一種快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，主要選取不同類型胭脂蘿卜材料，自交第一代后確定選育目標(biāo)，定向選擇單株，進(jìn)行第二代自交；在自交后代群體中定向選擇單株繼續(xù)自交，根據(jù)選育目標(biāo)定向選擇單株；同時選取胞質(zhì)雄性不育系為母本，用已選定單株為父本，進(jìn)行種間雜交，得雜種F1，從而將不育系的CMS基因轉(zhuǎn)移到羽衣甘藍(lán)上；自交后代繼續(xù)自交提純，同時在胞質(zhì)雄性不育雜種植株群體中篩選和父本選育目標(biāo)最接近的不育株，作為母本，自交后代中篩選的最接近選育目標(biāo)的單株為父本繼續(xù)成對雜交；自交后代的提純和雄性不育的轉(zhuǎn)育，每代都成對同時進(jìn)行，自交若干代后可得保持系及雄性不育系。本發(fā)明方法能顯著節(jié)工省本，縮短育種時間。
【專利說明】一種快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種胭脂蘿卜的育種方法，尤其是快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，屬于植物育種【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]胭脂蘿卜(Raphanus Sativus L.Sinoruber Makino)又稱紅心蘿卜，屬十字花科蘿卜屬蘿卜種下的一個地方品種，以心皮全紅著名，富含花青素，主產(chǎn)重慶市涪陵區(qū)，鄰近市縣及四川、貴州等省也有栽培。近年來，很多單位都以胭脂蘿卜肉質(zhì)根為原料提取天然花青素。蘿卜紅色素是一種天然食用色素，安全、無毒、資源豐富，而且具有一定營養(yǎng)和藥理作用，是國家添加劑標(biāo)準(zhǔn)委員會允許使用的天然色素之一。它具有化學(xué)穩(wěn)定性好、貯藏穩(wěn)定性、耐熱性優(yōu)等特點，此外，它還具有一定的抗氧化性，是對人體有保健功能的著色劑。
[0003]蘿卜雜種優(yōu)勢表現(xiàn)明顯，產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性等方面均表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢。研究表明，利用胞質(zhì)雄性不育系配制雜交種，具有方法簡便、遺傳性穩(wěn)定、雜交率高、省時省力、不育性徹底的優(yōu)點，而且可以有效控制優(yōu)良性狀基因外流，在胭脂蘿卜雜交育種方面具有重要應(yīng)用價值。而蘿卜細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)是一種自然現(xiàn)象，表現(xiàn)為母體遺傳、花粉敗育和雌蕊正常，用可育株的花粉給不育株雌蕊授粉，能正常結(jié)實。胭脂蘿卜主要收獲營養(yǎng)體-蘿卜肉質(zhì)根，而非獲得種子，所以在雜交制種時不需要恢復(fù)系，因此獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系及保持系是利用雄性不育配制雜交種的關(guān)鍵。
[0004]目前，生產(chǎn)上使用的胭脂蘿卜品種還存在很多問題，主要表現(xiàn)為種質(zhì)資源缺乏；現(xiàn)有資源性狀不齊，葉色、葉型、根型雜亂不一；假紅心，皮色整齊，肉色以花心為主，普遍混雜白心，部分群體無典型的紅心，心皮全紅的特色已不顯著；色素含量低，鮮產(chǎn)量不高等。因此，亟需廣泛收集、整理國內(nèi)外胭脂蘿卜種質(zhì)資源，利用現(xiàn)代育種技術(shù)手段進(jìn)行提純復(fù)壯，選育出具有心皮全紅顯著特性的、不同類型的胭脂蘿卜自交系育種材料，并配制雜交種，提高資源利用效率。有關(guān)胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系及保持系回交轉(zhuǎn)育和定向選育的研究較少，但已有利用雄性不育系配制胭脂蘿卜雜交種的報道。