選育方法，特別是ー種高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法。
背景技術(shù)：
雜種優(yōu)勢是生物界的普遍現(xiàn)象。與水稻、玉米、油菜等相比，目前小麥的雜種優(yōu)勢利用仍處于初級階段。我國已有ー批小麥強(qiáng)優(yōu)勢組合通過了國家級或省級品種審定，其中一些組合已處于生產(chǎn)試種示范階段。利用雜種優(yōu)勢是提高小麥單產(chǎn)的重要育種途徑，雜交小麥的大面積推廣應(yīng)用對于保障我國糧食安全具有極其重要的意義。小麥雜種優(yōu)勢利用途徑主要有細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)三系法、化學(xué)殺雄法和光溫 敏不育兩系法。小麥CMS三系法受“恢保關(guān)系”的嚴(yán)格限制，組合選配有很大的局限性，再加上繁制種成本高和不育系保純困難等原因，制約了三系雜交小麥應(yīng)用規(guī)模的進(jìn)ー步擴(kuò)大?；瘜W(xué)殺雄法具有育種過程簡單、操作方便、易選配出強(qiáng)優(yōu)勢組合等優(yōu)點。小麥化學(xué)殺雄法制種的關(guān)鍵主要在于篩選殺雄效果理想而穩(wěn)定、對環(huán)境友好、且價格低廉的化學(xué)雜交劑(CHA)。小麥光溫敏不育兩系法是通過選育具有光溫敏育性轉(zhuǎn)換特性的雄性不育系，通過播期的合理安排，在表現(xiàn)完全雄性不育時進(jìn)行雜交種生產(chǎn)，在表現(xiàn)可育時可以自交繁殖不育系。與CMS三系法相比，光溫敏不育兩系法具有制種程序簡便、恢復(fù)源廣、易選配出強(qiáng)優(yōu)勢組合、種子生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。近年來，隨著ー批小麥光溫敏不育系的選育成功，光溫敏兩系法逐漸成為雜交小麥研究的熱點。小麥光溫敏不育系是兩系法雜交小麥研究的基礎(chǔ)。Saskuma等(1979)報道具D2型細(xì)胞質(zhì)的普通小麥Norin26核代換系具有在長日照下雄性不育、短日照下可育的特性，由于需要15h以上長日照才能表現(xiàn)完全不育，應(yīng)用范圍受到很大限制。此后，我國小麥科研人員相繼育成 KM 型、ES 系列、C49S、C86S、BS20、K78S、A3314、周 13S-1、C412S、BS210、BNS等ー批普通小麥光溫敏不育系，為兩系雜交小麥研究奠定了基礎(chǔ)。但經(jīng)過分析不難發(fā)現(xiàn)，這些小麥光溫敏不育系幾乎都屬于低溫不育型或短日低溫不育型，而且大部分不育系育性轉(zhuǎn)換的臨界溫度較低，不育系在秋播條件下制種時，成穗晚的小分蘗受較高溫度的影響容易發(fā)生自交結(jié)實現(xiàn)象，降低了兩系雜交小麥的制種純度，進(jìn)而影響了雜種優(yōu)勢的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法。該方法選育的小麥光溫敏核不育系在黃淮麥區(qū)秋播可以自交繁殖不育系種子，春播不育條件下可以生產(chǎn)兩系小麥雜交種。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案采用了 ー種高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，包括以下步驟(I)利用不育基因供體，與優(yōu)良小麥品種或育種材料進(jìn)行單交、復(fù)合雜交或隔代回交，F(xiàn)1自交得到F2 ；
