本發(fā)明屬于油菜育種技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于化學(xué)誘導(dǎo)雄性核不育系的甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系群體改良方法。

背景技術(shù)：

油菜是世界上重要的油料作物之一，國(guó)內(nèi)外大量研究表明，油菜品種間雜種優(yōu)勢(shì)顯著，而雄性不育是油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用的重要途徑之一，目前主要采用波里馬和蘿卜質(zhì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系實(shí)現(xiàn)油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用?；謴?fù)系選育是成功應(yīng)用這兩類不育系的基礎(chǔ)，現(xiàn)有的恢復(fù)系選育方法主要有回交轉(zhuǎn)育和輪回選擇。

例如，中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1466870A公開(kāi)了一種選育黃籽高含油量油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系的方法，該方法通過(guò)采用不同來(lái)源的黃籽油菜與已建立的細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系輪回選擇群體的細(xì)胞核雄性不育株雜交，能夠從雜交后代中分離出符合育種目標(biāo)的黃籽高含油量油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系。其中，關(guān)于油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系輪回選擇群體的建立方法在“甘藍(lán)型油菜波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系輪回選擇群體的建立”(楊光圣等，《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》，第15卷第4期第316-321頁(yè))一文中有詳細(xì)報(bào)道。簡(jiǎn)言之，上述輪回選擇群體是以現(xiàn)有恢復(fù)系為基礎(chǔ)材料，通過(guò)先將顯性核不育基因?qū)氩ɡ锺R細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系中以得到具有波里馬細(xì)胞質(zhì)的顯性核不育株，再將該不育株與波里馬細(xì)胞質(zhì)恢復(fù)系進(jìn)行4代回交而創(chuàng)建的。

雖然上述技術(shù)能夠選育出黃籽高含油量油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系，但由于在創(chuàng)建基礎(chǔ)輪回選擇群體時(shí)為了引進(jìn)顯性核不育基因，需要將親本材料與核不育材料連續(xù)回交多代以提高基礎(chǔ)群體中供體親本的基因比例，輪回選擇過(guò)程中，在開(kāi)花期需要對(duì)不育株進(jìn)行特別標(biāo)記，導(dǎo)致輪回選擇群體的創(chuàng)建及輪選過(guò)程耗時(shí)又費(fèi)力；在創(chuàng)建基礎(chǔ)群體時(shí)只能選用已經(jīng)轉(zhuǎn)育好的恢復(fù)系，從而造成材料的遺傳基礎(chǔ)較窄，對(duì)于新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)異種質(zhì)需要再經(jīng)過(guò)多年的雜交回交轉(zhuǎn)育成恢復(fù)系后才能應(yīng)用到輪回選擇中；除此之外，恢復(fù)基因比例相對(duì)不高，在后代選育中會(huì)分離出一些沒(méi)有價(jià)值的不育單株，浪費(fèi)育種資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有的油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系選育方法所存在的基礎(chǔ)材料遺傳單一、基礎(chǔ)群體創(chuàng)建耗時(shí)費(fèi)力、輪選群體創(chuàng)建期內(nèi)基因重組不充分等缺點(diǎn)，進(jìn)而提供一種省時(shí)省力、材料遺傳基礎(chǔ)廣泛、群體中恢復(fù)基因比例穩(wěn)定在100％的甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系群體改良方法。

為此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為：

一種甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系群體改良方法，包括如下步驟：

(1)以油菜恢復(fù)系材料為母本，分別與多個(gè)自交系材料雜交，雜交一代選可育株作母本再與各自的父本回交，各回交一代單獨(dú)收獲種子；

(2)每個(gè)回交組合播種五行，選20株未發(fā)病單株套袋自交，分單株收獲并保存自交一代，每個(gè)自交一代種子播種兩行，開(kāi)花期觀察育性，選擇全部單株可育對(duì)應(yīng)的自交一代，每個(gè)回交組合選擇5個(gè)自交一代單株并取等量種子混合構(gòu)成S₀群體；

(3)將所述S₀群體分為母本和父本并于隔離條件下播種，當(dāng)所述S₀群體中的母本出現(xiàn)花蕾大于2mm的單株時(shí)對(duì)母本噴施化學(xué)誘導(dǎo)劑，每隔10天噴施一次，一共噴施三次；待母本成熟后收獲N1株未發(fā)病的單株的種子，并對(duì)所述種子的待改良性狀進(jìn)行分析鑒定，篩選出排名前5％的單株，每個(gè)所述單株種子取等量混合后構(gòu)成S₁群體；

(4)按照步驟(3)的方法對(duì)S₁群體進(jìn)行至少6次輪回選擇，最終篩選出的目標(biāo)單株依據(jù)每個(gè)目標(biāo)單株種五行的方式進(jìn)行田間種植，選擇各株系中的未發(fā)病單株做小孢子培養(yǎng)，每個(gè)株系獲得N2個(gè)DH單株，所述DH單株即為油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系。

優(yōu)選地，步驟(1)中的油菜恢復(fù)系材料為波里馬或蘿卜質(zhì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育。

