一种甘蓝细胞质雄性不育系转育及制种方法技术

本发明专利技术公开了一种甘蓝细胞质雄性不育系的转育方法，其特征在于，用甘蓝自交系为轮回亲本与甘蓝胞质不育源进行５－７代回交即可。本发明专利技术具有以下优点：雄性不育性受细胞质控制，转育容易，任何甘蓝自交系都可作它的保持系；雄性不育性稳定，不育株率和不育度均能达到１００％，且不受环境条件影响，在严格隔离区内用其配制的杂交种杂交率可达１００％；雄性不育系植株的生长发育、开花结实性状以及配合力都正常、蜜腺发达，优于黑芥胞质及未经改良的萝卜胞质甘蓝雄性不育系；雄性不育系的保持系及杂交种的父本均可用自交亲和系，能在隔离条件下用蜜蜂授粉繁殖，成本低。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物杂种优势利用领域，具体来说涉及一种甘蓝细胞质雄性不育系转育及制种方法。
技术介绍
甘蓝(Brassica oleracea var.capitata(L.))是世界各国的主要蔬菜，由于其杂种优势明显，杂种优势育种成为甘蓝育种的主要途径。早在上个世纪50～60年代，日本、美国等发达国家就利用自交不亲和系途径配制甘蓝杂交种，我国从70年代开始也利用自交不亲和系方法生产甘蓝杂交种。但这种方法存在杂交种的杂交率很难达到100％、杂交种的亲本长期自交繁殖易出现生活力退化、亲本靠人工蕾期自交授粉繁殖成本高等问题，而利用雄性不育系制种可克服上述缺陷。因此，长期以来甘蓝育种工作者都在积极进行甘蓝雄性不育系选育的研究。甘蓝雄性不育源有核基因雄性不育和细胞质雄性不育两大类。核基因雄性不育又有隐性核基因和显性核基因两种，隐性核基因雄性不育系因无法找到保持系而很难利用。对于显性核基因雄性不育系，已培育成功并利用于制种，但转育过程较复杂，用于繁殖雄性不育系的纯合显性雄性不育株要用组织培养的方法扩繁。胞质雄性不育材料有萝卜胞质和黑芥胞质两类，黑芥细胞质雄性不育已被证实不能应用。国内一些单位已搜集到的萝卜胞质甘蓝雄性不育系大部分因植株生长和开花结实性状不正常而很难利用。上世纪90年代中期以来搜集到的改良萝卜细胞质甘蓝雄性不育系，虽然植株生长与开花结实正常，但农艺性状不良、整齐度差，也不能直接利用。因此，选育不育性稳定、转育容易、可实际应用的甘蓝胞质不育系是甘蓝育种工作者多年来的愿望。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是转育出雄性不育性稳定、植株与开花结实性状正常、配合力优良的甘蓝胞质雄性不育系，再利用胞质雄性不育系与配合力好的自交系杂交，配制出优良的甘蓝杂交种，并建立利用甘蓝胞质雄性不育系配制甘蓝杂交种的制种新方法。本专利技术提供了一种甘蓝细胞质雄性不育系的转育方法，其特征在于，用甘蓝自交系为轮回亲本与甘蓝胞质不育源进行5-7代回交。其中所述的甘蓝胞质不育源为CMS9825或CMS9829；所述的甘蓝自交亲和系为98403、98408、98432、98G73、98G79、9866、9880、98101等。本专利技术还提供了一种甘蓝细胞质雄性不育系的制种方法，其特征在于，将使用上述的转育方法所得的甘蓝细胞质雄性不育系和相应的甘蓝自交系的种子于秋季播种，秋末冬初选择种株在保护地越冬春化，第二年春季将雄性不育系与甘蓝自交系同栽于一个隔离温室或网棚中，不育系与甘蓝自交系植株比例为2∶1或3∶1，在种株开花前放进蜜蜂用于授粉，种子成熟后，从不育系上收获的种子即为配制杂交种用的甘蓝细胞质雄性不育系种子。另外，本专利技术还提供了一种甘蓝杂交种的生产方法，其特征在于，使用上述的转育方法所得的甘蓝细胞质雄性不育系为母本，甘蓝自交亲和系为父本进行杂交获得杂交种。本专利技术的实体是以优良的胞质不育源作母本、优良自交系作父本，转育成生长发育及开花结实性状正常、配合力好的胞质雄性不育系，并利用细胞质雄性不育系配制出优良的甘蓝杂交种，本专利技术具有以下优点雄性不育性受细胞质控制，转育容易，任何甘蓝自交系都可作它的保持系；雄性不育性稳定，不育株率和不育度均能达到100％，且不受环境条件影响，在严格隔离区内用其配制的杂交种杂交率可达100％；雄性不育系植株的生长发育、开花结实性状以及配合力都很正常、蜜腺发达，优于黑芥胞质及未经改良的萝卜胞质甘蓝雄性不育系；雄性不育系的保持系及杂交种的父本均可用自交亲和系，能在隔离条件下用蜜蜂授粉繁殖，成本低。雄性不育源的优劣是决定选育出的胞质雄性不育系能否实际应用的关键，一个优良的胞质不育源应具备以下几个优良特性(1)雄性不育性稳定，不育性表现不受环境条件变化的影响；(2)雄性不育性转育容易，容易找到保持系；(3)植株生长发育正常，雄蕊退化，但雌蕊、蜜腺等花器官及开花结实正常。