專利名稱：大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大涉及大白菜育種方法的改進(jìn)，尤其是大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，其屬于大白菜雜種優(yōu)勢(shì)利用技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
大白菜雜種優(yōu)勢(shì)是大白菜改良工作中賴以提高單產(chǎn)、改進(jìn)品質(zhì)、增強(qiáng)抗逆性的一條重要途徑。目前國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)這一途徑的方法有(1)自交不親和系自交不親和性在十字花科植物中最為普遍，美國人Peason，O.H.(1932)首先提出利用甘藍(lán)的兩個(gè)自交不親和系天然雜交生產(chǎn)雜種一代種子，這一方法后來在日本得到完善，所以，十字花科的優(yōu)勢(shì)育種是隨著1954年日本遺傳育種學(xué)家確立了利用自交不親和系生產(chǎn)雜種一代種子的體系后，而廣泛開展起來的。我國20世紀(jì)60年代初，青島市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所開始進(jìn)行大白菜自交不親和系的選育，1971年率先利用自交不親和系配制出大白菜一代優(yōu)良雜種“青雜早豐”，此后這成為大白菜雜種優(yōu)勢(shì)利用的主要途徑。但是，利用自交不親和系的方法也有不足之處①自交不親和系自身繁殖需打破其不親和性，因此需要人工輔助授粉，或采用其它化學(xué)方法處理才能自交結(jié)實(shí)，成本高，繁殖系數(shù)低。②親本經(jīng)多代自交后，會(huì)出現(xiàn)生活力下降，抗逆性減退等癥狀。③其配制的雜交種雜交率不易達(dá)到100％，難以保證制種純度。(2)雄性不育系大白菜雄性不育系的研究和利用工作，20世紀(jì)60年代在日本、韓國展開，我國的研究工作始于1971年育成由核基因控制的雄性不育兩用系，該不育性由隱性核基因控制，不育系兼具有不育系和保持系的功用，所以在雜交育種中稱之為“兩用系”，該不育系必須具有標(biāo)記性狀才能有效用于大面積雜交種生產(chǎn)，否則必須在開花后拔除一半可育株，所以既費(fèi)工費(fèi)時(shí)，又會(huì)影響雜種的產(chǎn)量和質(zhì)量，因此在生產(chǎn)中應(yīng)用受限制較多；核基因互作雄性不育系由沈陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所1988年育成并提出核不育顯性基因互作的遺傳模式，即兩對(duì)非等位基因間具有顯性上位效應(yīng)，并在同源材料中選育出甲型兩用系和乙型兩用系，已有配制出的雜交種在生產(chǎn)中應(yīng)用。但在生產(chǎn)大白菜一代雜種時(shí)，甲型兩用系和臨時(shí)保持系性狀差異很大，由它們配成的雜交種相當(dāng)于三交種，其整齊度較差。同時(shí)繁殖親本需設(shè)2級(jí)圃地，在1級(jí)圃地仍需拔除50％可育株，手續(xù)繁雜，成本高。(3)胞質(zhì)雄性不育系自O(shè)gura(1968)發(fā)現(xiàn)蘿卜細(xì)胞質(zhì)不育源以來，國內(nèi)外學(xué)者在十字花科作物上做了大量的轉(zhuǎn)育改良工作，黑龍江園藝所將王兆紅蘿卜不育胞質(zhì)轉(zhuǎn)到了大白菜上，但由于存在蜜腺退化和經(jīng)濟(jì)性狀不良等原因，未能廣泛用于雜交種的制種生產(chǎn)。此后在甘藍(lán)型油菜上發(fā)現(xiàn)的玻里馬胞質(zhì)雄性不育源(polcms)，由于其不育性高，保持譜和恢復(fù)譜廣，已被轉(zhuǎn)育到多種十字花科作物上，應(yīng)用于育種實(shí)踐。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服上述的缺點(diǎn)，提供一種大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，該方法省工、成本低；繁殖容易，不必象自交不親和系那樣人工剝蕾或噴鹽水，不必象核基因互作雄性不育系那樣需另增加一個(gè)繁殖圃，拔除50％可育株，雜交種純度高。
