一種選育50%燕麥雄性不育系的方法
2023-07-29 09:19:31
一種選育50%燕麥雄性不育系的方法
【專利摘要】本發明屬植物育種【技術領域】，針對原CA燕麥雄性不育株存在異交率低、生育期短，只適宜配製早熟類型的雜交組合、植株較矮，只適宜配製抗倒類型的雜交組合的問題，為轉育出各種類型的新型不育材料，提供一種選育50%燕麥雄性不育系的方法。以原CA燕麥雄性不育株為母本，以不同類型的品種為父本雜交，獲F1代；以燕麥雄性不育株為母本，以F1代為父本雜交，獲F2代；F2代群體中不育株與可育株雜交，獲50%燕麥雄性不育系，循環往復，建成有不同目標性狀、不同特點的1/2不育群體。對原CA燕麥雄性不育株進行改造，轉育出各種類型的新型不育材料，群體不育株與可育株分離比例為1：1，為創造遺傳基礎豐富的後代選擇群體，培育多類型的燕麥新品種奠定基礎。
【專利說明】—種選育50%燕麥雄性不育系的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於植物育種【技術領域】，具體涉及一種選育50%燕麥雄性不育系的方法。【背景技術】
[0002]燕麥一般分為帶稃型和裸粒型兩大類。世界各國栽培的燕麥以帶稃型的為主，常稱為皮燕麥。我國栽培的燕麥以裸粒型的為主，常稱裸燕麥。裸燕麥的別名頗多，在我國華北地區稱為莜麥；西北地區稱為玉麥；西南地區稱為燕麥，有時也稱莜麥；東北地區稱為鈴鋯麥。裸燕麥，俗稱莜麥，是燕麥的栽培種，在我國糧食作物中的比例很小，主要分布在北方高海拔地區。
[0003]雄性不育是植物特別是自花授粉植物進化過程中的一種特殊生存方式。它迫使植物接受外來花粉，從而在生長勢和適應性等方面產生強大的雜種優勢。人們利用這一現象，可以大幅度提高農作物的產量、質量和抗性。雄性不育在植物育種中應用最成功的典範是水稻作物。在燕麥中雄性不育的研究和應用還沒有達到深化和普及的程度。
[0004]燕麥不育的發現在國外還未見報導，1994年崔林發現了我國首例燕麥雄性不育材料，命名為CA燕麥雄性不育。該燕麥雄性不育的株高90cm，生育期85天左右。幼苗直立、深綠色，葉片短寬、上舉，株型緊湊，分櫱力強，一般3-5個分櫱。穗呈圓錐花序，成熟後穎殼為黃色，在第2朵小花外稃上著生2cm左右的短芒。穗長18cm左右，每穗平均小穗數28個，每個小穗3朵小花,這些性狀都與原群體可育株相同。不育株在開花初3-5天,穎殼張開，花葯比可育株花葯細小，為淺綠色；開花7-10天，花絲伸長，花葯不開裂，並收縮為箭頭狀，呈灰白色，但 雌蕊發育正常。不育株的花葯在顯微鏡下觀察呈透明狀，經擠壓使其破裂，沒有花粉粒散出，屬於「無花粉型」的雄性不育材料。通過對不育特徵特性的觀察和細胞學鑑定、以及不育性遺傳的研究，表明:(I)該材料不育度為100%，屬「無花粉型」的雄性不育，不育株小孢子敗育發生在四分體形成後期到花粉粒形成早期階段。(2)不育株系與不同品種測交的Fl代表現育性恢復，恢復育性的植株自交後可育株系與不育株系呈3:1分離；不育株系與恢復育性的Fl回交後可育株系與不育株系呈1:1分離，因此可以確定不育性狀是由一對隱性核基因控制的遺傳性狀。