呂發(fā)生等(中國蔬菜，2012(2):104-106)和陶洪英等(中國蔬菜，2012(1):37)分別利用選育的雄性不育系配制出了胭脂I號和胭脂2號紅心蘿卜雜交種，但對于雄性不育系和保持系的選育過程沒有詳細(xì)闡述。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系及保持系的方法，該方法能夠顯著節(jié)工省本，大大縮短育種時間。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案通過以下步驟實現(xiàn):
[0007](I)大量收集不同類型胭脂蘿卜種質(zhì)資源，于8月下旬-9月上旬播種到試驗田，在整個生育期內(nèi)觀察植株性狀及肉質(zhì)根色素含量情況，并根據(jù)葉型、根型、肉質(zhì)根色素含量等選育目標(biāo)，定向選擇單株，進(jìn)行自交選育。
[0008](2)在自交后代群體中選擇肉質(zhì)根色素含量高、根型較大的單株繼續(xù)自交，提純，并根據(jù)目標(biāo)性狀定向選擇單株。
[0009](3)根據(jù)選育目標(biāo)，尋找與目標(biāo)性狀較接近的蘿卜胞質(zhì)雄性不育系作為母本，用定向選育、性狀優(yōu)良的單株作為父本，進(jìn)行中間雜交，獲得雜種F1，從而將不育系的不育基因轉(zhuǎn)移到胭脂蘿卜上。
[0010](4)在轉(zhuǎn)育的胞質(zhì)雄性不育雜種植株群體中，篩選與父本目標(biāo)最接近的不育株作為母本，與自交后代中定向選育、性狀優(yōu)良的單株作為父本繼續(xù)成對雜交；同時自交后代繼續(xù)自交提純。
[0011](5)自交后代的提純與雄性不育系的轉(zhuǎn)育，每代都成對同時進(jìn)行，經(jīng)過6-7代的自交提純和不育系轉(zhuǎn)育，即可同時獲得胞質(zhì)雄性不育系和保持系；而保持系具有優(yōu)良穩(wěn)定的性狀，可作為配制其它雜交種的親本材料。
[0012](6)以所轉(zhuǎn)育獲得的胞質(zhì)雄性不育系材料為母本，選取植物學(xué)性狀穩(wěn)定、根型、葉型等與母本相似的胭脂蘿卜自交系為父本，配制雜交種。
[0013]為了達(dá)到更好的效果，優(yōu)選:
[0014]1、所述的資源來自全國各地，既包括地方農(nóng)家自留種，也包括選育的雜交種，其株型、葉型、肉質(zhì)根形狀和大小、花青素含量等性狀差異較大，混雜嚴(yán)重。
[0015]2、所述的胭脂蘿卜自交系選育目標(biāo)為:葉型為板葉或裂葉，根型順直、較大，植物學(xué)性狀穩(wěn)定、配合力好、花粉量大，最重要的是肉質(zhì)根皮和肉質(zhì)部紅色素含量高于140mg/100g 鮮重。
[0016]3、所述的雄性不育系的選育目標(biāo)為:不育株率和不育度均為100%，不育性遺傳穩(wěn)定，不受環(huán)境條件的影響；花蕾發(fā)育正常，花冠及花瓣基本正常，花藥退化成干癟、纖瘦，雄蕊明顯短于花柱；蜜腺大小、數(shù)量及蜜量發(fā)育健全；雌蕊結(jié)構(gòu)正常，能夠正常結(jié)籽。
[0017]4、所述的回交轉(zhuǎn)育雜種群體中，選擇株型、葉型、根型、色素含量等性狀與父本接近的單株留種。
[0018]5、所述的當(dāng)自交提純進(jìn)行到4-5代時，植株性狀不再分離，再自交1-2代，即可獲得一個純合穩(wěn)定自交系，也為保持系。
[0019]6、所述的6-7代回交轉(zhuǎn)育的的胞質(zhì)雄性不育系性狀與保持系完全一致，其不育株率達(dá)100%。
[0020]7、所述的待開花時通過打頂、摘心的方式調(diào)節(jié)雙親花期保持一致，并在每畝制種田中放入1-2箱蜜蜂進(jìn)行輔助授粉，制種田的隔離距離至少1500m。
[0021]本發(fā)明的有益效果為:
[0022]1、經(jīng)多代自交提純，獲得了大量不同類型植物學(xué)性狀穩(wěn)定、配合力好、蘿卜根皮和肉質(zhì)部花青素含量和產(chǎn)量高的胭脂蘿卜自交系；
[0023]2、經(jīng)6-7代連續(xù)回交轉(zhuǎn)育,獲得的不育系具有不育株率和不育度均為100%，不育性遺傳穩(wěn)定；花蕾發(fā)育正常，花冠及花瓣基本正常，花藥退化成干癟、纖瘦，雄蕊明顯短于花柱；蜜腺大小、數(shù)量及蜜量發(fā)育健全；雌蕊結(jié)構(gòu)正常，能夠正常結(jié)籽等特點；
[0024]3、利用得到的不育系與其它自交系配制的雜交種，雜種優(yōu)勢顯著，植物學(xué)性狀整齊一致，不育性徹底；省工節(jié)本，大大縮短了育種時間，提高了育種效率，且可有效防止特異基因資源外流，有助于自主知識產(chǎn)權(quán)保護。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的選育過程示意圖。

【具體實施方式】
[0026]實施例1
[0027]選用源自江蘇的農(nóng)家自留種“蘇北紅蘿卜”，板葉型，肉質(zhì)根皮和肉質(zhì)部紅色素含量豐富；選取蘿卜胞質(zhì)雄性不育系材料D-1作為不育源，板葉型，紅皮白心。
[0028]1、胭脂蘿卜品種“蘇北紅蘿卜”播種后，自交第一代后觀察后代性狀分離及變化，依據(jù)板葉型、肉質(zhì)根皮和肉質(zhì)部色素含量豐富、產(chǎn)量高、花粉量多、親和性好的選育目標(biāo)，定向選擇單株留種，進(jìn)行第二代自交。
[0029]2、在自交2代群體中，按照選育目標(biāo)，繼續(xù)定向選擇單株自交提純，并定向選擇單株進(jìn)行第三代自交。
[0030]3、同時，根據(jù)選育目標(biāo)，尋找與目標(biāo)性狀較接近的同種屬蘿卜胞質(zhì)雄性不育系材料D-1作為母本，用自交2代的胭脂蘿卜選定單株作父本，進(jìn)行雜交，獲得雜種F1，從而將不育系的不育基因轉(zhuǎn)移到胭脂蘿卜上。
[0031]4、胭脂蘿卜自交后代繼續(xù)自交提純；同時在胞質(zhì)雄性不育系轉(zhuǎn)育雜種植株群體中，篩選與選育目標(biāo)最接近的不育株作母本，與自交后代中定向選育的單株繼續(xù)成對雜交。
[0032]5、“蘇北紅蘿卜”自交后代的提純與胞質(zhì)雄性不育系的回交轉(zhuǎn)育，每代都成對同時進(jìn)行，當(dāng)自交和回交進(jìn)行到4-5代沒有性狀明顯分離，再自交和回交1-2代，即可獲得具有目標(biāo)性狀的胭脂蘿卜純合穩(wěn)定自交系和胞質(zhì)雄性不育系，自交系同時也是保持系。
[0033]6,6-7代回交轉(zhuǎn)育的胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系具有不育株率和不育株度均達(dá)到100%,且不育性遺傳穩(wěn)定，不受環(huán)境條件影響；花器官發(fā)育正常，花藥退化成干癟、纖瘦，雄蕊明顯短于花柱，蜜腺發(fā)育健全；雌蕊結(jié)構(gòu)正常，能正常受粉結(jié)籽。
[0034]7、以獲得的雄性不育系材料為母本與其它優(yōu)異可育胭脂蘿卜自交系雜交，配制雜交種，制種時通過打頂、摘心的方式調(diào)節(jié)雙親花期保持一致，并在每畝制種田中放入1-2箱蜜蜂進(jìn)行輔助授粉，制種田的隔離距離至少1500m。
[0035]8、轉(zhuǎn)育獲得的胞質(zhì)雄性不育系與多代自交得到的保持系(自交系)重要性狀比較，見表I。
[0036]表I主要性狀比較
[0037]

【權(quán)利要求】
