油菜细胞核＋细胞质雄性不育三系选育方法技术

本发明专利技术属于油菜杂种优势利用方法的改进。其特征是，选用波里马或狭２Ａ细胞质雄性不育（ＣＭＳ）三系和细胞核雄性不育（ＧＭＳ）两系，将传统方法革新为细胞核＋细胞质雄性不育（ＧＣＭＳ）三系，依据核不育基因显隐性的不同，分别按照显性细胞核＋细胞质雄性不育（ＤＧＣＭＳ）和隐性细胞核＋细胞质雄性不育（ＲＧＣＭＳ）进行三系配套制种。与已有技术比较，本发明专利技术可提高制种产量和制种纯度、降低制种成本和制种风险，为油菜杂种优势利用开拓了一条新途径。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术属于油菜杂种优势利用方法的改进，具体涉及一种细胞核+细胞质雄性不育选育三系油菜的新方法。其国际专利分类号为A01H1/02。国内外大量研究证明，油菜(包括白菜型，芥菜型和甘蓝型)品种间杂种存在着明显的杂种优势。目前，利用油菜杂种优势的可能途径有细胞质雄性不育(CMS)、细胞核雄性不育(GMS)、自交不亲和(SI)和化学杀雄。由于化学杀雄存在着易造成环境污染，难以筛选出高效低毒杀雄剂和生产出的杂种纯度不高等缺点，因此世界范围内油菜杂种优势利用的途径主要是CMS，GMS和SI。油菜SI的主要缺点是亲本繁殖比较困难和缺乏简便直观地鉴定亲本自交亲和程度的方法，因此，生产上利用SI生产杂种有较大的风险。油菜GMS的优点是其不育性很稳定，但在制种时需在不育系中于初花期拨掉50%的可育株，由此不仅会增加制种投入，降低制种产量，而且往往由于可育株清除的不彻底，会影响制种纯度，增加生产风险。由于GMS、SI和化学杀雄存在这样和那样的缺点，现在世界上大多数油菜育种家把利用油菜杂种优势的注意力转移到细胞质雄性不育上。目前，世界上可以用于油菜杂种优势育种的CMS系统有ogu和波里马(或陕2A)，ogu CMS系统的主要缺点是在油菜中找不到它的恢复基因，难以实现三系配套，尽管目前加拿大和法国等国家已从萝卜中把oguCMS的恢复基因转移到油菜中来，但其恢复系存在着恢复力不强和雌性不育等严重问题。波里马(或陕2A)CMS是目前国际上公认的最有实用价值的CMS系统，尽管如此，其雄性不育系的育性因其保持系的不同而受到环境条件不同程度的影响，由此带来的主要问题是1、在不育系的选育过程中，要经过连续多代的回交和成对交及选择，才能选择出育性相对稳定的不育系(不是绝对稳定)，育种周期长、成本高。2、由于不育系的育种过程中存在着连续多代的回交、成对交和选择，必然强迫其保持系连续多代自交，并进行不断选择，从而导致自交退化，降低了其亲本(不育系和保持系)的生活力和配合力。3、由于选育出的不育系在雄性不育性上只是相对稳定，当气候变化、栽培条件变化或经过几代繁殖时，不育系会出现数目不等的可育花粉，所以在生产上利用该CMS系统生产杂种有一定的风险。本专利技术的目的在于克服已有技术不足，提供一种能提高制种产量和制种纯度，降低制种成本和制种风险的油菜杂种优势利用的方法。本专利技术可通过以下技术方案实现一种油菜杂种优势利用方法，包括选用细胞质雄性不育(CMS)三系和细胞核雄性不育(GMS)两系及其配套方法，其CMS保持系的选育是选用具有CMS保持基因的材料与带有育种目标性状的材料杂交，在其杂交后代中分离出符合育种目标的CMS保持系，CMS保持系的繁殖采用自交及系内兄妹交；CMS恢复系的选育选用具有CMS恢复基因的材料与带有育种目标性状的材料杂交，在其后代中分离出符合育种目标的CMS恢复系，CMS恢复系的繁殖采用自交及系内兄妹交，所述方法是采用波里马或陕2ACMS三系和显、隐性细胞核雄性不育两系为材料，将传统的选育方法改为细胞核+细胞质雄性不育(GCMS)三系选育，繁殖和杂种生产的方法。