(2)在黃淮麥區(qū)自然條件下秋播F2分離群體，抽穗后選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的半可育株套袋2穗自交，同時從基部2 3節(jié)間剪去其余穗子，施肥灌水促進(jìn)分蘗再生，選留再生分蘗完全不育而正季分蘗自交結(jié)實率大于40 %的單株，得F3 ；(3)將得到的F3繼續(xù)秋播，抽穗后進(jìn)行套袋、剪穂、選留單株，得F4 ；(4)將得到的F4種子分成兩份，ー份10月秋播、ー份次年2月春播，抽穗后套袋自交，表現(xiàn)秋播可育、春播不育株率為100%的株系即為新選育的高溫不育型小麥光溫敏核不育系。所述的不育基因供體為高溫不育型小麥光溫敏核不育材料291S。所述的不育基因供體為高溫不育型小麥光溫敏核不育材料291S的選育過程為對普通小麥品系西農(nóng)291中的自然雄性不育突變株套袋自交，發(fā)現(xiàn)大分蘗有部分結(jié)實現(xiàn)象，而遲發(fā)小分蘗幾乎不結(jié)種子，因此將其自交種子當(dāng)年秋播，按權(quán)利要求2之步驟(2)所 述的方法選留單株，將得到的單株種子按權(quán)利要求2之步驟(4)所述的方法選留株系，選育出表現(xiàn)秋播可育、春播不育的高溫不育型小麥光溫敏核不育系，命名為291S。步驟(I)中的優(yōu)良小麥品種或育種材料為以周麥18、矮抗58、偃展4110和科大509為代表的小麥品種或品系。步驟(2)所述的農(nóng)藝性狀優(yōu)良的半可育株應(yīng)符合矮桿大穗、分蘗力強(qiáng)、株型緊湊，豐產(chǎn)性好的標(biāo)準(zhǔn)。步驟(3)在抽穗后需要進(jìn)行選株，選株符合育種目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)為矮桿大穗、分蘗力強(qiáng)、株型緊湊，豐產(chǎn)性好。選育的高溫不育型小麥光溫敏核不育系一系兩用，即在黃淮麥區(qū)秋播低溫條件下進(jìn)行不育系自交繁殖，在春播高溫條件下與恢復(fù)系雜交用于培育兩系雜交小麥品種。研究表明，本發(fā)明采用的不育基因供體291S在黃淮麥區(qū)秋播低溫條件下表現(xiàn)可育、春播高溫條件下幾乎完全不育，其育性轉(zhuǎn)換特性能夠穩(wěn)定遺傳；291S與普通小麥品種的正、反交F2育性均發(fā)生分離，其不育性主要受I 2對隱性主效核基因控制，遺傳行為簡單，易于雜交轉(zhuǎn)育更多優(yōu)良的高溫不育型小麥光溫敏核不育系；291S的不育性易于恢復(fù)，大部分常規(guī)小麥品種可以恢復(fù)其育性，大大擴(kuò)展了恢復(fù)系的可利用范圍。291S類型的小麥光溫敏不育系在小麥雜種優(yōu)勢利用方面有著良好的應(yīng)用前景。采用本發(fā)明的方法獲得的高溫不育型小麥光溫敏不育系具有以下優(yōu)點和效果
(I)不育性主要受I 2對隱性主效核基因控制，遺傳行為比較簡單，因此本發(fā)明方法選育的小麥光溫敏不育系穩(wěn)定較快，容易選育出高配合力的優(yōu)良不育系。(2)本發(fā)明選育的小麥光溫敏不育系，屬于核不育類型，與細(xì)胞質(zhì)雄性不育相比，具有不受恢保關(guān)系制約、恢復(fù)源廣泛和組配自由等優(yōu)點，可以直接應(yīng)用常規(guī)小麥育種的最新成果，達(dá)到兩系雜交小麥“水漲船高”的目的。(3)本發(fā)明選育的小麥光溫敏核不育系在秋播低溫條件下可進(jìn)行不育系自交繁殖，在春播高溫度條件下表現(xiàn)幾乎完全不育，可以配制小麥雜交種，簡化小麥雜交制種程序,降低種子生產(chǎn)成本。


圖I為采用單交或復(fù)交方式選育高溫不育型小麥光溫敏不育系的育種程序示意圖2為采用隔代回交方式選育高溫不育型小麥光溫敏不育系的育種程序示意圖。
