一种柱头外露大豆品种的培育方法技术

本发明专利技术公开了一种柱头外露大豆品种的培育方法，选取具有长柱头、大柱头、花萼短、花粉育性不好、农艺性状优良、抗病性强等性状的野生大豆品种，采用［６０］↑Ｃｏ－γ射线照射大豆种子创造突变长柱头和花粉不育，再通过杂交、回交等方法聚合柱头外露基因，获得具有各种目标性状基因的杂合体，利用群体改良技术，获得可遗传的目标性状植株。在众多的植株中进行柱头、花粉、田间农艺性状筛选和抗病性鉴定，进一步筛选获得具有柱头外露的不育系。本发明专利技术应用随机多交加混合选择的方法，不仅可以改良单个性状柱头外露率，而且可以改良配合力、品质、抗性等综合性状。该不育系对很多黄淮品种都具有很好的特殊配合力。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种柱头外露大豆新品种的培育方法。
技术介绍
大豆花器性状是影响杂交大豆制种异交结实率的重要因素之一，并且在大豆的杂种优势利用及群体改良中具有重要的应用价值，杂种优势的利用是作物产量突破的有效途径之一，杂交种的增产效应已为国内外的生产实践所证实，因此，选育出柱头外露大豆品种一直是国内外大豆界人士梦寐以求的事。我国曾是世界上大豆生产第一大国，50年代我国大豆产量居世界首位。但由于单位面积产量低，栽培面积逐步缩小，我国失去了在世界大豆生产中的领先地位。美国、巴西、阿根廷等都已发展成大豆生产大国，总产量均已超过我国。中国已成为世界最大的大豆进口国，我国大豆生产面临着前所未有的挑战。生产杂交种大豆，应用杂种优势是应对这一挑战的重要途径之一。大豆雄性不育最早在20世纪20年代发现(Owen F V.，1928)，迄今国内外已报道的很多，表现为结构不育(ft，fs1f2) (Brim C A，1973)，部分雄性不育(msp)(Hadley H H，1964)联会突变导致雄性雌性均不育(st1，st2，st3，st4，st5 st6，st7，st8)Palmer R G.，1974；Palmer R G，KaulM L H.，1983；Palmer R G and Homer H T.，2000；Albertsen M C，PalmerR G.A，1979)雄性不育雌性可育(ms1，ms2，ms3，ms4，ms5，ms6，ms7，ms8，ms9)等(Buss G R.，1983；Delannay X，Palmer R G.，1982；Graybosch R A，Bernard R L.，1984；Palmer R G.，2000)；质核互作雄性不育(Davis，W.H.，1985；孙寰，赵丽梅，黄梅，1993；盖钧镒，丁德荣，崔章林，等，1999；许占友，李磊，邱丽娟，，1999；张磊，戴瓯和，黄志平，等，1999)；光(温)敏雄性不育(卫保国，1991；彭玉华，杨国保，袁建中，等，1998)等。直到目前还没有报道过柱头外露、花药退化、花药距柱头的距离远和不育这几种性状集一体的大豆柱头外露不育系。到目前为止，我国已选育出十几个不同的育性稳定的大豆质核互作雄性不育系并实现了三系配套。但不育系的繁殖与杂交的配制存在很大的困难。大豆雄性不育系自然异交率的高低主要取决于花器性状、开花习性及环境条件的变化。