一種洋蔥雄性不育保持系的選育方法

2023-07-07 03:08:16 1

專利名稱：一種洋蔥雄性不育保持系的選育方法
技術領域：
本發明屬于洋蔥雜種優勢利用技術領域，涉及一種洋蔥雄性不育保持系的更新方法。
背景技術：
我國是世界上的洋蔥生產大國，也是洋蔥出口大國，但育種落後。目前我國尚無自己培育的F1代品種，種植的F1代品種均從國外進口，每公頃種子成本在6000-9000元，佔生 產總成本的40-60%。鑑於我國洋蔥生產效益低的現狀，開展洋蔥F1代雜交種選育研究是 提高我國洋蔥生產力的前提條件。洋蔥F1代育種的主要途徑是利用核質互作型雄性不育 的三系法，既要同時具備不育系、保持系和恢復系。通過保持系與不育系雜交，不育系得以 繁殖並保持不育性狀；通過不育系與恢復系雜交獲得雜交種子，其雜種優勢的強弱直接取 決於不育系和恢復系的情況，即只有選育出優良的不育系和優良的恢復系，才能培育出優 良的雜種一代。因此，開展洋蔥F1代育種，必須從最基礎的育種材料選育著手，「三系」選育 的技術問題首先需要取得突破。在洋蔥「三系」選育中，雄性不育系可以通過雜種一代的分 離或商業渠道從國外直接引進等途徑獲得，而且其性狀決定於保持系，所以保持系和恢復 系的選育技術成為洋蔥F1代育種的關鍵。在洋蔥「三系」育種實踐中，恢復系的選育比保持系選育難度要低，不是雜種一代 種子生產中的制約因素。因為洋蔥是二年生作物，生產上主要是利用營養體生長期的鱗莖， 無需再獲得種子，所以不存在雜種一代育性恢復的問題，只需測定其雜種優勢，不必選育專 門的恢復系。只要能為不育系提供可育花粉，不管育性恢復的基因型如何，是純合體還是雜 合體均可作為選育恢復系的材料。因此，按照通常選育程序，從絕大多數品種或品系中可以 選育出配合力高、性狀優良的恢復系。另一方面，不育系(Smsms)綜合形狀的提高較複雜，難度較大。因為不育系的繁殖 需要用基因型為Nmsms的保持系與其反覆回交，幾代之後不育系的核遺傳物質幾乎被保持 系的核所取代，不育系變成了保持系的相似系。因此，不育系的性狀優劣取決於保持系。只 有保持系性狀優良，才能有優良的不育系，最終才能配製出優良的雜種一代。目前，如何選 育出性狀優良的保持系(Nmsms)是洋蔥雜種一代品種更新換代的核心技術。洋蔥的育種實踐表明，不育系易得，保持系難尋。因為自然環境狀態下洋蔥帶有正 常可育的基因型匪sMs，只有核基因發生隱性突變，即Ms突變為ms，核恢復基因為雜合的個 體Wsms再通過自交才能夠得到隱性純合的基因型Nmsms，這樣的個體對不育性才有保持 功能，也就是要育成的保持系。然而此類失去育性恢復功能的核基因突變頻率是很低的， 而且即使發生了突變並自交後純合，由於質核互作的雄性育性控制機制，表型育性依然正 常，需要與不育個體雜交，從其後代的育性分離表現才能檢測出發生突變的個體(匪sms或 Nmsms)，所以這樣通過雜交進行鑑定的工作是十分繁重的。關于洋蔥保持系的選育，不管不 育系的來源如何，通常採用與不育材料回交轉育的方法來篩選保持系。即以雄性不育株為 母本，當地優良品種為父本，進行成對雜交。要想得到一個基因型為(Nmsms)的保持系，每年需要配製數百個、甚至上千個組合從中篩選保持系。這樣做的結果是，不僅配製的組合數量過多，工作量過大，需要大量的人力和物力；更為重要的是即使篩選到了具有保持能力的 植株，其經濟性狀多數情況下也很難符合育種的要求。所以，洋蔥「三系」育種實踐中期待 能研究出一套選育保持系的有效方法，該方法應該在選育保持系的基因型(Nmsms)上是完 全可預見的，無需進行大量的成對雜交篩選不育核基因，因而可以大大縮小雜交組合規模， 降低育種成本；又能在決定基礎材料時允許預先進行嚴格選擇，對選育保持系的經濟性狀 在方向上是可控的，因而能夠克服以往選育方法的盲目性，提高育種效率。

