油菜特高油種質及其高油雜交種的選育方法

2023-07-20 16:56:46

專利名稱：：油菜特高油種質及其高油雜交種的選育方法
技術領域：
：本發明屬農業領域的油菜特高含油量和雜交種的選育，特別涉及一種油菜特高油種質及其高油雜交種的選育方法。
背景技術：
：上世紀八十年代初期，我國成功地解決了油菜的雜種優勢利用，培育出世界上第一個成功應用於生產的雜交油菜品種秦油2號，推廣於我國黃淮、長江流域的12個省區，增產幅度達30%左右，促進了我國油菜單產由中產到高產的變革，常規品種到雜交品種的過渡；九十年代我國選育的單、雙低(低芥酸、低硫苷)優質油菜品種先後在生產上開始應用，但早期育成的優質品種大多存在產量低、成熟晚、抗病差的問題，於是專家們提出了利用雜優+優質的技術路線，使這些問題得到了有效解決。新世紀育成的雙低優質品種不僅品質好，而且產量已趕上或超過雙高品種(高芥酸、高硫苷)或雜交種。油菜是我國的主要油料作物，佔我國食用植物油消費量的45%左右，所以種油菜是以取油為目的，但數十年來我國油菜的含油量一直徘徊在37%40%,比國外含油量低35個百分點。蘇聯Opo6qeHKO，E.II.在上世紀50年代(1959)曾預計油菜種子的含油量可達到60%，但至今沒有任何科學家能達到這一目標，截止目前為止，已知的最高的種質材料含油量僅達到了55%左右，而在上世紀八、九十年代，我國油菜的含油量則與此相差甚遠。申請人:經過分析研究，認為油菜單產再提高難度較大，因油菜雜交種的成功推廣，其產量已高達250kg/畝以上，但含油量的提高目前尚有較大的潛力和極大的增長空間，所以申請人從上世紀九十年代初就把高含油量的選育列為自己的重要育種目標之一。1994年，申請人購買了一臺德國Brucker公司生產的核磁共振油分測定儀，該儀器能快速提供檢驗結果且不破壞活種子，從此申請人在以前品種選育的基礎上正式開始了油菜高含油量的育種工作。
發明內容本發明的的目的在於，提供一種油菜特高油種質及其高油雜交種的選育方法，該方法採用聚合育種、生態育種和黃籽育種等方法，不斷聚合累加高油基因，獲得了顯著的高油育種效果；同時採取"高油+化殺"的育種模式，培育高油高產優質的雜交油菜新品種。本發明獲得的特高油種質的含油量達到了59.1061.4%，雙低優質油菜雜交種的含油量達到了50.1254.4%。為了實現上述任務，本發明採取如下的技術解決方案一種油菜特高油種質及其高油雜交種的選育方法，其特徵在於，該方法採用聚合育種、生態育種和黃籽育種，三者有效結合併合併利用，以獲得特高油種質的含油量為59.1061.4%的優良性狀的品種/系，然後利用"高油+化殺"的育種模式，實現培育高油高產優質的雜交油菜新品種；所述的聚合育種是選擇含油量高的種質材料，按照單交、復交、回交的方法，使高含油量基因不斷聚合，優良性狀不斷累加；所述的生態育種是在高低海拔不同的生態區穿梭育種，為油菜種質材料創造含油量不斷提升積累的生態環境；即在冬春不同生態區種植，動搖其種質油份遺傳的保守性，在春播高海拔地區種植，有利油份的形成和積累，在秋播低海拔地區種植，進行農藝性狀選擇；所述的黃籽育種是利用油菜黃色種皮薄、種皮含油高以及仁多含油高的特點，提高種質的油分含量；所述的"高油+化殺"的育種模式，是將含油45%以上的高油優良種質或育成50%以上的特高油優良品系，採用專利號ZL03105389.0中的化學殺雄劑對用作母本的高油或特高油優良種質/品系分兩次實施化殺誘導雄性不育；在實施時還要適當增加母本種植密度、打掉母本主苔，以縮短母本花期，同時加強輔助授粉。