下面详细叙述本专利技术的细节一、显性细胞核+细胞质雄性不育(DGCMS)三系的选育，繁殖和杂种生产(一)DGCMS三系的选育1、DGCMS保持系的选育由于DGCMS保持系的基因型与CMS保持系的相同，均为N(ms1ms1rfnrfnrfcrfcTsTs…)，因此，其选育方法与CMS保持系相同。2、DGCMS不育系的选育DGCMS不育系的选育方法相对于其保持系的而言，较为复杂，其选育可按以下步骤进行。DGCMS不育系选育的原则是要求选育出的DGCMS不育系中表现为质不育的单株没有花粉或有极微量花粉。 用DGCMS体质系作父本连续回交，淘汰使回交后代表现为波里马CMS不育单株出现较多花粉的DGCMS保持系(或单株)，选用能使回交后代中表现波里马CMS不育的单株仅出现极微量花粉的DGCMS保系中的单株继续回交。↓BC6F11(DGCMS不育系)1/2S(MS1ms1rfnrfnrfcrfcTsTs...)+1/2S(ms1ms1rfnrfnrfcrfcTsTs...)3、DGCMS恢复系的选育首先选用具有波里马细胞质的CMS恢复系作母本与DGM1S恢复系杂交，然后在其自交后代中分离出DGCMS恢复系，其选择模式如下CMS恢复系(♀) × DGMS恢复系(♂)S(ms1ms1rfnrfnRfcRfcTsTs...)↓N(ms1ms1RfnRfnrfcrfcTsTs...)F1自交S(ms1ms1RfnrfnRfcrfcTsTs...)↓F2在F2群体中选株与DGCMS不育系中的核不育株测交并同时自交,选择出能使DGCMS不育系测交后代百分之百地恢复育性的单株(F2)的自交种子(F3)继续播种。1/16S(ms1ms1RfnRfnRfcRfcTsTs...)↓F3S(ms1ms1RfnRfnRfcRfcTsTs...)继续自交选择,同时与DGCMS不育系中的核不育测交,选择能使其完全恢复育性的单株 ↓↓F3DGCMS恢复系S(ms1ms1RfnRfnRfcRfcTsTs...)(二)、DGCMS三系的繁殖1、DGCMS的保持系就是DGCMS的保持系，所以DGCMS保持系的繁殖与CMS保持系的完全相同。2、DGCMS不育系的繁殖将DGCMS不育系与DGCMS保持系相间种植，初花时于DGCMS不育系中拨掉50%表现为波里马CMS不育的单株，种子成熟时于DGCMS不育系上收获下一代DGCMS不育系，其步骤为DGCMS不育系(♀) DGCMS保持系(♂)1/2S(MS1ms1rfnrfnrfcrfcTsTs...)×N(ms1ms1rfnrfnrfcrfcTsTs...) (初花时拔掉) 自交繁殖的GCMS不育系 繁殖的DGCMS保持系1/2S(MS1ms1rfnrfnrfcrfcTsTs...) N(ms1ms1rfnrfnrfcrfcTsTs...)1/2S(ms1ms1rfnrfnrfcrfcTsTs...)3、DGCMS恢复系的繁殖从现有DGCMS恢复系中选择典型健壮可育株自交并同时与DGCMS不育系中的核不育株测交,选择能使DGCMS不育系完全恢复育性的单株混合播种,繁殖下一代DGCMS恢复系。DGCMS不育系(♀) × DGCMS恢复系(♂) 1/2S(MS1ms1RfnrfnRfcrfcTsTs...)1/2S(ms1ms1RfnrfnRfcrfcTsTs...)(花期鉴定育性)(三)DGCMS三系杂种生产将DGCMS不育系与DGCMS恢复系按一定的行比相间种植，种子成熟时于DGCMS不育系上收获杂交F1种子。DGCMS不育系(♀) × DGCMS恢复系(♂) 生产用F1杂交种子1/4S(MS1ms1RfnrfnRfcrfcTsTs...)+3/4S(ms1ms1RfnrfnRfcrfcTsTs...)二、隐性细胞核+细胞质雄性不育(RGCMS)三系的选育,繁殖和杂种生产(一)、RGCMS保持系的选育在选用优良的CMS保持系作父本与隐性GMS不育系中的核不育株杂交之后,可按如下步骤进行RGCMS保持系的选育。