本發(fā)明的任務(wù)是由以下技術(shù)方案完成的，研制了一種大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，采取如下步驟(1)以小白菜玻里馬雄性不育源為母本，用大白菜自交系B7為父本雜交，得到亞種間雜種F1；
(2)以亞種間雜種F1為母本，以大白菜自交系B7為輪回親本連續(xù)回交4-6次，獲得不育系A(chǔ)7；(3)用不育系A(chǔ)7為母本，以大白菜自交系B7為父本進(jìn)行雜交，繁殖不育系；(4)用不育系A(chǔ)7為母本，用大白菜自交系C24為父本進(jìn)行雜交，配制雜交種EF6。
所述的不育系A(chǔ)7，其不育性表現(xiàn)性能是早熟類型不育系，不育性穩(wěn)定，不育株率100％，不育度99-100％以上，對(duì)低溫敏感性極低；開花正常，花藥A字型，黃白色，無花粉，雌蕊和蜜腺正常，自然傳粉結(jié)實(shí)良好，自然雜交率100％所述的不育系A(chǔ)7，其植株外形是；植株半直立，株高20-23cm，開展度35-40cm，葉長20-23cm，寬14-17cm，球葉疊抱，頭球形，葉球高10-13cm，球徑8-10cm。
所述的雜交種EF6，其表現(xiàn)性能是極早熟品種，株高23-28厘米，開展度45-50厘米；葉面光滑無刺毛，外葉6-9片；球葉疊抱，包球緊實(shí)，葉球卵圓形，球高14-18厘米，球徑10-14厘米，單球重450-700克，凈菜率70-73％，40-50天收獲；在30-38℃高溫下結(jié)球正常；耐高濕，在多雨季節(jié)栽培不易發(fā)生軟腐病。
所述的雜交種EF6，其栽培要點(diǎn)是在20-38℃氣溫條件下栽培，每畝5000-6000棵。所述的大白菜自交系B7為耐熱早熟自交系，來自耐熱白菜“93-1”的自交分離后代球葉疊抱，其植株外形是植株半直立，株高20-23cm，開展度35-40cm，葉長20-23cm，寬14-17cm，球葉疊抱，頭球形，葉球高10-13cm，球徑8-10cm。
所述的大白菜自交系C24為耐熱早熟自交系，來自耐熱白菜“玉寶”的自交分離后代，其植株外形是株高18-20厘米，開展度35-45厘米，無刺毛，葉長21-26厘米，葉寬16-20厘米，球葉疊抱，圓球形，球高10-14厘米，球徑10-14厘米。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)A7不育性穩(wěn)定，不育株率100％，不育度達(dá)99％以上，雌蕊、蜜腺正常，雜交結(jié)實(shí)好。
(2)A7對(duì)低溫敏感性極低，克服了Pol溫度不穩(wěn)定的弱點(diǎn)，有利于保證雜交種純度。
(3)省工、成本低A7繁殖容易，不必象自交不親和系那樣人工剝蕾或噴鹽水，不必象核基因互作雄性不育系那樣需另增加一個(gè)繁殖圃，拔除50％可育株。
(4)雜交種純度高。
(5)有利于保護(hù)育種者權(quán)益。
附圖及具體實(shí)施例


圖1為不育系A(chǔ)7的選育過程。
圖2為不育系A(chǔ)7繁殖式。
圖3為雜交組合EF6制種圖。
參見
圖1-圖3本發(fā)明研制了一種大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，采取如下步驟(1)以自南京農(nóng)業(yè)大學(xué)引進(jìn)的不結(jié)球白菜玻里馬胞質(zhì)雄性不育源為母本，用大白菜自交系B7為父本雜交，得到亞種間雜種F1；(2)以亞種間雜種F1為母本，以大白菜自交系B7為輪回親本連續(xù)回交4-6次，獲得不育系A(chǔ)7；(3)用不育系A(chǔ)7為母本，以大白菜自交系B7為父本進(jìn)行雜交，繁殖不育系；(4)用不育系A(chǔ)7為母本，用大白菜自交系C24為父本進(jìn)行雜交，配制雜交種EF6。
所述的不育系A(chǔ)7，其不育性表現(xiàn)性能是早熟類型不育系，不育性穩(wěn)定，不育株率100％，不育度99％以上，對(duì)低溫敏感性極低；開花正常，花藥A字型，黃白色，無花粉，雌蕊和蜜腺正常，自然傳粉結(jié)實(shí)良好，自然雜交率100％所述的不育系A(chǔ)7，其植株外形是植株半直立，株高21、23、26、27cm，開展度36、42、43、45cm，葉長23、25、28、29cm，寬16、18、21、22cm，球葉疊抱，頭球形，葉球高12、13、15、16cm，球徑9、11、12、13cm。