申請人採用本發明的方法，已成功選育出"秦優33"雙低優質油菜雜交種，含油量47.77%,為黃淮區有品種試驗以來最高的含油量，已於2008年9月通過國家審定，在黃淮區示範推廣；選配出的含油量50%以上的雜交種也進入了國家區試。圖1是本發明的油菜高含油量生態育種示意圖；以下結合附圖和發明人給出的實施例對本發明作進一步的詳細說明。具體實施例方式本發明的油菜高油和特高油種質以及高油雜交種的選育方法的內容特作如下說明1、油菜高油和特高含油量選育方法主要包括聚合育種、生態育種及黃籽育種等。a、聚合育種利用核磁共振油分測定儀，於九十年代初快速、大量的對2萬份現有種質材料和雜交選育後代的含油量進行測定，結果平均含油量僅40%左右。在此基礎上，對個別含油量高達45%左右的材料，實施優中選優，並施以選擇壓。同時對選出的含油量較高且農藝性狀較好的種質材料和優良品種(系)，按照雜交育種的原則進行組合選配，開始以單交為主，隨後在含油量提高的基礎上，再行復交、回交，有的甚至復交23次，使高含油量基因不斷聚合，優良性狀不斷累加。如最初進行的單交組合有7399畫8XA74、1721-1BXstart、7399-8X772等，隨後，又進行了諸如以下一些復交，以獲得更高的含油量。如1721-lB/start〃955、7399-8/A74/3/1.721-1B/start〃955、7399-8/772〃加219、7792-95/772〃772/3/C022/5C21〃油研10號。同時，申請人還把一些已知的、我國自有的或外引的具有某種優良農藝性狀的品種(系)與選出的高含油量品種(系)種植在一起，讓其天然自由授粉雜交，而後從中連續多代選擇，如陝2B、韓1等品種，通過該方法使這兩種品種(系)的含油量分別由原來的40.86%、37.18%都提高到了50%以上。在聚合育種中，申請人特別注意高油基因的不斷聚合和聚合後的優中選優，使其含油量不斷提升。b、生態育種就是在高低海拔不同生態區的穿梭育種，為油菜種質材料或品種(系)創造含油量不斷提升積累的生態環境。申請人利用在陝西大荔低海拔區(海拔368m)與甘肅張掖高海拔區(海拔2300m)穿梭生態育種，既完成了加代(一年二代)，又有利含油量的提升，取得了雙倍的效果。為了加快高含油品種的育種進程，從2001年起，申請人於初冬的11月底到12月上旬將在陝西大荔秋播通過春化的高油品種(系)和雜交組合移到溫室內，使其抽苔開花，並在溫室內進行雜交、回交、系選等。於翌年3月底4月中旬收穫，經分析選擇，於4月下旬到甘肅張掖春油菜區播種加代，再於當年9月中下旬收穫，經含油量和品質篩選，於9月底在陝西大荔播種。這樣一年兩代，從2001年至今已進行了16代。在加代中，申請人研究認為，春油菜區十分有利於高含油量的形成和積累，所以，這不僅是一種加速育種進程的重要措施，也是一種極好的高含油量生態育種和生態適應性選擇的方法。該方法既將育種材料每年在冬春兩種完全不同的生態條件下種植，動搖其油分遺傳的保守性，並以高含油量為育種目標，進行異地定向選擇，特別讓其在春播高海拔區種植，以利於油分的形成和積累。然後再在秋播低海拔區種植，適當稀植，利於品種性狀的發揮，再以高油優良性狀為目標，連續定向選擇，育成高油分優良品種(系)(圖l)。C、黃籽育種申請人利用黃籽高含油的特點，選育高油黃籽種質。前人研究黃色種皮油菜的含油量一般高於同類型的黑色油菜種皮的含油量，申請人:的大量研究也充分地證實了這一點。為了提高含油量，申請人在創造黃籽種質和黃籽高含油的機理研究方面作了以下一些工作①從白菜型、芥菜型、甘藍型油菜中廣泛收集黃籽種質資源，並雜交選育、在雜交後代中重點研究和選育高含油量的甘藍型黃籽種質材料。