一種玉米恢復型雄花不育胞質雜交種的制種方法
2023-08-10 12:06:16 2
專利名稱：一種玉米恢復型雄花不育胞質雜交種的制種方法
技術領域：
本發明涉及一種玉米雜交種的制種新技術，是利用雄性不育「三系」配製玉米雜交種鄭單958的制種方法，屬於植物遺傳與種子生產領域。
背景技術：
玉米雜交種的利用始於20世紀30年代，是將遺傳學應用於育種，將育種成果應用於生產並取得了巨大社會經濟效益。我國自上一世紀50年代開始進行玉米品種改良和推廣，從利用優良農家品種、品種間雜交種、雙交種到單交種，玉米雜交種的培育和利用得到迅速發展。
目前國內玉米雜交種的生產多採用常規種子生產方式，制種過程中，在母本的雄穗散粉之前，全部進行人工摘除，不僅耗費大量人力資源，而且往往因人為的或氣候的原因，母本去雄很難乾淨、徹底，母本株自交和姊妹交現象很難避免，往往造成種子純度降低，種子質量達不到國家規定的標準，導致雜交種(F1)減產。當今，確保玉米雜交種種子純度最行之有效的措施就是利用不育化玉米雜交種制種技術。
不育化玉米雜交種，全稱是恢復型玉米雄花不育胞質雜交種，它是由母本雄花不育系(T型、S型、C型)及其保持系和父本恢復系組成，因此，又叫三系配套雜交種或三系雜交種。不育化玉米雜交種制種技術在美國和前蘇聯早已被廣泛應用，我國因種種原因，對該項技術的研究較晚，影響了玉米不育化制種在種子生產中的應用。
發明內容
本發明的目的是提供一種確保玉米雜交種鄭單958種子純度的不育化制種方法，解決常規制種方法中存在的問題。具體是通過遺傳育種技術，將母本自交鄭58轉育成為雄性不育系，將父本自交系昌7-2轉育成為雄性不育恢復系，實現不育系、保持系、恢復系三系配套，利用「三系」進行鄭單958的種子生產。
科研實踐表明，將某一常規玉米自交系轉育為雄花不育系，需要五、六個世代，將某一自交系轉育成雄花不育系的恢復系則至少需要八、九個世代才能完成。用於生產，還需要經過雜交、鑑定、篩選、配種等程序，因此需要花費大量的時間和心血。本發明人經過多年潛心研究，完成了一種不育化玉米雜交種的制種方法。其中研製的整個程序，包括雄性不育系、恢復系的選育及玉米雜交種鄭單958的配製。本發明的構思是鄭單958是常規玉米雜交種，母本自交系是鄭58，父本是昌7-2，該雜交種從2000年起先後通過國家和河南、河北、山東等省區審(認)定，到2006年已累計推廣面積達1.9億畝，成為建國以來全國種植面積最大的品種，同時也是我國第六次玉米品種更新換代的標誌性品種。因此，該雜交種也成為每年制種量最大的玉米品種，在常規玉米雜交制種過程中的人工去雄費時、費工、成本高和因去雄不及時造成雜交種純度低的問題日益突出。本發明即是提供一種不育化鄭單958玉米雜交種的制種方法，以克服現有技術的缺陷。
具體地，本發明的方法包括以下步驟(1)育成不育度高、育性穩定的Es型胞質的雄性不育系Cms-Es鄭58以Cms-Es綜3作為不育胞質的提供者，將鄭單958的母本自交系鄭58為輪迴新本，通過連續11代回交，得到不育株率達到99.9％的鄭58不育系。
(2)育成恢復株率達到100％的雄性不育恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)以Cms-Es綜3與單基因(Rf4Rf4)恢復系新40雜交的F1作為轉育的基礎材料，前者提供不育胞質背景，後者提供恢復基因源，在F1中選擇完全恢復的若干株作母本，分別與父本自交系昌7-2進行成對授粉，並以昌7-2作為輪迴親本，與回交後代中的全恢復株進行回交，連續進行6代，其農藝性狀、整齊度與昌7-2達到一致後，通過兩次自交和配合力測定，選出具完全恢復作用、配合力高的優良恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)。
(3)不育化鄭單958玉米雜交種制種以雄花不育系Cms-Es鄭58作母本，恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)作父本的制種田，母本不去雄，獲得正常開花散粉結實的不育化玉米雜交種鄭單958種子。
本發明利用「三系」進行鄭單958的種子生產，完全免去了制種田母本行的人工去雄工序，所生產的雜交種種植大田後，能夠完全恢復散粉能力，其產量、農藝性狀、抗性與常規法生產的鄭單958相同，若干性狀還得到改善。採用此技術生產鄭單958種子，不僅節約了大量投工，而且能確保雜交種的遺傳純度，充分發揮該品種的增產潛力。
圖1是Es型不育系鄭58轉育示意圖。
圖2是Es型恢復系昌7-2(Rf)轉育示意圖。
圖3是利用雄性不育「三系」配製鄭單958的種子生產流程示意圖。
具體實施例方式
以下實施例用以說明本發明。
實施例本實施例給出的不育化鄭單958玉米雜交種的制種方法包括如下步驟(1)Cms-Es鄭58的轉育參見圖1，2000年夏以Cms-Es綜3作為不育胞質的提供者，將鄭單958的母本自交系鄭58為父本，組成Cms-Es綜3×N鄭58，當年冬在海南播種其F1種子，抽雄散粉期選擇雄花不育株作母本，用鄭58作父本回交，所獲F1種子，於2001年春播，再選不育株用鄭58回交，這樣連續回交9次，得到不育株率達到99.9％的Cms-Es鄭58。