所述的雜交種EF6，其表現(xiàn)性能是極早熟品種，株高23、25、27、28厘米，開展度45、47、49、50厘米；葉面光滑無刺毛，外葉6、7、8、9片；球葉疊抱，包球緊實(shí)，葉球卵圓形，球高14、15、17、18厘米，球徑10、12、13.5、14厘米，單球重400、450、550、750克，凈菜率70％、71％、72％、73％，42、45、48、50天收獲；在33℃、35℃、36℃、37℃高溫下結(jié)球正常；耐高濕，在多雨季節(jié)栽培不易發(fā)生軟腐病。所述的雜交種EF6，其栽培要點(diǎn)是在20-38℃氣溫條件下栽培，每畝5000、5500、5800、6000棵。所述的大白菜自交系B7為耐熱早熟自交系，來自耐熱白菜“93-1”的自交分離后代，其植株外形是植株半直立，株高21、23、26、27cm，開展度36、42、43、45cm，葉長23、25、28、29cm，寬16、18、21、22cm，球葉疊抱，頭球形，葉球高12、13、15、16cm，球徑9、11、12、13cm。所述的大白菜自交系C24為耐熱早熟自交系，來自耐熱白菜“玉寶”的自交分離后代，其植株外形是株高18、19、19.5、20厘米，開展度35、36、39、40厘米，無刺毛，葉長21、21.5、224.5、26厘米，葉寬16、16.5、18、20厘米，球葉疊抱，圓球形，球高10、11、12、14厘米，球徑10、12、13、14厘米。
1、不育系A(chǔ)7原種繁殖技術(shù)本發(fā)明是用不育系A(chǔ)7為母本，以大白菜自交系B7為父本，進(jìn)行雜交繁殖不育系，具體如下(1)采種方式小株采種，采用秋季田間株系選擇與小株采種相結(jié)合的方法繁殖不育系原種。
(2)播種期及播種方式采用冬季陽畦育苗的方法，1月下旬至2月初，7厘米見方的營養(yǎng)土塊，單粒點(diǎn)播。
(3)定植時(shí)期及方法10厘米土溫穩(wěn)定在5℃以上時(shí)即可定植，帶土坨移栽，栽后澆定植水，行株距50×35厘米，A7與B7的行比為3∶1，定植在20目以上的隔離網(wǎng)罩或自然隔離區(qū)內(nèi)。
(4)授粉隔離網(wǎng)罩內(nèi)繁殖不育系原種，要求人工授粉，人工用海綿棒或蜂棒等沾取保持系花粉給不育系花授粉，自然隔離區(qū)內(nèi)昆蟲自然傳粉。
(5)收獲從不育系植株上收獲的種子即為不育系A(chǔ)7。
2、A7雜交制種技術(shù)本發(fā)明是采用不育系A(chǔ)7為母本，用大白菜自交系C24為父本進(jìn)行雜交，配制雜交種EF6。
本發(fā)明的實(shí)施效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)見表1-7
表1不育系A(chǔ)7與保持系B7花器官特征比較(單位mm)品系花瓣長花瓣寬花藥長雄蕊長雌蕊長雌蕊長/雄蕊長A7 8.64±0.395.26±0.381.93±0.123.96±0.236.95±0.470.57±0.04B7 10.8±0.517.67±0.352.26±0.128.09±0.517.24±0.631.12±0.06由表1可知，不育系A(chǔ)7的花冠小于其保持系B7，花藥長度相差不大，雄蕊長度明顯變短，而雌蕊長度變化不大，雄雌蕊比值明顯小于其保持系，故可用雄蕊長、雌蕊長和雄雌蕊比值作為判斷育性變化的輔助手段。
表2不育系A(chǔ)7與保持系B7植株特征比較品系株高(cm)開展度分枝數(shù)總分枝長(cm) 寬(cm)一次 二次 三次 數(shù)A7 91.4±4.387.2±7.375.8±8.37.7±1.122.1±3.237.5±5.667.3B7 92.6±4.672.4±7.062.8±6.85.8±0.515.6±2.917.2±2.938.6從表2中可以看出，不育系A(chǔ)7和保持系B7株高相差不大，但A7的開展度顯著大于B7，各次分枝數(shù)也多，總分枝數(shù)更是大于保持系，說明不育系A(chǔ)7的生長勢(shì)強(qiáng)于其保持系B7，這為利用其進(jìn)行優(yōu)良組合的測(cè)配提供了可能。
表3不育系自然結(jié)實(shí)情況品系 分枝個(gè)總莢有效莢粒種子產(chǎn)量總分有效分枝千粒重(g)單株種子產(chǎn)數(shù)數(shù) 莢數(shù)數(shù) 占總產(chǎn)比枝數(shù)數(shù) 量(g)例(％)A7主枝1 45.540.021.85.14× 一次6.0 269.216.21.627.50C24 4 0 45.345.21.80 30.54二次16. 534.391.18.743.125 5 2三次22. 502.274.15.024.248 2 1從表3中可以看出，該品系分枝數(shù)一次、二次、三次分枝依次增多，總莢數(shù)和有效莢數(shù)以二次分枝最多，三次、一次分枝次之；莢粒數(shù)一次分枝最多，二次分枝次之，三次分枝最少，反映出一次分枝莢大粒多；各分枝種子產(chǎn)量占總產(chǎn)量比例以二次分枝最大，一次、三次分枝次之。其次，該品系千粒重為1.80g，單株種子產(chǎn)量在30g以上，表明其自然結(jié)實(shí)性良好。