②上世紀八十年代中期，申請人發現了甘藍型油菜黃籽顯性基因YlY2—(已獲中國專禾U,專利號ZL94119114.1)，獲得了該顯性基因在純合和雜合的情況下，均能使油菜種皮色澤表現為黃色或黃褐色，這一發現為申請人創造新的黃籽種質提供了條件和可能。③通過對含油量50^以上的遺傳背景完全不同的54份品種(系)的種子研究結果顯示54份中，黃籽有28份，佔51.85%，黑籽13份，佔24.07%,中間類型13份，也佔24.07%，在8份58%以上特高油分含油量的品種(系)中，黃籽(含黃綠籽)有6份，黃褐籽2份，未有純黑籽的；且黃籽油菜皮殼率低，皮殼含油量高，種仁比例大，含油量也高，這對高含油量育種有重要的指導意義。多年來，申請人十分重視黃籽高含油量油菜的育種工作，選出了一大批高含油量的優異黃籽種質資源。以上獲得高含油量的三種育種方法結合併用，可以獲得特高含油量的種質材料，以下僅舉兩個例子加以說明1、代號為07Sn538的品系是一個高芥酸低硫苷特高含油量的優良品系，芥酸含量41.18%，硫苷含量為30.054mol/g餅，含油量61.6%。該品系的雜交組合為1721-1B(SEgXMidas)/Start〃955(華黃1號)，組合中幾個品種的來源是SE8:來自陝西省漢中早豐油菜系統；Midas:加拿大低芥酸品種；Start:波蘭雙低(低芥酸、低硫苷)優質品種，含油量較高；955:原華黃1號，華中農業大學劉後利教授育成的我國第一個甘藍型黃籽油菜品種，含油量46.69%。選育方法如下表:tableseeoriginaldocumentpage92、代號為08Sn669的品種是一個雙低(低芥酸、低硫苷)的特高含油量的優質油菜品系，其芥酸含量<0.1%，硫苷含量20.25Pmol/g餅，含油量58.8%。該品系的雜交組合為Altex/秦油1號//722;組合中幾個品種的來源是Altex:加拿大雙低(低芥酸、低硫苷)優質品種，含油量較高；秦油1號申請人利用系選育成的高芥酸、高硫苷的高產油菜品種，含油量較高；1983年通過陝西省審定。772:安徽農科院育成的低芥酸矮杆高產品種。選育方法如下表:tableseeoriginaldocumentpage10二、關於"高油+化殺"的育種模式，可實現快速培育高油高產優質的雜交油菜新品種。這種方法具有親本選配自由，制種方便，雜交種質量無不育風險和不良細胞質影響等優點，所以科學性、實用性強。該方法首先育成高含油量和特高含油量的品種(系)，在目前情況下，所謂高含油量是指品種(系)的含油量達到45%以上的品種(系)；特高含油量是指品種(系)的含油量達到50%以上的品種(系)，且其他方面應具有高產、優質、抗(耐)病、熟期適宜等優良性狀；關於雜交組合的確定，可在大量組合試驗的基礎上，篩選強優勢組合。由於雜交組合中，一般母本的遺傳傳遞力高於父本，所以應把優良性狀多的作母本，且父、母本優勢要互補。關於化殺技術，首先要選好化學雜交劑，一般來說化學雜交劑應具有價格低廉，使用方便，殺雄徹底，效果良好，又無殘留的特性。目前，申請人研製的具有自主智慧財產權的化學雜交劑"SX-1"(已獲得中國專禾U，專利號ZL03105389.0)則具有上述特性，並能滿足申請人的使用要求，可以應用。但需要說明的是，使用SX-1誘導母本雄性不育配製雜交油菜新品種時，按下列化殺制種的技術要求進行1、安全隔離化學雜交制種應設有1500m左右的空間安全隔離區。隔離區範圍內不得種植非父本油菜品種和十字花科收籽蔬菜作物。一經發現有非父本的自生油菜和上述十字花科收籽蔬菜作物，均應在開花前徹底清除。2、適宜行比合理的行比是提高制種產量和質量的一個重要因素。研究證明，在花期相遇良好，花粉量充足的條件下，父母本行比可採用1:2、2:3或2:4，母本間行距40cm，父母本間行距45cm。