優(yōu)選地，步驟(1)中的油菜自交系材料與所述油菜恢復(fù)系材料屬于同一雜種優(yōu)勢(shì)群，包含有待改良性狀的優(yōu)異基因。

優(yōu)選地，N1≥1000；N2≥500。

優(yōu)選地，步驟(3)采用直行條播的方式播種所述S₀群體，并確保母本與父本的行比為3:1。

優(yōu)選地，步驟(3)在多個(gè)隔離區(qū)播種S₀群體以同時(shí)進(jìn)行輪回選擇。

優(yōu)選地，所述待改良性狀包括但不局限于抗病性、含油量、油酸含量、芥酸含量、硫苷含量、黃籽。

進(jìn)一步地，將所述油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系與一系列油菜細(xì)胞質(zhì)不育系雜交，根據(jù)雜交后代的產(chǎn)量選育出比“中油雜12號(hào)”增產(chǎn)5％以上的強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種的改良恢復(fù)系。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系群體改良方法，通過(guò)以油菜恢復(fù)系材料為母本，將其分別與多個(gè)自交系材料雜交，雜交一代選擇可育株作母本再與各自的父本回交，而后再自交一代，通過(guò)鑒定選擇恢復(fù)基因位點(diǎn)純合的自交一代單株，每個(gè)回交組合選擇5個(gè)自交一代單株并取等量種子混合構(gòu)成S₀群體，再將S₀群體進(jìn)一步分為母本和父本并播種，對(duì)母本噴施化學(xué)誘導(dǎo)劑，群體內(nèi)自由授粉，收獲化學(xué)誘導(dǎo)不育株種子構(gòu)成輪回選擇群體S₁，而后再對(duì)S₁群體進(jìn)行至少6次輪回選擇，最終篩選出的目標(biāo)單株經(jīng)田間種植和小孢子培養(yǎng)后得到的DH單株即為油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系。由此可見(jiàn)，本發(fā)明所述的方法在利用輪回選擇選育恢復(fù)系的過(guò)程中首創(chuàng)性地采用化學(xué)誘導(dǎo)的方法獲得不育株，由此只需回交一代并自交一代便可建立起輪選基礎(chǔ)群體，與現(xiàn)有技術(shù)需要回交4代相比省時(shí)又省力。并且本發(fā)明在創(chuàng)建輪選基礎(chǔ)群體時(shí)可以使用油菜自交系材料中的任一品種，而不必是轉(zhuǎn)育得到的恢復(fù)系，從而可拓寬本發(fā)明最終恢復(fù)系的遺傳基礎(chǔ)，特別對(duì)于新發(fā)現(xiàn)的優(yōu)異種質(zhì)而言能夠節(jié)省至少5季的雜交回交轉(zhuǎn)育時(shí)間。更重要的是，本發(fā)明采用化學(xué)誘導(dǎo)不育株進(jìn)行輪回選擇的過(guò)程中恢復(fù)基因比例穩(wěn)定在100％，為純合型恢復(fù)系，因此根據(jù)本發(fā)明所述的方法能夠更快地選育出油菜強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種的改良恢復(fù)系。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系群體改良方法，包括如下步驟：

(1)S₀群體的構(gòu)建

選擇與油菜恢復(fù)系材料波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育屬于同一雜種優(yōu)勢(shì)群、包含有油酸優(yōu)異基因、遺傳基礎(chǔ)相對(duì)寬泛、一般配合力高、在主要經(jīng)濟(jì)性狀和抗病性上沒(méi)有明顯缺陷且油酸含量在75％以上的20個(gè)油菜自交系材料，以上述油菜自交系材料為父本、以波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系(其油酸含量為65％)為母本進(jìn)行雜交，雜交一代選擇可育株作母本再與各自的父本回交，各回交一代單獨(dú)收獲種子；

每個(gè)回交組合播種五行，選20株未發(fā)病單株套袋自交，分單株收獲并保存自交一代，每個(gè)自交一代種子播種兩行，開(kāi)花期觀察育性，選擇全部單株可育對(duì)應(yīng)的自交一代，每個(gè)回交組合選擇5個(gè)自交一代單株并取等量種子混合構(gòu)成S₀群體；

(2)輪回選擇的開(kāi)展

為了實(shí)現(xiàn)品種廣適性的鑒定，在多點(diǎn)隔離網(wǎng)室中同時(shí)開(kāi)展輪回選擇，田間種植管理按當(dāng)?shù)亓?xí)慣方法進(jìn)行。