[0005]原CA燕麥雄性不育株存在的主要問題有以下方面:異交率低:由於燕麥本身穗部結構的特點:枝梗細長，小穗自身的重量使的抽穗後的小穗都是朝下吊垂狀態，給不育株接受外來花粉造成困難，因而異交結實率低。生育期短:只適宜配製早熟類型的雜交組合。植株較矮:只適宜配製抗倒類型的雜交組合。
[0006]為了培育多類型的燕麥新品種，創造遺傳基礎豐富的後代選擇群體，對原CA燕麥雄性不育株進行改造，轉育出各種類型的新型不育材料為育種利用是非常重要的。
【發明內容】
[0007]本發明為了解決上述原CA燕麥雄性不育株存在的異交率低、生育期短，只適宜配製早熟類型的雜交組合、植株較矮，只適宜配製抗倒類型的雜交組合的問題，為了轉育出各種類型的新型不育材料，提供了一種選育50%燕麥雄性不育系的方法。
[0008]本發明是由如下技術方案實現的:一種選育50%燕麥雄性不育系的方法，以CA燕麥雄性不育株為母本，以可育株為父本進行雜交，獲得F1代雜合體；以CA燕麥雄性不育株為母本，F1代雜合體為父本進行雜交，獲得F2代材料；F2代群體中不育株與可育株自然授粉雜交，收穫不育株上的種子，組成50%燕麥雄性不育系，依此循環往復，建成1/2不育群體。
[0009]具體選育過程為:以原CA燕麥雄性不育株為母本，以可育株為父本，將父母本種植在同一個小區，抽穗階段在母本行去除可育株，留下不育株，取父本的花粉給母本授粉進行雜交，成熟階段收穫不育株上的種子獲得F1代；第二季以F1代雜交種為父本，以原CA燕麥雄性不育株為母本，將父母本種於同一小區，抽穗階段在母本行去除可育株，留下不育株，取F1代雜交種的花粉再次給原CA燕麥雄性不育株授粉，成熟階段收穫不育株上的種子獲得F2代；第三季依F2代種子量的多少，將F2代種植數個小區，抽穗階段鑑別可育株與不育株，讓不育株與可育株自然授粉雜交，收穫不育株上的種子，組成50%燕麥雄性不育系，即後代分離一半可育株，一半為不育株，依此循環往復，建成50%燕麥雄性不育系。
[0010]用原有的CA不育系與其它品種雜交，獲得雜合群體F1，用F1雜合體再次給CA不育株授粉，所得到的F2種子形成1/2不育群體，該群體的育性分離比例為1:1，即一半可育株；一半不育株。可育株仍為雜合體，用F2不育株再與可育株進行雜交，其後代育性分離比例仍為1:1。依此循環往復，按照這樣的方式，用核不育與各種不同類型、不同特點的品種雜交，建成不同類型的1/2不育群體。[0011]本發明所述原CA燕麥雄性不育株和斯圖特燕麥保藏於山西省農業科學院農作物品種資源研究所，原CA燕麥雄性不育株保藏編號為CAMS系列。
[0012]本發明的優點是將所發現的隱性核不育基因和其他類型的優良基因進行遺傳重組，而選育多種特點的隱性核不育系，提供燕麥雜交育種之用。對原CA燕麥雄性不育株進行改造，轉育出各種類型的1/2新型不育材料，用新不育系作為雜交工具能獲得較多的雜交種子，從後代選擇優良植株的機率大大提高，為開展燕麥輪迴育種創造遺傳基礎豐富的後代選擇群體，以培育多種類型的燕麥新品種。
【具體實施方式】
[0013]以1/2小穗朝上型燕麥不育新材料的選育為例，具體選育過程為:
以攜帶隱性核不育基因的CA燕麥雄性不育株為母本，用攜帶小穗朝上的燕麥斯圖特為父本，在長為1.5m、寬為2m的8行區的小區內種植6行父本和2行母本，2行母本分別種在第3行和第6行。為調節父母本花期相遇，第6行的不育株母本材料於其它材料出苗以後播種。每個小區母本不育株的出現率為5-10株，根據需要種植2-3個小區。抽穗階段在母本行鑑別不育株和可育株，將可育株全部拔掉。對不育株進行小穗剪穎，促進其接受父本花粉，提高雜交結實率。成熟期收取的不育株上的種子即為這個組合的雜交種。
