利用烟草细胞质遗传柱头外露提高烟草制种效率的育种方法

摘要

本发明提供了一种利用烟草细胞质遗传柱头外露提高烟草制种效率的育种方法，它是利用烟草细胞质遗传的自然柱头外露雄性不育系为母本，以现有的烟草雄性不育自交系品种的保持系或烟草雄性不育杂交种不育系亲本的保持系为父本，回交培育烟草细胞质遗传的柱头外露雄性不育系，然后以培育出的柱头外露雄性不育系为母本，以烟草可育自交系或烟草杂交种的可育父本为父本，以人工授粉的方法进行制种，采用培育的柱头外露雄性不育系为母本，在人工授粉时，不需要人工去除花朵顶端花冠，不会造成柱头或花柱的损伤，提高烟草杂交制种的授粉效率，降低烟草种子生产成本。

说明书

技术领域：

本发明属于烟草杂交育种技术领域，具体涉及一种利用烟草细胞质遗传柱头外露提高烟草制种效率的育种方法。

背景技术：

目前，烟草（烤烟、白肋烟、香料烟）雄性不育系和杂交种的推广应用已成为世界烟叶生产的主要发展趋势和导向。据不完全统计，2011年我国烤烟不育系及杂交种的种植比例占全国烤烟种植面积的69.15%。

烟草的花是两性完全花，五个花瓣联合成管状花冠，雌蕊柱头连接花柱位于花冠中央；五枚雄蕊分布在雌蕊周围，雄蕊每个花药有两个花粉囊组成、肾形，背部与花丝相连。在对烟草雄性不育系杂交制种时，首先要获取父本花粉，然后人工去除母本雄性不育株待授花朵顶端花冠部分，露出花柱1.0cm-1.5cm，最后人工授粉等环节。每株母本雄性不育株在整个制种期间，需要授粉5批-6批次，授粉200左右朵花，才能获得每亩10Kg左右的烟草种子。

由于烟草的花是两性完全花，其雌蕊柱头包裹在花冠的中央，因此，在进行人工授粉时，必须人工去除母本雄性不育株待授花朵顶端花冠，露出雌蕊柱头，但是，在去除花冠时，容易损伤母本的雌蕊的柱头和花柱，形成无效花，同时需要投入大量的劳力，费时费工，导致人工授粉难度大，烟草雄性不育系和杂交种种子生产成本较高，制种效率低下。

发明内容：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种利用烟草细胞质遗传柱头外露提高烟草制种效率的育种方法，它是利用烟草细胞质遗传的自然柱头外露雄性不育系为母本，以现有的烟草雄性不育自交系品种的保持系或烟草雄性不育杂交种不育系亲本的保持系为父本，回交培育烟草细胞质遗传的柱头外露雄性不育系，然后以培育出的柱头外露雄性不育系为母本，以烟草杂交种的可育父本或烟草可育自交系为父本，以人工授粉的方法生产烟草种子，采用培育的柱头外露雄性不育系为母本，在人工授粉时，不需要人工去除花朵顶端花冠，不会造成柱头或花柱的损伤，提高烟草杂交制种的授粉效率，降低烟草种子生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种利用烟草细胞质遗传柱头外露提高烟草制种效率的育种方法，其中：包括以下步骤：

1）培育烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系

以烟草自然细胞质遗传柱头外露雄性不育系为母本，以现有的烟草雄性不育自交系品种的保持系或烟草雄性不育杂交种不育系亲本的保持系为父本，通过连续回交的方法，培育出烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系；

（2）利用烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系进行烟草种子生产

以步骤（1）中培育的烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系为母本，以烟草可育自交系或烟草杂交种的可育父本为父本，通过人工授粉的方法，进行烟草种子生产。

本发明的技术方案还可以是这样实现的，所述的步骤（1）中选择在正常的生长条件下表现出柱头100%外露及雄性不育的自然烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系烟株为母本。

本发明的技术方案还可以是这样实现的，所述的步骤（1）中选择连续回交至少5代后的烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系进行制种。