很明显,RGCMS保持系的选育比DGCMS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油菜杂种优势利用方法，包括选用细胞质雄性不育（ＣＭＳ）三系和细胞核雄性不育（ＧＭＳ）两系及其配套方法，其中ＣＭＳ保持系的选育是选用具有ＣＭＳ保持基因的材料与带有育种目标性状的材料杂交，在其杂交后代中分离出符合育种目标的ＣＭＳ保持系，ＣＭＳ保持系的繁殖采用自交及系内兄妹交；ＣＭＳ恢复系的选育选用具有ＣＭＳ恢复基因的材料与带有育种目标性状的材料杂交，在其后代中分离出符合育种目标的ＣＭＳ恢复系，ＣＭＳ恢复系的繁殖采用自交及系内兄妹交，其特征在于，所述方法是采用波里马或陕２ＡＣＭＳ三系和显、隐性细胞核雄性不育两系为材料，其方法为细胞核＋细胞质雄性不育（ＧＣＭＳ）三系选育，繁殖和杂种生产。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种油菜杂种优势利用方法，包括选用细胞质雄性不育(CMS)三系和细胞核雄性不育(GMS)两系及其配套方法，其中CMS保持系的选育是选用具有CMS保持基因的材料与带有育种目标性状的材料杂交，在其杂交后代中分离出符合育种目标的CMS保持系，CMS保持系的繁殖采用自交及系内兄妹交；CMS恢复系的选育选用具有CMS恢复基因的材料与带有育种目标性状的材料杂交，在其后代中分离出符合育种目标的CMS恢复系，CMS恢复系的繁殖采用自交及系内兄妹交，其特征在于，所述方法是采用波里马或陕2ACMS三系和显、隐性细胞核雄性不育两系为材料，其方法为细胞核+细胞质雄性不育(GCMS)三系选育，繁殖和杂种生产。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将含有显、隐性基因的GCMS材料分别按照显性细胞核+细胞质雄性不育(DGCMS)和隐性细胞核+细胞质雄性不育(RGCMS)进行三系配套。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的DGCMS三系的选育方法包括a.采用与CMS保持系选育的相同方法选育DGCMS保持系；b.采用以下程序选育DGCMS不育系第一步以显性GMS不育系作母本与显性GMS恢复系杂交，得到F1代。第二步以得到的F1代作父本与CMS不育系杂交，得到F11代。第三步以得到的F11中的核质不育株为母本与DGCMS保持系杂交，得到BC1F11代。第四步从得到的BC1F11群体中选择核质不育株作母本与DGCMS保持系回交，得到BC2F11代。第五步继续不断从回交后代(BC2F11至BC5F11)中选择核质不育株作母本与DGCMS保持系回交4次。在回交过程中，淘汰那些使回交后代表现为CMS不育单株出现较多花粉的DGCMS保持系(或单株)，选用能使回交后代中表现CMS不育单株仅出现极微量花粉的DGCMS保持系中的单株继续回交，得到DGCMS不育系及其相应的保持系。c.采用以下程序选育DGCMS恢复系第一步以具有CMS细胞质的CMS恢复系作母本与显性GMS恢复系杂交，得到F1代。第二步将得到的F1自交得到F2代。第三步在F2群体中选株与DGCMS不育系中的核质不育株测交并同时自交，选择出能使DGCMS不育系测交后代百分之百地恢复育性的单株(F2)的自交种子(F3)继续播种。第四步继续自交选择4次，同时与DGCMS不育系中的核质不育株测交，选择出能使其完全恢复育性的单株，得到DGCMS恢复系。4.根据权利要求3所述的方法，DGCMS三系的繁殖方法为a.采用与CMS保持系相同的繁殖程序繁殖DGCMS保持系；b.采...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光圣，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]