表4溫度處理后A7不育性表現(xiàn)處理時(shí)間處理月/日1/2 1/3 2/3 2/5 2/8 2/10 2/1 2/1 2/1 2/1981 2578/4℃ 4443.95 3.96 4 444411/7℃ 444444 44443d 13/11℃444444 444417/13℃444444 4444室外44444 44448/4℃ 4443.96 4 444411/7℃ 444444 44445d 13/11℃444444 444417/13℃444444 4444室外 4444 44448/4℃4443.9 444411/7℃ 444444 44447d 13/11℃444444 444417/13℃444444 4444室外 4443.98 3.9 44438/4℃ 444411/7℃ 444444 44449d 13/11℃444444 444417/13℃444444 4444室外 4444 3.9 3.9 3.9 4888溫室CK 444444 4444由表4可見，A7雖然對(duì)低溫敏感性極低，低溫處理僅出現(xiàn)短時(shí)極少量微點(diǎn)花，單株不育度始終為3.9級(jí)以上，但也存在著一定程度的低溫敏感，變溫8/4℃(即日均溫6℃)為低溫敏感的臨界溫度，低溫作用的最短有效時(shí)間為3d，最大育性轉(zhuǎn)換值出現(xiàn)在8/4℃7d的處理中，處理結(jié)束后第15天調(diào)查，6個(gè)單株全為3.9級(jí)，此時(shí)每株均有3-4朵花為2級(jí)。在日均溫20℃條件下，育性轉(zhuǎn)換出現(xiàn)在溫度處理后12-18天，最大育性轉(zhuǎn)換期出現(xiàn)在溫度處理后第15天，這與以前對(duì)不結(jié)球白菜polcms研究結(jié)果一致[5]。8/4℃9d的處理，由于低溫持續(xù)時(shí)間長，主枝部分花蕾黃化，所以并未出現(xiàn)有粉花。
表5不同播期A7的不育性變化不播期 月/日育3/11 3/13 3/15 3/17 3/19 3/21 3/23 3/26 3/28 3/30 4/1 4/3系12/254 4 3.99 3.99 3.99 3.99 3.99 3.99 3.99 3.99 43.791/10 4 4 4 4 4 4 43.93A71/252/5不播期 月/日育4/6 4/8 4/10 4/12 4/15 4/17 4/20 4/22 4/24 4/26 4/30系12/253.78 3.92 3.95 3.98 3.99 4 3.98 3.99 4 4 41/10 3.94 3.96 3.97 3.99 3.99 3.95 3.99 3.99 4 4 4A71/25 3.98 3.97 3.99 4 4 4 4 4 4 4 42/5 4 3.99 4 3.99 3.99 4 3.99 3.99 4 4 4表6不育系A(chǔ)7不育株率、不育度統(tǒng)計(jì)結(jié)果播期12月/25日1月/10日1月/23日2月/5日不育株率100％100％ 100％ 100％不育度 99.38％ 100％ 100％ 100％由表5、表6可知，A7不育性較為穩(wěn)定，尤其是第一播期A7在3月11日即開花的情況下，單株不育度僅在4月3日和4月6日兩次調(diào)查中，出現(xiàn)少數(shù)3級(jí)單株，其余時(shí)間單株不育度均在3.9級(jí)以上。其它各播期也只是出現(xiàn)個(gè)別微點(diǎn)花，不散粉。這說明A7不育性穩(wěn)定，可以用于生產(chǎn)制種。
表7 A7的抗病性重復(fù)病毒病霜霉病備注病情指數(shù)反應(yīng)型病情指數(shù)反應(yīng)型11.90 R 14.58 R 人工接種鑒定II 17.85 R 15.28 R (2001年)III16.67 R 20.14 R平均 15.47 R 16.67 RC10(CK)87.30 HS34.26 MRA7 0 23.29 田間調(diào)查(2001/11/1)經(jīng)苗期人工接種鑒定，A7表現(xiàn)為抗病毒病，抗霜霉病，這與1998年-2001年的田間調(diào)查結(jié)果基本一致。
