一種小麥溫光敏型不育系轉(zhuǎn)育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種小麥溫光敏型不育系轉(zhuǎn)育方法，屬于育種領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 小麥?zhǔn)鞘澜缟喜シN面積最大的糧食作物之一。在我國，小麥?zhǔn)莾H次于水稻的第二 大糧食作物。其生產(chǎn)狀況對我國國民經(jīng)濟(jì)具有舉足輕重的作用。隨著小麥雜種優(yōu)勢研究的 不斷深入小麥雜交育種工作也取得豐碩的成果。小麥雜交育種工作最早起源于20世紀(jì)50 年代，首先由日本人Kihara發(fā)現(xiàn)的小麥雄性不育材料。而我國小麥雜交育種也由核質(zhì)互作 不育系研究一一化學(xué)殺雄劑一一光溫敏雄性不育系的研究。1992年湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)和重慶糧 食作物研究所率先發(fā)現(xiàn)了小麥光溫敏雄性不育材料，其在我國小麥的主產(chǎn)區(qū)黃淮冬麥區(qū)秋 播實(shí)驗不表現(xiàn)完全雄性不育，其原因是這兩類不育系是在中國長江流域選育的，育性轉(zhuǎn)換 溫度分別為10~11°C、13~14°C，不能在黃淮麥區(qū)孕穗期平均氣溫14~16°C條件下表達(dá) 雄性不育。溫光敏小麥不育系的雄性育性與溫、光等生態(tài)條件緊密相關(guān)，因此，又稱之為生 態(tài)雄性不育。目前，以小麥光溫敏雄性不育為基礎(chǔ)的雜交小麥在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中也有一定 的面積，主要分布于黃淮地區(qū)、長江中上游地區(qū)和云南等地。以C49S-87和K78S組配的云 雜3號和云雜5號、6號在云南通過審定，在生產(chǎn)中得到大面積的生產(chǎn)應(yīng)用。自2007年，江 蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所陸續(xù)從云南省農(nóng)科院糧食所引進(jìn)K78S和K456S等不育系 親本材料，經(jīng)引種和播期試驗發(fā)現(xiàn)，由于地域環(huán)境條件和材料自身白皮的原因，不育系材料 穗發(fā)芽抗性和赤霉病抗性在本地區(qū)種植表現(xiàn)較差，導(dǎo)致不育系材料在引種新地域不能正常 直接使用，需要針對不育系親本株高、抗性等方面做進(jìn)一步的改良。
[0003] 純系和分離世代群體在植物育種和生物學(xué)研究中是重要的項目，在同一基因型在 不同時間、地點(diǎn)和生態(tài)環(huán)境下的大量重復(fù)試驗中，純系準(zhǔn)確創(chuàng)造了一定數(shù)量性狀上的表現(xiàn) 型。獲得純系和分離群體需要自花授粉若干代。顯然，在育種和生物學(xué)研究中，獲得分離群 體和純系所需要的時間是決定相關(guān)過程的關(guān)鍵因素。因此，植物生物學(xué)家和育種一直在尋 找可以加速獲得這種材料的方法。利用不同煒度和海拔或者反季節(jié)獲得二代小麥的方法， 每年小麥只能獲得2-3代。依靠基因型和環(huán)境條件，開花期到成熟，小麥和大麥籽粒需要花 費(fèi)40多天。隨著生理成熟，即使在最佳條件下，某些基因型的種子仍然不能直接萌發(fā)。這 些種子具有初級休眠，需要經(jīng)過后熟才能萌發(fā)。這種收獲后的休眠現(xiàn)象是一種機(jī)械式的自 我保護(hù)，防止植物種子在一年中的不正確的時間內(nèi)發(fā)芽，這嚴(yán)重延遲了獲得下一代種子的 過程。
[0004] 胚胎培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)用于獲得加倍單倍體和客服遠(yuǎn)緣自交不親和，搶救致死突變 體，促進(jìn)胚胎發(fā)育和純合突變植物恢復(fù)完成，或雜種遠(yuǎn)緣雜交、基因轉(zhuǎn)移栽培種或野生種。 早期研究報告表明，2周齡的小麥籽粒胚胎具有發(fā)育成為可育株的潛力，顯然通過嫩胚胎繁 殖植株具有依靠避免種子籽粒成熟或者后熟休眠來大大縮短谷物材料繁殖循環(huán)的時間過 程的潛力，但是還沒有現(xiàn)有技術(shù)對其進(jìn)行報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種小麥溫光敏型不育系轉(zhuǎn)育方法，能夠選育 出新的矮桿紅皮赤霉病抗性好的溫光敏不育系材料，通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可以大大減少純 合的時間，縮短育種年限。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是：
[0007] -種小麥溫光敏型不育系轉(zhuǎn)育方法，包括如下步驟：
[0008] (1)以不育系親本材料K78S作為母本，鎮(zhèn)09196作為父本，兩者進(jìn)行有性雜交，并 以鎮(zhèn)09196作為輪回親本，進(jìn)行5輪選育；
[0009] (2)對F5代進(jìn)行播期鑒定，分別于10月20日一 12月20日每隔5天進(jìn)行播期試 驗，種成穗行，行長1. 5m，行距8寸，花期套袋，根據(jù)花藥吐絲和穎殼開張程度與鏡檢情況和 收獲調(diào)查籽粒結(jié)實(shí)情況，篩選不育系，測定新材料的不育區(qū)間和恢復(fù)區(qū)間；