為方便化學(xué)誘導(dǎo)劑的噴施，直行條播，母本行與父本行之比為3:1，父本及母本的行距均為30cm，相鄰的父本行與母本行之間的距離為45cm；選用甘藍(lán)型油菜化學(xué)誘導(dǎo)劑，按照使用說(shuō)明配制合適的濃度，當(dāng)母本出現(xiàn)花蕾大于2mm的單株時(shí)對(duì)母本噴施化學(xué)誘導(dǎo)劑，每隔10天噴1次，共噴3次，以誘導(dǎo)獲得全不育系；在母本初花期向隔離網(wǎng)室中放入孵化的壁蜂保證不育株充分授粉，待成熟后收獲1000株經(jīng)濟(jì)性狀好且未發(fā)病的單株的種子，并對(duì)其油酸含量進(jìn)行分析鑒定，每個(gè)點(diǎn)的隔離網(wǎng)室均篩選出排名前5％的單株，每個(gè)所述單株種子取等量混合后構(gòu)成S₁群體，而后按照上述方法對(duì)S₁群體進(jìn)行6次輪回選擇，最終篩選出目標(biāo)單株。

(3)目標(biāo)單株的純化

依據(jù)每個(gè)目標(biāo)單株種五行的方式于田間株行種植上述目標(biāo)單株，選擇各株行中的優(yōu)良單株做小孢子培養(yǎng)，每個(gè)株系獲得500個(gè)DH單株，即為油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例獲得的油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系單株的種子中的油酸含量可達(dá)75％以上，恢復(fù)基因比例為100％。

進(jìn)而將上述油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系與一系列高油酸波里馬細(xì)胞質(zhì)不育系雜交，根據(jù)雜交后代的產(chǎn)量選育出比對(duì)照“中油雜12號(hào)”增產(chǎn)5％以上的高油酸甘藍(lán)型油菜強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種的改良恢復(fù)系。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供的甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系群體改良方法，包括如下步驟：

(1)S₀群體的構(gòu)建

選擇與油菜恢復(fù)系材料蘿卜質(zhì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育屬于同一雜種優(yōu)勢(shì)群、包含有油含量的優(yōu)異基因、遺傳基礎(chǔ)相對(duì)寬泛、一般配合力高、在主要經(jīng)濟(jì)性狀和抗病性上沒(méi)有明顯缺陷且含油量大于48％的30個(gè)油菜自交系材料，以上述油菜自交系材料為父本、以蘿卜質(zhì)細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系(其含油量為42％)為母本進(jìn)行雜交，雜交一代選可育株作母本再與各自的父本回交，各回交一代單獨(dú)收獲種子；

每個(gè)回交組合播種五行，選20株未發(fā)病單株套袋自交，分單株收獲并保存自交一代，每個(gè)自交一代種子播種兩行，開(kāi)花期觀察育性，選擇全部單株可育對(duì)應(yīng)的自交一代，每個(gè)回交組合選擇5個(gè)自交一代單株并取等量種子混合構(gòu)成S₀群體。

(2)輪回選擇的開(kāi)展

在隔離區(qū)內(nèi)開(kāi)展輪回選擇，田間種植管理按當(dāng)?shù)亓?xí)慣方法進(jìn)行。

為方便化學(xué)誘導(dǎo)劑的噴施，直行條播，母本行與父本行之比為3:2，父本及母本的行距均為30cm，相鄰的父本行與母本行之間的距離為45cm；選用甘藍(lán)型油菜化學(xué)誘導(dǎo)劑，按照使用說(shuō)明配制合適的濃度，當(dāng)母本出現(xiàn)花蕾大于2mm的單株時(shí)對(duì)母本噴施化學(xué)誘導(dǎo)劑，每隔10天噴1次，共噴3次，以誘導(dǎo)獲得全不育系；待成熟后收獲1500株經(jīng)濟(jì)性狀好且未發(fā)病的單株的種子，并對(duì)其抗病性進(jìn)行分析鑒定，篩選出排名前5％的單株，每個(gè)所述單株種子取等量混合后構(gòu)成S₁群體，而后按照上述方法對(duì)S₁群體進(jìn)行9次輪回選擇，最終篩選出目標(biāo)單株。

(3)目標(biāo)單株的純化

依據(jù)每個(gè)目標(biāo)單株種五行的方式于田間株行種植上述目標(biāo)單株，選擇各株行中的優(yōu)良單株做小孢子培養(yǎng)，每個(gè)株系獲得750個(gè)DH單株，即為油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系。經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例獲得的油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系單株的種子的含油量為48％以上，恢復(fù)基因比例為100％。

進(jìn)而將上述油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系與一系列高含油量蘿卜質(zhì)細(xì)胞質(zhì)不育系雜交，根據(jù)雜交后代的產(chǎn)量選育出比對(duì)照“中油雜12號(hào)”增產(chǎn)5％以上的甘藍(lán)型油菜高含油量強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種的改良恢復(fù)系。

對(duì)比例1

本對(duì)比例提供的甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系群體改良方法基本與實(shí)施例1一致，但不同之處在于采用“甘藍(lán)型油菜波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系輪回選擇群體的建立”(楊光圣等，《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》，第15卷第4期第316-321頁(yè))一文中的方法建立油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育恢復(fù)系輪回選擇群體。

經(jīng)測(cè)試，本對(duì)比例獲得的油菜細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系單株的種子中的油酸含量為75％，恢復(fù)基因的比例為96.875％。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。