表8 EF6抗病性人工鑒定結(jié)果試材 重復(fù)病毒病霜霉病病情指數(shù)(％)反應(yīng)型病情指數(shù)(％)反應(yīng)型I 14.28 R 18.06 REF6II 16.67 R 11.11 HRIII 21.43 R 14.44 R平均17.46 R 14.54 RI 95.24 HS41.67 MRC10(CK)II 80.95 HS33.33 RIII 85.71 HS27.87 R平均87.30 HS34.26 MR表8表明，雜交種EF6在人工接種條件下，對(duì)病毒病和霜霉病的抗性水平達(dá)到抗病。
權(quán)利要求
1.一種大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，其特征在于采取如下步驟(1)以小白菜玻里馬雄性不育源為母本，用大白菜自交系B7為父本雜交，得到亞種間雜種F1；(2)以亞種間雜種F1為母本，以大白菜自交系B7為輪回親本連續(xù)回交4-6次，獲得不育系A(chǔ)7；(3)用不育系A(chǔ)7為母本，以大白菜自交系B7為父本進(jìn)行雜交，繁殖不育系；(4)用不育系A(chǔ)7為母本，用大白菜自交系C24為父本進(jìn)行雜交，配制雜交種EF6。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，其特征在于所述的不育系A(chǔ)7，其不育性表現(xiàn)性能是早熟類型不育系，不育性穩(wěn)定，不育株率100％，不育度99-100％，對(duì)低溫敏感性極低；開花正常，花藥A字型，黃白色，無花粉，雌蕊和蜜腺正常，自然傳粉結(jié)實(shí)良好，自然雜交率100％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，其特征在于所述的不育系A(chǔ)7，其植株外形是植株半直立，株高20-23cm，開展度35-40cm，葉長20-23cm，寬14-17cm，球葉疊抱，頭球形，葉球高10-13cm，球徑8-10cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，其特征在于所述的雜交種EF6，其表現(xiàn)性能是極早熟品種，株高23-28厘米，開展度45-50厘米；葉面光滑無刺毛，外葉6-9片；球葉疊抱，包球緊實(shí)，葉球卵圓形，球高14-18厘米，球徑10-14厘米，單球重450-700克，凈菜率70-73％，40-50天收獲；在30-38℃高溫下結(jié)球正常；耐高濕，在多雨季節(jié)栽培不易發(fā)生軟腐病。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，其特征在于所述的雜交種EF6，其栽培要點(diǎn)是在20-38℃氣溫條件下栽培，每畝5000-6000棵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，其特征在于所述的大白菜自交系B7為耐熱早熟自交系，來自耐熱白菜“93-1”的自交分離后代球葉疊抱，其植株外形是植株半直立，株高20-23cm，開展度35-40cm，葉長20-23cm，寬14-17cm，球葉疊抱，頭球形，葉球高10-13cm，球徑8-10cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，其特征在于所述的大白菜自交系C24為耐熱早熟自交系，來自耐熱白菜“玉寶”的自交分離后代，其植株外形是株高18-20厘米，開展度35-45厘米，無刺毛，葉長21-26厘米，葉寬16-20厘米，球葉疊抱，圓球形，球高10-14厘米，球徑10-14厘米。
全文摘要
本發(fā)明研制了一種大白菜胞質(zhì)雄性不育系育種方法，以小白菜玻里馬雄性不育源為母本，用大白菜自交系B7為父本雜交，得到亞種間雜種F
文檔編號(hào)A01H1/02GK1631100SQ20041007549
公開日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2004年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月11日
發(fā)明者楊曉云, 張淑霞, 張清霞, 戴先智, 李劍, 王軍偉 申請(qǐng)人:青島市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院