[0010] (3)嚴(yán)格篩選，選育出紅皮、矮桿、赤霉病抗性強(qiáng)的G30、G31、G32不育系兩系材料； 所述的G30、G31、G32不育系兩系材料整個生育期歷經(jīng)的溫度范圍為：-6°C-32°C。冬季溫 度不宜過低，過低易造成凍害，下限_6°C，收獲時溫度最高30多度；
[0011] (4)不育系提純復(fù)壯：將篩選出來的G30、G31、G32不育系親本材料于11月5日播 種，種成穗行，行長1. 5m，行距8寸，花期根據(jù)花藥吐絲和穎殼開張程度與鏡檢情況，拔除不 育度差的麥株，剩余材料于5月1日前，割除主莖穗，并每行施尿素50~100g，促進(jìn)次分蘗 或幼穗開花結(jié)實(shí)，留取種子擴(kuò)繁。
[0012] 本發(fā)明選育出來的G30、G31、G32不育系兩系材料適合在長江中下游地區(qū)生長。
[0013] 并且為了加速不育系純合的過程，還可以對步驟（4)將篩選出來的G30、G31、G32 不育系親本材料進(jìn)行組織培養(yǎng)至純合后，再進(jìn)行育性鑒定，每年能夠繁殖7代左右，通過大 幅縮短獲得分離群體和純系的時間，從而這樣可以大大縮短育種年限，所述的組織培養(yǎng)過 程具體如下：
[0014] 將灌漿12天小麥種子，在水中預(yù)浸24小時，用1%次氯酸溶液消毒10分鐘，消毒 后籽粒在無菌條件下用蒸餾水漂洗三次，放置在含有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿里，將培養(yǎng)皿在室內(nèi) 放置，溫度為20-22°C，無任何額外的照明，經(jīng)20-72小時，胚胎開始萌發(fā)，培養(yǎng)皿轉(zhuǎn)移到培 養(yǎng)器中，用熒光燈照射16個小時，白天25°C，晚上22°C，當(dāng)幼苗到長出1.5-2厘米的胚芽 鞘，幼苗轉(zhuǎn)放入56格kwikpot托盤或30格kwikpot托盤中，將托盤放入環(huán)境可控的設(shè)備中， 對其設(shè)置白天溫度25 ± 1 °C，晚上溫度22 ± 1 °C，白天相對濕度65 %，晚上相對濕度85 %，在 5001x光強(qiáng)下照射16小時，在植物生長過程中通過水分調(diào)節(jié)生長，只有在枯萎的時候才進(jìn) 行澆灌。
[0015] 其中，本發(fā)明所采用的養(yǎng)基的配制方法為：將100ml冷凍的嫩椰子汁、3gMS培養(yǎng) 基、l〇g蔗糖和2mlMS維生素原液混合均勻，用lmol/L的K0H調(diào)節(jié)其PH為5. 8,然后加入植 物凝膠5. 2g/L，最后加水至1L蓋上蓋子，蓋子放上面不要擰緊，放入高壓鍋消毒20分鐘，1L 培養(yǎng)基制成30個直徑9cm的培養(yǎng)皿，每個培養(yǎng)皿放20-30個胚胎。
[0016] 本發(fā)明所采用的MS維生素原液的配制方法為：將20mg鹽酸硫胺素、100mg鹽酸吡 多醇、100mg煙酸、400mg甘氨酸、和20g肌醇，用水溶解配成200ml溶液，-20°C存儲。
[0017] 優(yōu)選地，所述的56格kwikpot托盤或30格kwikpot托盤中，含有50%的沙子和 50 %的泥炭。
[0018] 本發(fā)明所采用的K78S由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所提供，一般在云南本 地6月份種植，自交結(jié)實(shí)。本材料白皮、春性較強(qiáng)，現(xiàn)已組配云雜5號、云雜6號并已經(jīng)通過 云南省作物品種委員會審定，在生產(chǎn)中得到大面積的應(yīng)用。所采用的鎮(zhèn)09196為經(jīng)引自美 國的紅皮、矮桿（株高55cm左右）、分蘗力強(qiáng)、穗大、綜合抗性好的F238 (由江蘇丘陵地區(qū)鎮(zhèn) 江農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所的陳愛大同志于2010年1月份在美國賓夕法尼亞州采集得到的材料） 材料經(jīng)過系統(tǒng)選育（根據(jù)育種目標(biāo)，從現(xiàn)有品種的自然變異中，選出優(yōu)良變異個體，分別種 植，每一個體形成一個系統(tǒng)，經(jīng)連續(xù)選優(yōu)去劣，從而育成新品種）后得到的后代改良材料。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 選用自美國引種的矮桿、紅皮、赤霉病達(dá)到中抗以上、分蘗能力強(qiáng)的系統(tǒng)選育的鎮(zhèn) 09196作為父本，通過基因重組和累加效應(yīng)不斷回交，選育新的矮桿紅皮赤霉病和穗發(fā)芽抗 性好的溫光敏不育系材料。
[0021] 本發(fā)明涉及到的是有關(guān)小麥不育性材料引種與改良的方法，由于地域和環(huán)境條件 的差異性和材料自身的條件因素，導(dǎo)致不育系材料在引種新地域不能正常直接使用，通過 本方法改良的新的不育系材料，穗發(fā)芽抗性和赤霉病抗性增加，株高有所降低，對于組配后 代品種的抗倒性方面有積極的影響。
[0022] 本發(fā)明針對江蘇淮南麥區(qū)自然獨(dú)特氣候，創(chuàng)造出紅皮、矮桿、赤霉病抗性強(qiáng)的小 麥，根據(jù)遺傳學(xué)規(guī)律，通過有性交配和基因重組可以將上述優(yōu)良性狀轉(zhuǎn)移至兩系不育材料 中。
[0023] 本發(fā)明通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可以大大減少純合的時間，縮短育種年限。
【附圖說明】
[0