本发明的技术方案还可以是这样实现的，所述的步骤（2）中将父本及母本分开种植，剔除矮小烟株和感病烟株；对母本进行抹杈处理，使母本仅保留主花轴及5～10个花枝；在父本初花期后，每天取下花药未裂开的花，收集花粉贮藏备用；当母本植株处于盛花期时，直接用父本花粉对柱头外露雄性不育系母本植株的柱头进行授粉；采收所述的母本的成熟的蒴果，即为烟草生产用种子。

本发明的技术方案还可以是这样实现的，所述的父本与母本的种植比例为1 ：10～ 20。

本发明的技术方案还可以是这样实现的，在将父本花粉均匀涂抹在母本柱头上时，分5~6批次对母本授粉，每株母本授粉180~220朵花后，剪除其余花蕾。

本发明的有益效果为：

1、本发明是利用烟草细胞质遗传的自然柱头外露雄性不育系为母本，以现有的烟草雄性不育自交系品种的保持系或烟草雄性不育杂交种不育系亲本的保持系为父本，回交培育烟草细胞质遗传的柱头外露雄性不育系，然后以培育出的柱头外露雄性不育系为母本，以烟草杂交种的可育父本或烟草可育自交系为父本，以人工授粉的方法生产种子，采用培育的柱头外露雄性不育系为母本，在人工授粉时，不需要人工去除花朵顶端花冠，不会造成柱头或花柱的损伤，提高烟草杂交制种的授粉效率，降低烟草种子生产成本。

2、烟草柱头外露性状为细胞质遗传，本发明利用该特征，回交培育烟草细胞质遗传的柱头外露雄性不育系，在回交培育过程中，烟草雄性不育系柱头表现100%外露，可简单可靠地实现对已有的烟草不育系进行柱头外露改造。然后利用培育的烟草细胞质遗传的柱头外露雄性不育系为母本，进行烟草制种生产，人工授粉时，可实现直接用父本花粉对母本柱头进行授粉，省去人工去除不育系花冠的环节，同时避免损伤柱头和花柱，省工省时，提高烟草制种的授粉效率，具有良好的应用前景。

3、本发明的在利用培育出的烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系进行烟草制种时，对母本进行抹杈处理，使母本仅保留主花轴及5～10个花枝，抹杈处理是指，在主花轴形成前，抹除烟草的腋芽，待主花轴初花时在主花轴下部选取腋芽，培育成花枝，对母本进行抹杈处理，有利于母本主花轴及保留的花枝的生长，保证制种种子品质。

4、本发明方法步骤简单、构思新颖、成本低廉、使用效果好，能够有效的提高烟草制种效率、提高烟草种子产量及品质。

附图说明：

图1为本发明的烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系回交育种流程图；

图2为本发明的一种利用烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系制种原理图；

图3为本发明的另一种利用烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系制种原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

如图1、图2所示，一种利用烟草细胞质遗传柱头外露提高烟草制种效率的育种方法，其中：包括以下步骤：

（1）培育烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系

以烟草自然细胞质遗传柱头外露雄性不育系为母本，以现有的烟草雄性不育自交系品种的保持系为父本，通过连续回交的方法，培育出烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系，选择连续回交5代后的烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系进行制种；

选择在正常的生长条件下都表现出柱头100%外露与雄性不育的自然烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系烟株为母本；

（2）利用烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系进行烟草种子生产

以步骤（1）中培育的烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系为母本，以烟草可育自交系或烟草杂交种的可育父本为父本，通过人工授粉的方法，进行烟草种子生产。

将父本及母本分开种植，父本与母本的种植比例为1 ：15，剔除矮小烟株和感病烟株；对母本进行抹杈处理，使母本仅保留主花轴及5～10个花枝；在父本初花期后，每天取下花药未裂开的花，收集花粉贮藏备用；当母本植株处于盛花期时，直接用父本花粉对柱头外露雄性不育系母本植株的柱头进行授粉；进行授粉时，将父本花粉均匀涂抹在母本柱头上时，分5~6批次对母本授粉，每株母本授粉180~220朵花后，剪除其余花蕾；采收所述的母本的成熟的蒴果，即为烟草生产用种子。

