甘蓝型油菜核雄性不育三系制种技术

摘要

甘蓝型油菜核雄性不育三系制种是根据甘蓝型油菜细胞核雄性不育的育性是由Ms和Rf两对显性基因上位、抑制互作控制的遗传学原理，采用纯合两型系、临保系和恢复系三系配套的方法来制杂交种的。比原有的二系制种法具有：增产和制种效率高，省工，制种地的利用充分，种子的纯度高和便于推广应用等优点，是一种简便而有效的制种方法。

说明书

本发明属于甘蓝型油菜细胞核雄性不育的杂种优势利用领域。

甘蓝型油菜细胞核雄性不育的杂种优势利用始于70年代，国外至今还没有见到有实际应用的报道。国内，1987年上海市农科院的“甘蓝型核不育杂交油菜”曾获国家发明三等奖。它是采用育性分离为1∶1的核不育两型系与恢复系配套的二系法生产杂交种子的。这一方法的不足之处是：由于采用育性分离为1∶1的两型系做母本，在制种时必须用人工拔除两型系内50%的可育株，用工量大，不能充分利用制种地的面积，增产和制种效率较低，给推广应用带来一些困难。

本发明的目的就是针对上述核不育二系法存在的问题，采用纯合两型系、临保系、恢复系三系配套的制种技术，即用纯合两型系与临保系测交产生全不育系，再用全不育系与恢复系配制杂交种，以节省用工量，充分利用制种地的有效面积，从而提高产量和制种效率，便于推广和应用，同时也为油菜的杂种优势利用提供了一种简便而有效的制种方法。

本发明的理论依据是：甘蓝型油菜细胞核雄性不育的育性是由Ms和Rf二对显性基因互作控制的，其中Ms是显性不育基因，Rf是显性上位基因，它能控制Ms显性不育基因不育性的表达，从而使育性恢复可育的遗传学原理。据此理论，选育出纯合两型系、临保系、和恢复系，实现了三系配套生产杂交种子的方法。

本发明的具体内容

一、育种材料来源

甘蓝型油菜核雄性不育的原始育种材料来自于天然的核雄性不育株宜三A，1974年起用23号油菜与株宜三A杂交，再连续回交二次后，育成23AB两型系，以此为基础育种材料选育出甘蓝型油菜细胞核雄性不育三系：纯合两型系、临保系和恢复系。

二、甘蓝型油菜细胞核雄性不育三系的选育

1、纯合两型系的选育

纯合两型系是核不育三系配套的基础。纯合两型系是从23AB两型系内，采用连续成对兄妹交，同时对相应可育株自交的方法，根据兄妹交后代育性分离为1∶1，相应可育株自交后代育性分离为3∶1进行选育而成的。具体选育方法是：在23AB两型系的基础群体内，选5-10个不育株与可育株进行成对兄妹交，同时对相应的可育株自交。鉴定其后代的育性表现，若成对兄妹交组合的育性分离为1∶1，而相应可育株的育性分离为3∶1，就在该兄妹交组合内继续配组鉴定。如此进行2-3代，直至所做的全部成对兄妹交组合的育性分离都符合1∶1，相应可育株自交后代的育性分离都符合3∶1为止。这时所选育的两型系就是纯合两型系。纯合两型系6AB就是这样选育成功的。

纯合两型系的选育也可以在可育株自交后代育性分离为3∶1的群体内，按上述方法进行选育。

纯合两型系的繁殖方法，是把由上述选育的稳定型纯合两型系成对交组合种子，种在隔离区内，隔离区的大小，在有障碍物时为500-800米就可以，在没有障碍物时要1000米以上。在此范围内不能种植其他的油菜品种和十字花科植物，（以下隔离区要求同此）。开花时须对不育株加上标记。让不育株与可育株自由授粉，收不育株上结的种子混合留种-即为纯合两型系种子（切不可把可育株的种子混入），其可供继续繁殖或做为配制全不育系的母本用。

2、临保系的选育

临保系是核不育三系配套的关键。临保系是从23AB两型系内，采用连续成对兄妹交，同时对相应可育株自交的方法，根据兄妹交育性分离为1∶1，相应可育株自交后代育性不分离进行选育而成的。具体的选育技术为：在23AB两型系的基础群体内，按照选育纯合两型系的方法进行选育和鉴定。但鉴别的方式不同，它是根据成对兄妹交育性分离为1∶1，但相应可育株自交没有育性分离而进行鉴别选育的。凡是经过2-3代鉴定后，成对兄妹交组合的育性分离都为1∶1，而相应的可育株自交后代都不产生育性分离的-仍为可育的，则该可育株的自交系就是临保系。临保系9B就是这样选育成功的。