具體實施例方式利用發(fā)現(xiàn)的ー個高溫不育型小麥光溫敏核不育系291S與其他小麥優(yōu)良品種或育種材料進(jìn)行單交、復(fù)合雜交或隔代回交，在黃淮麥區(qū)自然低溫、高溫條件下對雜交后代進(jìn)行育性連續(xù)鑒定和選擇，選育新的高溫不育型小麥光溫敏核不育系。實施例I本實施例是采用單交方式選育高溫不育型小麥光溫敏核不育系(I)以291S為不育基因供體，品種科大509為父本，雜交得到F1 ；(2)F1夏播加代，得到F2 ;
(3)秋播匕分離群體，抽穗后選擇性狀優(yōu)良的半不育株，每株套袋2穂，同時從基部2 3節(jié)間剪去其余穗子，施肥灌水促進(jìn)分蘗再生，選留再生分蘗完全不育而正季分蘗自交結(jié)實率大于40%的單株；(4)秋播F3，淘汰不良株行，從優(yōu)良株行中選擇優(yōu)良單株，每株套袋、剪穗、按照上述標(biāo)準(zhǔn)選留單株；(5)將匕種子分成兩份，一份秋播、一份春播，抽穗后套袋自交，調(diào)查每個株系的育性表現(xiàn)，選留秋播可育、春播不育株率為100%的株系，最后得到2個新的高溫不育型小麥光溫敏核不育系。實施例2本實施例是采用復(fù)交方式選育高溫不育型小麥光溫敏核不育系(I)以291S為不育基因供體，品種偃展4110為父本，雜交得到F1 ；(2) F1夏播，以品種矮抗58做母本與其雜交得到三交F1 ；(3)秋播三交F1，選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的單株，混收自交種子；(4)秋播匕分離群體，抽穗后選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的半不育株，每株套袋2穂，同時從基部2 3節(jié)間剪去其余穗子，施肥灌水促進(jìn)分蘗再生，選留再生分蘗完全不育而正季分蘗自交結(jié)實率大于40 %的單株；(5)秋播F3，淘汰不良株行，從優(yōu)良株行中選擇優(yōu)良單株，中選單株套袋、剪穗、按照上述標(biāo)準(zhǔn)選留單株；(6)將匕種子分成兩份，一份秋播、一份春播，抽穗后套袋自交，調(diào)查每個株系的育性表現(xiàn)，選留秋播可育、春播不育株率為100%的株系，最后得到5個新的高溫不育型小麥光溫敏核不育系。實施例3本實施例是采用隔代回交方式選育高溫不育型小麥光溫敏核不育系(I)以291S為不育基因供體，品種偃展4110為父本，雜交得到F1 ；(2) F1夏播加代得到F2 ;(3)次年春播F2分離群體，選擇性狀傾向偃展4110的高度不育株回交得到BC1F1 ；(4) BC1F1夏播加代，混收自交種子；(5)秋播BC1F2分離群體，抽穗后選擇性狀傾向偃展4110的半不育株，每株套袋2穂，同時從基部2 3節(jié)間剪去其余穗子，施肥灌水促進(jìn)分蘗再生，選留再生分蘗完全不育而正季分蘗自交結(jié)實率大于40 %的單株；(6)秋播BC1F3，抽穗后選擇性狀整齊一致且傾向偃展4110的株行，每株套袋、剪穗、按照上述標(biāo)準(zhǔn)選留單株；(7)將BC1F4種子分成兩份，一份秋播、ー份春播，抽穗后套袋自交，選留秋播可育、春播不育株率為100%的株系，最后得 到高溫不育型小麥光溫敏核不育系偃展4110S。
權(quán)利要求
1.一種高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于包括以下步驟利用不育基因供體，與其他優(yōu)良小麥品種進(jìn)行單交、復(fù)合雜交或隔代回交，在黃淮麥區(qū)自然低溫、高溫條件下對雜交后代進(jìn)行育性連續(xù)鑒定和選擇，選育新的高溫不育型小麥光溫敏核不育系。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于包括以下步驟 (1)利用不育基因供體，與優(yōu)良小麥品種或育種材料進(jìn)行單交、復(fù)合雜交或隔代回交，F(xiàn)1自交得到F2 ； (2)秋播F2分離群體，抽穗后選擇農(nóng)藝性狀優(yōu)良的半可育株套袋2穗自交，同時從基部2 3節(jié)間剪去其余穗子，施肥灌水促進(jìn)分蘗再生，選留再生分蘗完全不育而正季分蘗自交結(jié)實率大于40%的單株，得F3 ； (3)將得到的F3繼續(xù)秋播，抽穗后進(jìn)行套袋、剪穗、選留單株，得F4； (4)將得到的F4種子分成兩份，一份10月秋播、一份次年2月春播，抽穗后套袋自交，表現(xiàn)秋播可育、春播不育株率為100%的株系即為新選育的高溫不育型小麥光溫敏核不育系O