由于大豆花器小，花多，花粉粘重，花朵开放时翼瓣和龙骨瓣紧紧包住雄蕊和柱头，花药和柱头不外露，异花间的昆虫传粉及风媒传粉难以进行，开花授粉问题成为大豆杂种优势利用的关键，也是大豆的杂种优势能否走向大规模商业化制种的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大豆柱头外露新品种的培育方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种柱头外露大豆品种的培育方法，其培育过程按如下步骤操作(1)60Co-γ射线辐照已经筛选出的具有长柱头、花萼短、花粉育性不好、农艺性状优良、抗病性强的野生大豆干种子；(2)从辐射一代M1起每一代鉴定选择辐射突变的长柱头并且花粉败育的株系，直到选择到柱头外露同时花粉败育的株系稳定遗传为止；(3)高产优质、抗病栽培品种与步骤2选出的稳定遗传柱头外露同时花粉败育的株系杂交；(4)将步骤3杂交得到的柱头外露同时花粉败育的F1代与高产优质、抗病栽培品种回交，产生回交一代和回交二代群体，并对这些分离群体进行表型选择，以减少供体不利基因的频率，缩小试验规模；(5)步骤4产生的杂交后代，形成一个原始杂种群体；(6)从步骤5形成原始杂种群体中选择具有柱头外露的半不育系；(7)从步骤6当选的个体进行互交、重组，形成一个新群体，再从该群体进行鉴定和选择，形成一个轮回周期，然后进行另一个新的轮回周期，如此周而复始，达到群体遗传基因稳定为止；(8)对步骤7入选的柱头外露不育优良品系进行进一步的鉴定，应在保证组合数的同时扩大繁殖群体，增加打破不利连锁的机率，从而实现长柱头不育系的基因累加。所述步骤1中60Co-γ射线的剂量为150～300Gy，剂量率为1.0～1.5Gy/m；所述步骤2中选择柱头外露并且花粉败育的株系中柱头外露长度为0.7mm～1.2mm，直到选择到不低于6代柱头外露同时花粉败育的株系稳定遗传为止；所述步骤7中周而复始进行三个轮回周期，每三季为一轮。所述步骤1中60Co-γ射线的最佳剂量为200Gy，最佳剂量率为1.2Gy/m；所述步骤2中选择柱头外露并且花粉败育的株系达到7代。为了进一步减少供体不利基因的频率，所述步骤4中在对分离群体进行表型选择的同时对这些分离群体进行突变体分子标记选择，即利用SSR分子标记技术，对步骤4产生的BC2代进行分子标记检测；产生的BC2回交产生BC3，对其柱头外露性状进行有重复的实验鉴定，利用统计软件对分子标记数据和田间试验数据进行QTL分析，检测出与QTL紧密连锁的分子标记；利用分子标记进行辅助选择，选育具有优良遗传背景并携带柱头外露QTL的近等基因系QTL-NIL。所述突变体特征包括柱头外露、长柱头、长花柱和长粒型、短花萼；所利用的统计软件为SAS统计软件或DPS统计软件。培育出的柱头外露大豆新品种主要花器形态特点为雌蕊、花柱和柱头都细长，柱头随着花冠伸长而伸长，柱头外露长度0.7mm～1.2mm；花的萼片和花瓣紧紧裹住花柱；花药小，花药的开裂性差；镜检结果显示柱头外露的花粉较正常发育花粉少而且育性极差；开花时，花药明显低于柱头而围绕于子房的四周，柱头远高于雄蕊群，花粉囊破裂时花粉不易散落在柱头上，自花授粉很难，出现不育。辐射诱变是利用物理因素诱发变异，再通过选择育成新品种的方法。辐射采用60Co-γ射线处理植物体活体的不同再生部位或种子。植物诱变育种在我国经历了四十多年，截止到目前，据不完全统计，已育成农作物、果蔬、花卉等五百多个品种(种质)，占世界辐射诱变品种总数的四分之一左右，河南省农业科学院自70年代开展大豆作物辐射诱变育种。连续回交技术利用野生大豆的长柱头资源，连续回交和轮回选择的方法实现野生大豆的大柱头、高柱头花器性状的基因的累加，创造中间种质，通过这种途径改良需要经过多循环轮回选择才能打破不利基因的连锁，获得柱头外露不育系。轮回选择是从某一个群体选择理想个体，进行互交，实现基因和性状的重组，从而形成一个新群体的方法。轮回选择可以避免携带过多不利基因的缺点，也可以减少因连续自交纯合化所导致的有利基因的丢失，因而是较好的改良群体的方法。群体改良技术应用柱头外露不育基因作工具，采用混合选择与随机多交相结合的办法，在可育的条件下进行混合选择，在不育的条件下进行随机多交，改良大豆不育系柱头外露率，取得了明显的效果。