(2)Es型恢復系昌7-2的轉育參見圖2，2001年冬選用以Cms-Es綜3與單基因(Rf4Rf4)恢復系新40雜交，2002年春播種其F1種子，作為轉育的基礎材料，在F1中選擇完全恢復的若干株作母本，分別與父本自交系昌7-2進行成對授粉，並以昌7-2作為輪迴親本，與回交後代中的全恢復株進行回交，連續進行6代，其農藝性狀、整齊度與昌7-2達到一致後，通過兩次自交和配合力測定，選出具完全恢復作用、配合力高的優良恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)。
(3)不育化鄭單958玉米雜交種制種方法參見圖3，以Cms-Es鄭58為母本，N鄭58為父本，置500M以上空間隔離條件下，母本與父本按5∶1(或6∶1)行比間隔種植，種植密度5500～6000株/畝，父本散粉結束後，全部砍除，母本行收穫的種子作為制種田的母本；恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)在500m以上隔離種植，種植密度5500～6000株/畝，所產生的種子作為制種田的父本；以不育系Cms-Es鄭58為母本，恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)為父本，按5∶1～或6∶1的行比，在300米以上的隔離條件下進行制種；父本行散粉結束後全部砍除，母本行收穫的種子即為大田生產用的鄭單958雜交種。
權利要求
1.一種玉米恢復型雄花不育胞質雜交種的制種方法，其特徵在於包括一個C型Es亞種雄花不育系作母本，一個C型恢復系作父本，在安全隔離區內採取適宜的行比，適宜種植密度，母本不去雄等配套措施，步驟如下(1)育成不育度高、育性穩定的Es型胞質的雄性不育系Cms-Es鄭58以Cms-Es綜3作為不育胞質的提供者，將鄭單958的母本自交系鄭58為輪迴新本，通過連續11代回交，得到不育株率達到99.9％的鄭58不育系；(2)育成恢復株率達到100％的雄性不育恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)以Cms-Es綜3與單基因(Rf4Rf4)恢復系新40雜交的F1作為轉育的基礎材料，前者提供不育胞質背景，後者提供恢復基因源，在F1中選擇完全恢復的若干株作母本，分別與父本自交系昌7-2進行成對授粉，並以昌7-2作為輪迴親本，與回交後代中的全恢復株進行回交，連續進行6代，其農藝性狀、整齊度與昌7-2達到一致後，通過兩次自交和配合力測定，選出具完全恢復作用、配合力高的優良恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)。(3)不育化鄭單958玉米雜交種制種以雄花不育系Cms-Es鄭58作母本，恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)作父本的制種田，母本不去雄，獲得正常開花散粉結實的不育化玉米雜交種鄭單958種子。
2.按權利要求1所述的制種方法，其特徵是以雄花不育系Cms-Es鄭58作母本，恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)作父本，制種田母、父本行比為5∶1(或6∶1)，即播5行(或6行)母本，播1行父本，相間種植。
3.按權利要求1所述的制種方法，其特徵是以雄花不育系Cms-Es鄭58作母本，恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)作父本，田間制種的種植密度是5500～6000株/畝。
4.按權利要求1所述的制種方法，其特徵是以不育系Cms-Es鄭58為母本，恢復系Cms-Es昌7-2(Rf)為父本，在300米以上的隔離條件下進行制種；父本行散粉結束後全部砍除，母本行收穫的種子即為鄭單958。
全文摘要
本發明是利用雄性不育「三系」配製玉米雜交種鄭單958的種子生產技術，是發明人通過遺傳育種技術將該雜交種的親本自交系鄭58和昌7－2分別轉育成為Es型不育胞質背景的雄性不育系[命名為Cms－Es鄭58]和恢復系[命名為Cms－Es昌7－2(Rf)]。不育系的不育株率達到99.9％，恢復系的恢復株率達到100％，恢復度達到正常水平。以Cms－Es鄭58為母本，Cms－Es昌7－2(Rf)為父本的種子生產程式配製鄭單958，母本不去雄，獲得正常開花散粉結實的不育化鄭單958玉米雜交種種子，其農藝性狀、抗性、適應性與常規生產的鄭單958相同。本發明的特點是其制種過程完全免去了人工去雄工序，制種成本低，種子質量好，產量高，適宜大面積推廣應用。
文檔編號A01H1/04GK101084736SQ20071012342
公開日2007年12月12日 申請日期2007年6月25日 優先權日2007年6月25日
發明者堵純信, 曹春景, 曹青, 畢蒙蒙 申請人:堵純信, 曹春景, 曹青, 畢蒙蒙