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于所述的不育基因供體為高溫不育型小麥光溫敏核不育材料291S。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于所述的不育基因供體為高溫不育型小麥光溫敏核不育材料291S的選育過程為對普通小麥品系西農(nóng)291中的自然雄性不育突變株套袋自交，發(fā)現(xiàn)大分蘗有部分結(jié)實現(xiàn)象，而遲發(fā)小分蘗幾乎不結(jié)種子，因此將其自交種子當(dāng)年秋播，選留單株，將得到的單株種子經(jīng)過選留株系，選育出表現(xiàn)秋播可育、春播不育的高溫不育型小麥光溫敏核不育系，命名為291S。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于步驟(I)中的優(yōu)良小麥品種或育種材料為以周麥18、矮抗58、偃展4110和科大509為代表的小麥品種或品系。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于步驟(2)所述的農(nóng)藝性狀優(yōu)良的半可育株應(yīng)符合矮桿大穗、分蘗力強(qiáng)、株型緊湊，豐產(chǎn)性好的標(biāo)準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于步驟(3)在抽穗后需要進(jìn)行選株，選株符合育種目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)為矮桿大穗、分蘗力強(qiáng)、株型緊湊，豐產(chǎn)性好。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，其特征在于選育的高溫不育型小麥光溫敏核不育系一系兩用，即在黃淮麥區(qū)秋播低溫條件下進(jìn)行不育系自交繁殖，在春播高溫條件下與恢復(fù)系雜交用于培育兩系雜交小麥品種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫不育型小麥光溫敏核不育系的選育方法，該方法是利用高溫不育型小麥光溫敏核不育材料291S作為不育基因供體，與其他優(yōu)良小麥品種進(jìn)行單交、復(fù)合雜交或隔代回交，在黃淮麥區(qū)自然低溫、高溫條件下對雜交后代進(jìn)行育性連續(xù)鑒定和選擇，選育新的高溫不育型小麥光溫敏核不育系。本發(fā)明選育的小麥光溫敏不育系屬于核不育類型，具有不受恢保關(guān)系制約、恢復(fù)源廣泛和易選配強(qiáng)優(yōu)勢組合等優(yōu)點；其育性轉(zhuǎn)換明顯，具有低溫可育、高溫不育的特點，可以用于培育兩系雜交小麥品種，簡化小麥雜交制種程序，降低種子生產(chǎn)成本。
文檔編號A01H1/04GK102668969SQ20121001149
公開日2012年9月19日 申請日期2012年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月15日
發(fā)明者王黎明, 董普輝, 袁建國, 韓贊平, 高雙成 申請人:河南科技大學(xué)