从某种意义上说，该方法是对轮回选择的发展，是适应于大豆等自花授粉作物的轮回选择育种方法，它与轮回选择的核心内容“选择一互交一选择”是相通的。本专利技术选取具有长柱头、大柱头、花萼短、花粉育性不好、优良农艺性状、抗病性强等性状的野生大豆品种，采用60Co-γ射线照射大豆种子创造突变，再通过杂交、回交等方法聚合柱头外露基因，获得具有各种目标性状基因的杂合体，利用群体改良技术，获得可遗传的目标性状植株。在群体改良的同时结合分子标记进行辅助选择。在众多的植株本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱头外露大豆品种的培育方法，其特征是培育过程按如下步骤操作：（１）［６０］↑Ｃｏ－γ射线辐照已经筛选出的具有长柱头、花萼短、花粉育性不好、农艺性状优良、抗病性强的野生大豆干种子；（２）从辐射一代Ｍ１起每一代鉴定选择辐射突变的长柱头并且花粉败育的株系，直到选择到柱头外露同时花粉败育的株系稳定遗传为止；（３）高产优质、抗病栽培品种与步骤２选出的稳定遗传柱头外露同时花粉败育的株系杂交；（４）将步骤３杂交得到的柱头外露同时花粉败育的Ｆ１代与高产优质、抗病栽培品种回交，产生回交一代和回交二代群体，并对这些分离群体进行表型选择，以减少供体不利基因的频率，缩小试验规模；（５）步骤４产生的杂交后代，形成一个原始杂种群体；（６）从步骤５形成原始杂种群体中选择具有柱头外露的半不育系；（７）从步骤６当选的个体进行互交、重组，形成一个新群体，再从该群体进行鉴定和选择，形成一个轮回周期，然后进行另一个新的轮回周期，如此周而复始，达到群体遗传基因稳定为止；（８）对步骤７入选的柱头外露不育优良品系进行进一步的鉴定，应在保证组合数的同时扩大繁殖群体，增加打破不利连锁的机率，从而实现长柱头不育系的基因累加。

【技术特征摘要】
1.一种柱头外露大豆品种的培育方法，其特征是培育过程按如下步骤操作(1)60Co-γ射线辐照已经筛选出的具有长柱头、花萼短、花粉育性不好、农艺性状优良、抗病性强的野生大豆干种子；(2)从辐射一代M1起每一代鉴定选择辐射突变的长柱头并且花粉败育的株系，直到选择到柱头外露同时花粉败育的株系稳定遗传为止；(3)高产优质、抗病栽培品种与步骤2选出的稳定遗传柱头外露同时花粉败育的株系杂交；(4)将步骤3杂交得到的柱头外露同时花粉败育的F1代与高产优质、抗病栽培品种回交，产生回交一代和回交二代群体，并对这些分离群体进行表型选择，以减少供体不利基因的频率，缩小试验规模；(5)步骤4产生的杂交后代，形成一个原始杂种群体；(6)从步骤5形成原始杂种群体中选择具有柱头外露的半不育系；(7)从步骤6当选的个体进行互交、重组，形成一个新群体，再从该群体进行鉴定和选择，形成一个轮回周期，然后进行另一个新的轮回周期，如此周而复始，达到群体遗传基因稳定为止；(8)对步骤7入选的柱头外露不育优良品系进行进一步的鉴定，应在保证组合数的同时扩大繁殖群体，增加打破不利连锁的机率，从而实现长柱头不育系的基因累加。2.如权利要求1所述的一种柱头外露大豆品种的培育方法，其特征是所述步骤1中60Co-γ射线的剂量为150～300Gy，剂量率为1.0～1.5Gy/m；所述步骤2中选择柱头外露并且花粉败育的株系中柱头外露长度为0.7mm～1.2mm，直到选择到不低于6代柱头外露同时花粉败育的株系稳定遗传为止；所述步骤7...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁慧珍，李卫东，赵志芳，卢卫国，王树峰，韩启忠，曹颖妮，李锦辉，
申请(专利权)人：河南省农业科学院棉花油料作物研究所，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]