临保系的选育也可以采用不同品种的自交系与纯合型不育株测交获得，若测交一代为全不育系，即该自交系就是临保系。临保系还可以做为区分纯合型不育株和杂合型不育株的测验种，即根据临保系与纯合不育株测交一代育性为全不育;与杂合不育株测交一代育性分离为1∶1来进行测验。

临保系的繁殖方法：在隔离区内，按常规品种繁殖。

3、恢复系的选育

恢复系的选育较简单，即用不同品种的自交系与核不育株进行测交筛选育成的，若测交一代为全可育的，则该测交父本自交系就是恢复系。如目前我们在应用的恢复系4190、日保、村青、村崎、3207、302、羽跃、储恢等都是用测交筛选育成的。

恢复系的选育也可以在上述纯合两型系内根据对可育株连续自交2代育性不分离而进行选育，即若对可育株连续自交2代没有育性分离的就可以做为恢复系。如恢复系B23就是用此法育成的。

三、核不育三系配套制种技术

核不育三系是指：纯合两型系、临保系和恢复系，由这三系配套生产杂交种子的技术可分为二个步骤：

1、全不育系的配制

全不育系是由纯合两型系与临保系按二系制种法测交配制得来的，其测交一代的育性为全不育。全不育系只能通过纯合两型系与临保系的测交一代获得。具体作法是：在隔离区内，把纯合两型系与临保系按3∶1或4∶1的行比种植，纯合两型系的株距为12-15cm，临保系的株距为15-18cm。在临开花前把纯合两型系行内的可育株及时、干净的拔除，以保证制种的质量，其方法是：用小菜刀从可育株的子叶节以下切断，并及时运出隔离区，大约每亩地需花3-4个人工。只留不育株与临保系授粉，收不育株结的种子混合留种，就是全不育系种子，供配制杂交种子的母本用。

用纯合两型系6AB与临保系9B配制全不育系，平均亩产为80斤左右。

2、F₁杂种的配制

F₁代杂交种子的配制是采用全不育系与恢复系杂交制种，F₁为全可育。具体做法是：用全不育系与恢复系按2∶1、3∶1或4∶1的行比种在隔离区内，让其自由授粉，收全不育系行的种子留种即为杂交种子，供生产上种植。

甘蓝型油菜细胞核雄性不育三系配套的制种程序模式见图1。

本发明的优点是：

1、制种效率高：1987-1989年三年期间，用全不育系6CA与恢复系村青和3027配制杂交种，平均亩产杂交种107斤，比二系制种法高30-50%。

2、杂种一代的增产效果高：1988、1989年二年，杂种一代（6CA×4190）、（6CA×3027）和（6CA×村青）三个组合亩产平均比对照种（沪油九号和汇油50）分别增产19.8%、27.1%和39.3%。

3、提高土地利用率：二系法配杂交种时要拔除母本行50%的可育株，使这一部分土地白白浪费，而三系法采用全不育系制种，能充分利用土地，使制种地的利用率提高。

4、节省劳力：二系法每亩制种地要花3-4个人工拔除可育株，三系法虽然在配制全不育系时也要花3-4个人工拔除可育株，但配制一亩地的全不育系种子按80斤计算，每斤全不育系种子按供5亩制种地用，则三系法的用工量仅为二系法的1/400，即若每亩拔可育株的用工量按4个人工计，则同样配制400亩的杂交种，三系法只要用4个人工，而二系法要花1600个人工。

5、提高种子的纯度：二系法制种时，由于面广量大，技术指导难于周全，易造成拔株不及时或拔不干净而影响种子的纯度，而三系法在配制全不育系时，面积小，便于指导，对质量更有保证。

6、便于推广应用：二系法推广较困难的原因主要是拔除可育株，群众感到麻烦;三系法采用全不育系制种，群众容易接受，因此，便于推广应用。

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明：

图1为甘蓝型油菜细胞核雄性不育三系配套的制种程序模式;