父本的種植密度在8500株/畝10000株/畝，而母本的種植密度可適當放大，一般每畝12000株至14000株，這樣有利於母本開花集中。3、去雜去劣抓住能顯現親本典型性狀的關鍵生育期，如越冬期、蕾苔期、初花期等，把不符合親本典型特徵的雜株劣株除去；對於母本行中個別殺雄不徹底的植株的花枝也應在初花期去除。4、調節花期父母本花期能否相遇良好，直接關係到雜交制種產量的高低。研究證明化學雜交劑"SX-1"能使油菜初花期推遲2-3天，因而在選擇母本時，最好母本初花期比父本花期提前34天。如仍不能相遇可採用打苔措施進行調節。5、縮短花期為確保兩次噴藥藥效能延長到終花期，整個開花時間應控制在26天左右。其方法一是增加母本種植密度；二是適當推遲噴藥時間，即第一次噴藥在最大花蕾2mm時，薹高20cm左右時；三是前期採取打苔措施(父、母本同時打苔)。6、母本殺雄把握好化學雜交劑"SX-1"的噴施時期和方式，實行適當劑量兩次噴藥。即在油菜花粉母細胞發育的單核期，母本最大花蕾2mra左右時，實施第一次噴藥，濃度為6mg/l左右，畝噴23kg左右藥液；施藥後1114天，再噴施第二次，濃度為8mg/l左右，同樣每畝噴施23kg左右藥液；如果春油菜區母本行比大,畝留苗密度大，考慮植株的著藥量，噴量應適量加大。為了避免將藥噴在父本上，可採用簡易的防護罩或防護架，如因噴施時期不當，初花期出現微粉的可將其有粉花枝打去。7、輔助授粉輔助授粉是提高制種產量和質量的重要措施，一般在初花至盛花期于晴天或多雲無風天的上午10時至12時進行，如，用繩拉或纏有布條的撥竿將父本花粉趕落到母本柱頭上，也可按照制種田放蜂的技術要求適量放蜂，並於父本近終花時及時將蜂撤走。按照本發明的方法，申請人已選配出含油量為47.8%的低優質油菜雜交種"秦優33"，已經通過國審；50%以上的雜交種進入國家區試。具體情況說明如下申請人成功的選育出黃淮區第一個高油分的雙低優質油菜雜交種"秦優33"，該品種採用申請人先育成的兩個高油親本，一個是作為母本(殺雄系)的Y133,含油量為46.73%,—個是作為父本(授粉系)的Y76，含油量為50.01%,然後用化學雜交劑"SX-1"通過實施化學誘導雄性不育而配製雜交種"秦優33"。2007年度和2008年度，"秦優33"兩年參加國家黃淮區區試，共19個點，18個點增產，一個點減產，平均畝產219.73kg,比對照增產7.82，兩年平均含油量47.77%(陝西省漢中地區兩年平均含油量為48.27%),平均畝產油量104.96kg，比對照增加19.9%，是黃淮區有品種試驗以來最高的含油量。2008年9月通過了黃淮區國家審定(國審油2008019)，現正在示範推廣。參加2008年度國家春油菜區試驗的"2061"雙低油菜雜交種，也是申請人按照本發明的方法選育的。"2061"雙低油菜雜交種的兩個親本(母本殺雄係為CY,父本(授粉系)CY11M)含油量均在50.0%以上，其中父本高達53.0%。將CYw用化學雜交劑"SX-1"通過實施化學誘導雄性不育與父本(授粉系)CY，雜交配製成"2061"雙低油菜雜交種，該雜交種"2061"2008年在國家春油菜區試中經各試點抽樣混合檢測，含油量高達50.12%，為春油菜區試中最高的含油量。