1.一種快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)大量收集不同類型胭脂蘿卜種質(zhì)資源，于8月下旬-9月上旬播種到試驗田，在整個生育期內(nèi)觀察植株性狀及肉質(zhì)根色素含量情況，并根據(jù)葉型、根型、肉質(zhì)根色素含量選育目標(biāo)，定向選擇單株，進(jìn)行自交選育； (2)在自交后代群體中選擇肉質(zhì)根色素含量高、根型較大的單株繼續(xù)自交，提純，并根據(jù)目標(biāo)性狀定向選擇單株； (3)根據(jù)選育目標(biāo)，尋找與目標(biāo)性狀接近的蘿卜胞質(zhì)雄性不育系作為母本，用定向選育、性狀優(yōu)良的單株作為父本，進(jìn)行中間雜交，獲得雜種F1，從而將不育系的不育基因轉(zhuǎn)移到胭脂蘿卜上； (4)在轉(zhuǎn)育的胞質(zhì)雄性不育雜種植株群體中，篩選與父本目標(biāo)最接近的不育株作為母本，與自交后代中定向選育、性狀優(yōu)良的單株作為父本繼續(xù)成對雜交；同時自交后代繼續(xù)自交提純； (5)自交后代的提純與雄性不育系的轉(zhuǎn)育，每代都成對同時進(jìn)行，經(jīng)過6-7代的自交提純和不育系轉(zhuǎn)育，即可同時獲得胞質(zhì)雄性不育系和保持系； (6)以所轉(zhuǎn)育獲得的胞質(zhì)雄性不育系材料為母本，選取植物學(xué)性狀穩(wěn)定、根型、葉型與母本相似的胭脂蘿卜自交系為父本，配制雜交種作為雜交后代。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，其特征在于所收集的資源來自全國各地，既包括地方農(nóng)家自留種，也包括選育的雜交種，其株型、葉型、肉質(zhì)根形狀和大小、花青素含量性狀差異較大，混雜嚴(yán)重。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，其特征在于胭脂蘿卜自交系選育目標(biāo)為:葉型為板葉或裂葉，根型順直、較大，植物學(xué)性狀穩(wěn)定、配合力好、花粉量大，肉質(zhì)根皮和肉質(zhì)部紅色素含量高于140mg/100g鮮重。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，其特征在于雄性不育系的選育目標(biāo)為:不育株率和不育度均為100%，不育性遺傳穩(wěn)定，不受環(huán)境條件的影響；花蕾發(fā)育正常，花冠及花瓣正常，花藥退化成干癟、纖瘦，雄蕊明顯短于花柱；蜜腺大小、數(shù)量及蜜量發(fā)育健全；雌蕊結(jié)構(gòu)正常，能夠正常結(jié)籽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，其特征在于回交轉(zhuǎn)育雜種群體中，選擇株型、葉型、根型、色素含量性狀與父本接近的單株留種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，其特征在于當(dāng)自交提純進(jìn)行到4-5代時，植株性狀不再分離，再自交1-2代，即可獲得一個純合穩(wěn)定自交系，也為保持系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述一種快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，其特征在于6-7代回交轉(zhuǎn)育的的胞質(zhì)雄性不育系性狀與保持系完全一致，其不育株率達(dá)100%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述快速獲得胭脂蘿卜胞質(zhì)雄性不育系和保持系的育種方法，其特征在于還包括待開花時通過打頂、摘心的方式調(diào)節(jié)雙親花期保持一致，并在每畝制種田中放入1-2箱蜜蜂進(jìn)行輔助授粉，制種田的隔離距離至少1500m。
【文檔編號】A01H1/02GK104160948SQ201410395910
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】張振超, 毛忠良, 潘躍平, 吳國平, 王建華, 戴忠良, 秦文斌, 姚悅梅, 潘永飛, 肖燕, 孫春青, 馬志虎, 孫國勝 申請人:鎮(zhèn)江瑞繁農(nóng)藝有限公司