上个世纪70年代后期至90年代后期，先后搜集到黑芥胞质雄性不育材料CMS79091，萝卜细胞质甘蓝雄性不育材料CMS409、CMS9511、CMS9825、CMS9829等甘蓝胞质雄性不育材料，采用以下几项方法对其生长发育及开花结实性状进行鉴定(1)在正常的田间管理条件下鉴定它们的植株生长速度和主要经济性状；(2)在15℃左右的低温条件下鉴定各雄性不育源植株叶色变化和生长速度；(3)以不育系为母本、不同类型自交系为父本进行测交与回交，研究其后代的不育性表现；(4)在开花期及结荚期，调查它们的开花情况及花器官和种荚的生长情况。试验结果表明，黑芥胞质甘蓝雄性不育材料CMS79091不育植株生长正常，低温条件下植株叶色和生长速度正常，但不育株的测交后代中，不育株率仅达到33.7～60％之间，且多数不育花呈半开放状态，不能正常开放，蜜腺小或无，影响昆虫授粉及自由授粉条件下的结实，因此该雄性不育源很难利用。CMS409、CMS9511、CMS9825、CMS9829等几份萝卜胞质甘蓝雄性不育材料的雄性不育性都很稳定，不育株率及不育度均为100％，且所有甘蓝自交系都是它们的保持系。但CMS409不仅在15℃左右低温条件下植株叶片黄化、植株生长速度慢，而且开花结实性状不正常，多数花朵不能正常开放，部分雌蕊畸形，蜜腺小或无，约50％的种荚畸形，在甘蓝杂交制种中无法利用。CMS9511虽然其植株在低温下叶片不黄化，但植株生长和开花结实性状尚存在不少问题多代回交后雄性不育系植株生长速度慢于相应的保持系，多数花朵是半开放状态，不少花朵雌蕊不正常，蜜腺不发达，约有40％种荚畸形。因此该胞质雄性不育源也很难在甘蓝杂交制种中利用。经多年试验发现，CMS9825、CMS9829两份胞质雄性不育材料除在低温下植株叶片不黄化，植株生长速度正常外，开花结实性状也正常，绝大多数不育花能正常开放，雌蕊几乎全部正常，蜜腺发达，在甘蓝杂交制种上有很好的应用前景，是两份优良的甘蓝胞质雄性不育源(见表1)。新的优良雄性不育系都需要用自交系作父本经多代连续回交转育才能获得。用作连续回交的自交系就是雄性不育系的保持系，保持系(回交父本自交系)的好坏决定了转育成功后雄性不育系各性状的好坏。作为一个优良的保持系，应具备以下4个特性(1)主要特征特性优良、稳定一致；(2)有优良的配合力；(3)回交转育后代雄性不育株率及不育度均达100％；(4)花期自交授粉表现亲和，或虽花期自交不亲和，但蕾期自交亲和指数可达10以上。保持系的选育主要通过连续回交、定向选择的方法。以优良的种质资源作原始材料，逐代选优良单株连续自交鉴定直至各目标性状稳定为止，选择时间一般为6个世代或更长。表2为近年筛选出的部分优良保持系。CMS9825、CMS9829两份甘蓝胞质不育材料植株虽然在低温下不黄化、生长速度及开花结实正常，但植株生长状态、叶球大小不整齐，秋季种植抗病性不强，春季种植球内中心柱长(表1)，说明这两份材料的经济性状欠佳。更为重要的是，这两份材料均为一代杂种，不能直接利用。为获得雄性不育性稳定、植株生长发育及开花结实正常、经济性状优良稳定、配合力优良的胞质雄性不育，本专利技术采取了连续回交转育的方法，以筛选出的CMS9825、CMS9829作母本(不育源)，选择性状稳定、配合力优良的不同类型高代自交系98403、98408、98432本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甘蓝细胞质雄性不育系的转育方法，其特征在于，用甘蓝自交系为轮回亲本与甘蓝胞质雄性不育源进行５－７代回交。

【技术特征摘要】
1.一种甘蓝细胞质雄性不育系的转育方法，其特征在于，用甘蓝自交系为轮回亲本与甘蓝胞质雄性不育源进行5-7代回交。2.如权利要求1所述的转育方法，其特征在于，所述的甘蓝胞质不育源为CMS9825或CMS9829。3.如权利要求1所述的转育方法，其特征在于，所述的甘蓝自交亲和系为98403、98408、98432、98G73、98G79、9866、9880、98101。4.一种甘蓝细胞质雄性不育系的制种方法，其特征在于，将使用如权利要求1所述的转育...

【专利技术属性】
技术研发人员：方智远，刘玉梅，杨丽梅，庄木，王晓武，张扬勇，孙培田，
申请(专利权)人：中国农业科学院蔬菜花卉研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]