發明內容
針對傳統的回交轉育方法選育保持系時配製組合數過多和經濟性狀難以保證的 缺陷，本發明根據質核互作型不育性遺傳的理論，發明了一種將不育系(Smsms)的核不育 基因ms導入性狀優良的可育品種或品系(匪sMs)，以獲得保持系(Nmsms)的技術。方法是 用經典不育系與經過嚴格選擇在經濟性狀和配合力上都符合要求的品種雜交，然後經回交 和自交等雜交與選育步驟，人工合成具有基因型為Nmsms的保持系。本發明採用的導入核 不育基因的受體材料源於「札幌黃」種質材料提純過程中選出的單株系，其平均球重、抗病 性及耐貯藏等綜合性狀優良，為本發明的主要選擇指標提供了遺傳基礎。同時，本發明最初 只需配製一個雜交組合，再經一次回交即將不育基因導入性狀優良的受體材料，其後的工 作只是通過自交分離出基因型為Nmsms的個體。具體選育程序和步驟如下第一年，播種來年用作雜交的親本種子，進行蔥頭生產。第二年，用經典不育系(Smsms)作母本，用選出的經濟性狀優良的可育品種作父 本(^sMs)進行雜交，在不育株上收穫F1 (SMsms)雜交種子，同時在父本植株上分別收穫自 交種子。第三年，進行蔥頭生產。第四年，用原來作為父本(^sMs)的自交後代作母本，人工去雄後與該組合的 F1 (SMsms)進行反向回交，收穫BC1種子(匪sMs，匪sms)。第五年，進行蔥頭生產。第六年，從BC1中選單株自交，分別收穫各單株的自交種子。匪sMs自交後代基因 型全為NMsMs，Wsms自交後代基因型為NMsMs、NMsms和Nmsms。第七年，進行蔥頭生產。第八年，用經典不育系(Smsms)作母本，用BC1的自交後代的單株作父本分別進行 雜交，分別收穫雜交種子和父本自交種子。或者，先對上一代的自交後代進行育性分離鑑 定，確認BC1中的^sms後，再用其自交後代的各單株分別與經典不育系雜交。第九年，進行蔥頭生產。第十年，調查上一代雜交後代的育性分離比，子代表現全不育組合的父本，即是育 成的新保持系(Nmsms)。
具體實施例方式本發明育成的新保持系KB651B是由不育系KB2354A和自交系94_6_51雜交，再經 回交和自交等步驟選育獲得的。
不育系KB2354A是從日本引進的一代雜種「卡木依」自交後代中分離出的不育株， 用自育保持系KB2354B已經繁育了三代。自交系94-6-51是從日本「札幌黃」種質材料提 純過程中選出的性狀優良的單株系，其平均球重為260克、抗病、鱗莖圓球形、球莖收斂、較 耐貯藏。以上材料均為長日照、溼潤生態類型。新保持系KB651B在球重、球型、抗病和耐貯 藏等方面表現優良，符合育種目標要求。關於選育保持系的方法，本發明與通常採用回交轉育的方法比較，具有兩個突出 優點。其一，傳統的回交轉育方法是在自然群體中篩選突變基因型Nmsms或匪sms，通常需 要配製成百上千個組合，組合數太多，工作量巨大。而本發明是將經典不育系(Smsms)的核 不育基因ms導入性狀優良的可育品種或品系(NMsMs)，在選育保持系的基因型上是完全可 預見的，最初只需配製一個雜交組合，再經一次回交即將不育基因導入性狀優良的受體材 料，其後的工作只是通過自交分離出基因型為Nmsms的個體。無需進行大量的成對雜交篩 選不育核基因，因而大大縮小了雜交組合規模，降低了育種成本。其二，傳統的回交轉育方 法是以篩選不育核基因(Wsms或Nmsms)為前提，而表現該特徵的株系在經濟性狀上可能 並不符合育種要求。而本發明在決定基礎材料時允許預先進行嚴格選擇，只採用經濟性狀 優良的自交系作為不育基因導入的受體材料，這對保持系的經濟性狀在選育方向上是可控 的，因而克服了傳統選育方法的盲目性，提高了育種效率。
新保持系KB651B選育的具體實施過程如下1999年，春播KB2354A和94_6_51雜交親本種子，秋收蔥頭貯藏2000年，進行雜交(KB2354AX 94-6-51)，收穫雜交種子F1及94-6-51自交種子2001年，春播F1和94-6-51種子，秋收蔥頭貯藏2002年，對94-6-51植株人工去雄進行反向回交(94_6_51 XF1)，在94_6_51植株 上採收BC1種子2003年，春播BC1種子，秋收蔥頭貯藏2004年，BC1植株單株隔離強制自交，按株單收自交種子2005年，春播上一年各單株自交種子和KB2354A種子，秋收蔥頭貯藏2006年，用BC1的自交後代的單株作父本分別與KB2354A進行雜交，分別收穫雜交 種子和父本自交種子2007年，春播上一年各單株雜交種子，秋收蔥頭貯藏2008年，調查上一代各單株雜交後代的育性分離比，子代表現全不育組合的父本， 即是育成的新保持系KB651B。
權利要求
一種洋蔥雄性不育保持系的選育方法，其特徵在於最初只配製一個雜交組合，用經典不育系(Smsms)與經過嚴格選擇在球重、抗病性、耐貯藏這些綜合性狀優良的品種或品系(NMsMs)雜交，育成F1(SMsms)；然後經反向回交(NMsMs×F1)得BC1(NMsMs，NMsms)，將核不育基因ms導入具有正常可育細胞質的性狀優良品種或品系；BC1自交產生分離子代並用其與經典不育系(Smsms)雜交，最終鑑定出保持系(Nmsms)。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於新保持系KB651B是由不育系KB2354A和 自交系94-6-51為親本育成。
全文摘要
選育性狀優良的保持系是洋蔥一代雜種品種更新換代的核心技術。本發明是根據質核互作型不育遺傳理論制定的保持系選育方法。技術要點是用不育系與經過嚴格選擇在經濟性狀和配合力上都符合要求的品種雜交，然後經回交和自交等雜交與選育步驟，人工合成具有基因型為Nmsms的保持系。這種將經典不育系(Smsms)的核不育基因ms導入性狀優良的可育品種或品系(NMsMs)的技術，在選育保持系的基因型上是完全可預見的，又能在決定基礎材料時允許預先進行嚴格選擇，對選育保持系的經濟性狀在方向上是可控的，因而克服了以往選育方法的盲目性，提高了育種效率。
文檔編號A01H1/04GK101803565SQ20091021556
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月11日 優先權日2009年12月11日
發明者崔成日, 馬有會 申請人:遼寧師範大學