图2为纯合两型系6AB选育的遗传模式;

图3为临保系9B选育的遗传模式;

图4为恢复系对杂合不育株恢复的遗传模式;

图5为恢复系对纯合不育株恢复的遗传模式;

图6为产生全不育系的遗传模式。

甘蓝型油菜细胞核雄性不育三系制种技术，包括纯合两型系、临保系和恢复系三系的选育;由纯合两型系与临保系按二系制种法产生全不育系;再用全不育系与恢复系制种生产杂种一代种子的技术。其步骤如下：

一、甘蓝型油菜细胞核雄性不育三系的选育及其遗传模式

核不育三系选育的基础育种材料为23AB两用系，它是采用23号油菜与株宜三A杂交，再连续回交二次后育成的。三系的具体选育及遗传模式如下：

1、纯合两型系6AB的选育及遗传模式

纯合两型系是在23AB两型系的基础群体内，选5-10个不育株与可育株成对兄妹交，同时对相应的可育株自交。根据成对兄妹交后代育性分离为1∶1，相应可育株自交后代育性分离为3∶1进行选育而选育成的。不育株的基因型是MsMsrfrf，可育株的基因型是MsMsRfrf。1982-1985年的选育结果见表1。

纯合两型系6AB选育的遗传模式见图2。

2、临保系9B的选育及其遗传模式

临保系是核不育三系配套的关键，它的基因型为双隐性纯合型msmsrfrf，它与纯合不育株MsMsrfrf的测交一代为100%的不育系，即全不育系。但全不育系不能由双隐性不育系用回交保持，只能用测交一代，故把双隐性不育系称为临保系。临保系9B是从23AB两型系的基础群体内，根据兄妹交育性分离为1∶1，但相应可育株自交没有分离而进行选育的。凡是经过2-3代选育鉴定后，成对兄妹交组合的育性分离都为为1∶1，而相应的可育株自交后代都不产生育性分离的-仍为可育的，则该可育株的自交系就是临保系。1982-1985年的选育结果详见表2。

临保系9B选育的遗传模式见图3。

3、恢复系B23的选育及其遗传模式

恢复系的选育是采用不同品种的自交系与核不育株（纯合不育株、杂合不育株）测交鉴定筛选育成的，若测交一代为全可育的，则该测交父本自交系就是恢复系，如目前应用的恢复系4190、3027、日保、村青、村崎、储恢等都是用测交筛选育成的。另外，恢复系的选育也可以在上述纯合两型系内的可育株自交分离，即若对可育株连续自交2代没有育性分离的就可做为恢复系，如恢复系B23就是用此法育成的。恢复系的基因型为Ms_RfRf或msmsRfRf。它们对纯合不育株和杂合不育株都能恢复，如恢复系4109、村崎与杂合不育株9A和纯合不育株6A杂交，其结果详见表3。

恢复系对二种不同基因型不育株杂交，F₁恢复的遗传模式见图4和图5。

二、核不育三系配套制种及其遗传模式

三系配套制种是指由纯合两型系与临保系按二系制种法产生全不育系，再用全不育系与恢复系制种生产杂种一代种子的技术，具体分为以下二个步骤：

1、全不育系6CA的产生及其遗传模式

全不育系6CA的基因型是杂合型不育株Msmsrfrf，它是由纯合两型系6AB内的不育株6A（MsMsrfrf）与双隐性可育株（msmsrfrf）的测交一代得来的，全不育系只能出现在测交一代，育性为全不育，而不能用双隐性可育株系回交保持，因回交后育性会变成1∶1，故把双隐性可育株系称为临保系。纯合不育株6A与临保系9B的测交结果见表4。

产生全不育系的遗传模式见图6。

2、F₁杂种的配制及遗传模式

F₁杂种的配制是采用全不育系与恢复系杂交制种，F₁为全可育。具体为把全不育系与恢复系按2∶1、3∶1或4∶1的行比种在隔离区内，让其自由授粉，则全不育系行的种子即为杂交种子，可供生产上种植。用全不育系（基因型为杂合型不育株Msmsrfrf）与恢复系4190、村崎的杂交制种结果同上述表3中的杂合型不育株（9A×4190）F₁和（9A×村崎）F₁的数据相同，其制种模式同恢复系对杂合不育株恢复的遗传模式。

核雄性不育三系配套的制种程序模式如图1。