權利要求1、一種油菜特高油種質及其高油雜交種的選育方法，其特徵在於，該方法採用聚合育種、生態育種和黃籽育種，三者有效結合併合併利用，以獲得特高油種質的含油量達59.10～61.4％的品種/系，然後利用「高油+化殺」的育種模式，實現培育高油高產優質的雜交油菜新品種；所述的聚合育種是選擇含油量較高的種質材料，按照雜交育種的原則，進行單交、復交、回交，使高含油量基因不斷聚合，優良性狀不斷累加；所述的生態育種是在高低海拔不同的生態區穿梭育種，為油菜種質材料創造含油量不斷提升積累的生態環境；即在冬春不同生態區種植，動搖其種質油份遺傳的保守性，在春播高海拔地區種植，有利油份的形成和積累，在秋播低海拔地區種植，進行農藝性狀選擇；所述的黃籽育種是利用油菜黃色種皮薄、種皮含油高以及種仁比例大含油量也高的特點，提高種質的油分含量；所述的「高油+化殺」的育種模式，是將育成的含油45％以上的高油優良種質或50％以上的特高油優良品系，採用化殺雄劑，對用作母本的高油或特高油種質/品系分兩次實施化殺誘導雄性不育，在實施時還要適當增加母本種植密度、打掉母本主苔，以縮短母本花期，同時加強輔助授粉。2、如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的"高油+化殺"的育種模式，具體配製雜交種時按下列要求進行1)安全隔離化學雜交制種設有1500m的安全隔離區，隔離區範圍內不得種植非父本油菜品種和十字花科收籽蔬菜作物，一經發現有非父本的自生油菜和十字花科收籽蔬菜作物，均應在開花前徹底清除；2)適宜行比在花期相遇良好，花粉量充足的條件下，父母本行比採用1:2、2:3或2:4，母本間行距40cm，父母本間行距45cm;父本的種植密度為850010000株/畝，而母本的種植密度為每畝12000株至14000株；3)去雜去劣在越冬期、蕾苔期、初花期，把不符合親本典型特徵的雜株劣株除去；對於母本行中個別殺雄不徹底的植株的花枝也應在初花期去除；4)調節花期研究證明化學雜交劑SX-1能使油菜初花期推遲2-3天，因而在選擇強優勢組合時，母本初花期宜比父本初花期提前3-4天，如不能相遇可採用打苔的措施，進行調節；5)縮短花期為確保兩次噴藥藥效能延長到母本終花期，整個開花時間應控制在26天左右，其方法一是增加母本種植密度；二是適當推遲噴藥時間即第一次噴藥在最大花蕾2mm時，薹高20cm時；三是前期採取打苔措施，即父母本同時打苔；6)母本殺雄用專利號ZL03105389.0中的化學雜交劑實施兩次噴藥，即對父母本行比為1:2的母本，在油菜花粉母細胞發育的單核期，母本最大花蕾2mm時，實施第一次施藥，濃度為6mg/1，畝噴23kg藥液，第一次施藥後1114天，再噴施第二次，濃度為8mg/1，同樣每畝噴施23kg藥液；如果春油菜區母本行比大，畝留苗密度大，應適當加大噴施量，為了避免將藥噴在父本上，應採用簡易的防護罩或防護架；如因噴施時期不當，初花期出現微粉的可將其有粉花枝打去；7)輔助授粉輔助授粉在初花至盛花期于晴天或多雲無風天的上午10時至12時，用繩拉或纏有布條的撥竿將父本花粉趕落到母本柱頭上，或者按照制種田放蜂的技術要求適量放蜂，並於父本近終花時將蜂及時撤走。全文摘要本發明公開了一種油菜特高油種質及其高油雜交種的選育方法，該方法採用聚合育種、生態育種和黃籽育種，三者有效結合併合併利用，以獲得高油和特高油種質材料，然後利用「高油+化殺」的育種模式，實現培育高油高產優質的雜交油菜新品種；採用本發明的方法，獲得了顯著的高油育種效果，特高油種質的含油量達到了59.1～61.4％，雙低優質油菜雜交種的含油量達到了50.12～54.4％。已成功選育出「秦優33」雙低優質油菜雜交種，含油量47.77％，為黃淮區有品種試驗以來最高的含油量，已於2008年9月通過國家審定，在黃淮區示範推廣；選配出50％以上的雜交種已進入國家區試。文檔編號A01H1/04GK101595837SQ20091002330公開日2009年12月9日申請日期2009年7月13日優先權日2009年7月13日發明者張文學,李殿榮,李永紅,灝王,田建華,陳文杰申請人:陝西省雜交油菜研究中心