[0014]第二年將CA燕麥雄性不育和獲得雜交種Fl代在大田種植，抽穗階段鑑別不育株系和可育株系，將可育株全部拔掉。對不育株進行小穗剪穎，用雜交種Fl代的花粉給不育株授粉，成熟期收取不育株上的種子。
[0015]第三年將上年不育株上收穫的種子在田間種植，不育株系和可育株系的分離比例各佔一半，抽穗階段選擇小穗朝上(穗型像斯圖特)的雄性不育株，給同群體的不育株授粉，成熟期收取的不育株上的種子。以後每年同樣按第三年的方法進行，直到小穗朝上的雄性不育株系的其它性狀和1/2不育株分離趨於穩定，最終選育出裸燕麥小穗朝上型燕麥新型雄性不育系。
[0016]同理，用這樣的方法可以育成不同類型的皮燕麥、裸燕麥新不育系。關鍵是第一年選用的父本材料應具有不同的特點。
[0017]小穗朝上型燕麥新型雄性不育系的優點如下:
(1)1.不育株比例大幅度提高:小穗朝上型燕麥雄性不育系出現的比例為50%，比原CA燕麥雄性不育25%的比例提高一倍；小穗朝上型燕麥雄性不育系每年都能分離出50%的不育株，而原CA不育的繁育只能在F2代分離群體中出現。
[0018]2.小穗穎殼開張角度大,雜交結實率大大提高:原CA燕麥雄性不育自然異交率小於30%，而小穗朝上型燕麥雄性不育系雜交結實率可達50-70%，高者達80%以上。用該法可以選育出大量不同類型的皮燕麥、裸燕麥新不育系。用新不育系作為雜交工具利用能獲得較多的雜交種子，從後代選擇優良植株的機率大大提高，同時為今後開展燕麥輪迴育種提供了基礎。`
【權利要求】
1.一種選育50%燕麥雄性不育系的方法,其特徵在於:以CA燕麥雄性不育株為母本，以可育株為父本進行雜交，獲得F1代雜合體；以CA燕麥雄性不育株為母本，F1代雜合體為父本進行雜交，獲得F2代材料；F2代群體中不育株與可育株自然授粉雜交，收穫不育株上的種子，組成50%燕麥雄性不育系，依此循環往復，建成1/2不育群體。
2.根據權利要求1所述的一種選育50%燕麥雄性不育系的方法,其特徵在於:具體選育過程為:以原CA燕麥雄性不育株為母本，以可育株為父本，將父母本種植在同一個小區，抽穗階段在母本行去除可育株，留下不育株，取父本的花粉給母本授粉進行雜交，成熟階段收穫不育株上的種子獲得F1代；第二季以F1代雜交種為父本，以原CA燕麥雄性不育株為母本，將父母本種於同一小區，抽穗階段在母本行去除可育株，留下不育株，取F1代雜交種的花粉再次給原CA燕麥雄性不育株授粉，成熟階段收穫不育株上的種子獲得F2代；第三季依F2代種子量的多少，將F2代種植數個小區，抽穗階段鑑別可育株與不育株，讓不育株與可育株自然授粉雜交，收穫不育株上的種子，組成50%燕麥雄性不育系，即後代分離一半可育株，一半為不育株 ， 依此循環往復，建成50%燕麥雄性不育系。
【文檔編號】A01H1/02GK103688845SQ201310606945
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】崔林, 劉龍龍, 張麗君, 範銀燕, 周建萍, 馬明川 申請人:山西省農業科學院農作物品種資源研究所