以生产自交系品种云烟87的不育系种子为例，具体制种步骤如下：

（1）培育云烟87的柱头外露烟草雄性不育系MS-L0云烟87

以烟草自然细胞质遗传柱头外露雄性不育系MS-L082为母本，以可育自交系品种云烟87为父本，用回交育种的方法培育出云烟87的同核柱头外露烟草雄性不育系MS-L0云烟87。

（2）利用培育出的柱头外露烟草雄性不育系MS-L0云烟87进行云烟87的不育系种子生产

以MS-L0云烟87为母本，可育自交系品种云烟87为父本，将父本及母本分开种植，父本与母本的种植比例为1 ：15，剔除矮小烟株和感病烟株；对母本进行抹杈处理，使母本仅保留主花轴及5～10个花枝；在父本初花期后，每天取下花药未裂开的花，收集花粉贮藏备用；当母本植株处于盛花期时，直接用父本花粉对柱头外露雄性不育系母本植株的柱头进行授粉；进行授粉时，将父本花粉均匀涂抹在母本柱头上时，分5~6批次对母本授粉，每株母本授粉200朵花后，剪除其余花蕾；采收所述的母本的成熟的蒴果，获得自交系品种云烟87的不育系种子。采用风选方式对种子进行精选后，晒干至含水量小于5.0％，统计每亩种子平均产量和制种用工。以MS-L0云烟87为母本平均每亩种子产量为14.23kg，每亩制种用工为109个。

对照实施例一

采用常规MS云烟87 为母本，以可育自交系品种云烟87为父本，采用常规方法生产云烟87的不育系种子，收集父本花粉，当母本植株处于盛花期时，人工去除母本雄性不育株待授花朵顶端花冠部分，露出花柱1.0cm-1.5cm，最后人工授粉等环节，最后采收成熟蒴果，统计每亩种子平均产量和制种用工，平均每亩种子产量为10.14kg，每亩制种用工为152 个。

将实施例一与对照实施例一进行对比，可知，本发明可以有效的提高烟草制种产量，提高制种效率，降低用工数量，节约劳动力。两者相比亩产量提高了40.3%，用工减少了28.3%。

实施例二

如图1、图3所示，一种利用烟草细胞质遗传柱头外露提高烟草制种效率的育种方法，其中：包括以下步骤：

（1）培育烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系

以烟草自然细胞质遗传柱头外露雄性不育系为母本，以现有的烟草雄性不育杂交种不育系亲本的保持系为父本，通过连续回交育种的方法，选择连续回交至少5代后的烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系进行制种，培育出烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系；

在选择母本时，选择在正常的生长条件下都表现出柱头100%外露与雄性不育的自然烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系烟株为母本。

（2）利用烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系进行烟草种子生产

以步骤（1）中培育的烟草细胞质遗传柱头外露雄性不育系为母本，以烟草杂交种的可育父本为父本，通过人工授粉的方法，进行烟草种子生产。

将父本及母本分开种植，父本与母本的种植比例为1：20，剔除矮小烟株和感病烟株；对母本进行抹杈处理，使母本仅保留主花轴及5～10个花枝；在父本初花期后，每天取下花药未裂开的花，收集花粉贮藏备用；当母本植株处于盛花期时，直接用父本花粉对柱头外露雄性不育系母本植株的柱头进行授粉；将父本花粉直接均匀涂抹在母本柱头上，涂抹时分5~6批次对母本授粉，每株母本授粉180~220朵花后，剪除其余花蕾，采收所述的母本的成熟的蒴果，即为烟草生产用种子。

以杂交种豫烟6号为例，生产杂交种豫烟6号种子，具体制种步骤如下：

（1）培育杂交种豫烟6号的母本的柱头外露烟草雄性不育系MS-L0K326

以烟草自然细胞质遗传柱头外露雄性不育系MS-L082为母本，以杂交种豫烟6号的母本K326为父本，用回交的方法培育出豫烟6号的母本K326的同核柱头外露烟草雄性不育系MS-L0K326。

（2）利用培育出的柱头外露烟草雄性不育系MS-L0K326进行豫烟6号的种子生产

以MS-L0K326为母本，杂交种豫烟6号的父本农大202为父本，将父本及母本分开种植，父本与母本的种植比例为1 ：20，剔除矮小烟株和感病烟株；对母本进行抹杈处理，使母本仅保留主花轴及5～10个花枝；在父本初花期后，每天取下花药未裂开的花，收集花粉贮藏备用；当母本植株处于盛花期时，直接用父本花粉对柱头外露雄性不育系母本植株的柱头进行授粉；进行授粉时，将父本花粉均匀涂抹在母本柱头上时，分5~6批次对母本授粉，每株母本授粉180~220朵花后，剪除其余花蕾；采收所述的母本的成熟的蒴果，获得杂交种豫烟6号的种子供生产使用。采用风选方式对种子进行精选后，晒干至含水量小于5.0％，统计每亩种子平均产量和制种用工。以MS-L0K326为母本平均每亩种子产量为12.52kg，每亩制种用工为116个，

对照实施例二

以常规MSK326 为母本，以农大202为父本进行豫烟6号杂交种制种，采用常规制种方法，收集父本花粉，当母本植株处于盛花期时，人工去除母本雄性不育株待授花朵顶端花冠部分，露出花柱1.0cm-1.5cm，最后人工授粉等环节，最后采收成熟蒴果，统计每亩种子平均产量和制种用工，平均每亩种子产量为9.46kg，每亩制种用工为157 个。

将实施例二与对照实施例二进行对比，可知，本发明可以有效的提高烟草制种产量，提高制种效率，降低用工数量，节约劳动力。两者相比亩产量提高了32.5%，用工减少了26.2%。

实施例三

重复实施例一，有以下不同点：

以可育自交系品种NC89为例，生产自交系品种NC89的不育系种子，具体制种步骤如下：

（1）培育自交系品种NC89的柱头外露烟草雄性不育系MS-L0 NC89

以烟草自然细胞质遗传柱头外露雄性不育系MS-L082为母本，以可育自交系品种NC89为父本，用回交育种的方法培育出NC89的同核柱头外露烟草雄性不育系MS-L0 NC89。

（2）利用培育出的柱头外露烟草雄性不育系MS-L0 NC89进行NC89的不育系种子生产

以MS-L0 NC89为母本，可育自交系品种NC89为父本，将父本及母本分开种植，父本与母本的种植比例为1 ：15，剔除矮小烟株和感病烟株；对母本进行抹杈处理，使母本仅保留主花轴及5～10个花枝；在父本初花期后，每天取下花药未裂开的花，收集花粉贮藏备用；当母本植株处于盛花期时，直接用父本花粉对柱头外露雄性不育系母本植株的柱头进行授粉；进行授粉时，将父本花粉均匀涂抹在母本柱头上时，分5~6批次对母本授粉，每株母本授粉180~220朵花后，剪除其余花蕾；采收所述的母本的成熟的蒴果，获得自交系品种NC89的不育系种子。

实施例四

重复实施例二，有以下不同点：

以杂交种豫烟12号为例，生产杂交种豫烟12号种子，具体制种步骤如下：

（1）培育杂交种豫烟12号的母本的柱头外露烟草雄性不育系MS-L0G28

以烟草自然细胞质遗传柱头外露雄性不育系MS-L082为母本，以杂交种豫烟12号的母本G28为父本，用回交的方法培育出豫烟12号的母本G28的同核柱头外露烟草雄性不育系MS-L0G28。

（2）利用培育出的柱头外露烟草雄性不育系MS-L0G28进行豫烟12号的种子生产

以MS-L0G28为母本，杂交种豫烟12号的可育父本YZ90为父本，将父本及母本分开种植，父本与母本的种植比例为1 ：20，剔除矮小烟株和感病烟株；对母本进行抹杈处理，使母本仅保留主花轴及5～10个花枝；在父本初花期后，每天取下花药未裂开的花，收集花粉贮藏备用；当母本植株处于盛花期时，直接用父本花粉对柱头外露雄性不育系母本植株的柱头进行授粉；进行授粉时，将父本花粉均匀涂抹在母本柱头上时，分5~6批次对母本授粉，每株母本授粉180~220朵花后，剪除其余花蕾；采收所述的母本的成熟的蒴果，获得杂交种豫烟12号的种子供生产使用。

要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。