一種洋蔥雄性不育保持系的選育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于洋蔥雜種優(yōu)勢利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種洋蔥雄性不育保持系的選育方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上的洋蔥生產(chǎn)大國，也是洋蔥出口大國，但育種落后。目前我國尚無自己培育的F1代品種，種植的F i代品種均從國外進口，每公頃種子成本在6000-9000元，占生產(chǎn)總成本的40-60%。鑒于我國洋蔥生產(chǎn)效益低的現(xiàn)狀，開展洋蔥F1代雜交種選育研宄是提高我國洋蔥生產(chǎn)力的前提條件。洋蔥F1代育種的主要途徑是利用核質(zhì)互作型雄性不育的三系法，既要同時具備不育系、保持系和恢復(fù)系。通過保持系與不育系雜交，不育系得以繁殖并保持不育性狀；通過不育系與恢復(fù)系雜交獲得雜交種子，其雜種優(yōu)勢的強弱直接取決于不育系和恢復(fù)系的情況，即只有選育出優(yōu)良的不育系和優(yōu)良的恢復(fù)系，才能培育出優(yōu)良的雜種一代。因此，開展洋蔥F1代育種，必須從最基礎(chǔ)的育種材料選育著手，“三系”選育的技術(shù)問題首先需要取得突破。在洋蔥“三系”選育中，雄性不育系可以通過雜種一代的分離或商業(yè)渠道從國外直接引進等途徑獲得，而且其性狀決定于保持系，所以保持系和恢復(fù)系的選育技術(shù)成為洋蔥匕代育種的關(guān)鍵。
[0003]在洋蔥“三系”育種實踐中，恢復(fù)系的選育比保持系選育難度要低，不是雜種一代種子生產(chǎn)中的制約因素。因為洋蔥是二年生作物，生產(chǎn)上主要是利用營養(yǎng)體生長期的鱗莖，無需再獲得種子，所以不存在雜種一代育性恢復(fù)的問題，只需測定其雜種優(yōu)勢，不必選育專門的恢復(fù)系。只要能為不育系提供可育花粉，不管育性恢復(fù)的基因型如何，是純合體還是雜合體均可作為選育恢復(fù)系的材料。因此，按照通常選育程序，從絕大多數(shù)品種或品系中可以選育出配合力高、性狀優(yōu)良的恢復(fù)系。
[0004]另一方面，不育系(Smsms)綜合形狀的提高較復(fù)雜，難度較大。因為不育系的繁殖需要用基因型為Nmsms的保持系與其反復(fù)回交，幾代之后不育系的核遺傳物質(zhì)幾乎被保持系的核所取代，不育系變成了保持系的相似系。因此，不育系的性狀優(yōu)劣取決于保持系。只有保持系性狀優(yōu)良，才能有優(yōu)良的不育系，最終才能配制出優(yōu)良的雜種一代。目前，如何選育出性狀優(yōu)良的保持系(Nmsms)是洋蔥雜種一代品種更新?lián)Q代的核心技術(shù)。
[0005]洋蔥的育種實踐表明，不育系易得，保持系難尋。因為自然環(huán)境狀態(tài)下洋蔥帶有正?？捎幕蛐头藄Ms，只有核基因發(fā)生隱性突變，即Ms突變?yōu)閙s，核恢復(fù)基因為雜合的個體NMsms再通過自交才能夠得到隱性純合的基因型Nmsms，這樣的個體對不育性才有保持功能，也就是要育成的保持系。然而此類失去育性恢復(fù)功能的核基因突變頻率是很低的，而且即使發(fā)生了突變并自交后純合，由于質(zhì)核互作的雄性育性控制機制，表型育性依然正常，需要與不育體個雜交，從其后代的育性分離表現(xiàn)才能檢測出發(fā)生突變的個體(匪sms或Nmsms)，所以這樣通過雜交進行鑒定的工作是十分繁重的。關(guān)于洋蔥保持系的選育，不管不育系的來源如何，通常采用與不育材料回交轉(zhuǎn)育的方法來篩選保持系。即以雄性不育株為母本，當?shù)貎?yōu)良品種為父本，進行成對雜交。要想得到一個基因型為(Nmsms)的保持系，每年需要配制數(shù)百個、甚至上千個組合從中篩選保持系。這樣做的結(jié)果是，不僅配制的組合數(shù)量過多，工作量過大，需要大量的人力和物力；更為重要的是即使篩選到了具有保持能力的植株，其經(jīng)濟性狀多數(shù)情況下也很難符合育種的要求。所以，洋蔥“三系”育種實踐中期待能研宄出一套選育保持系的有效方法，該方法應(yīng)該在選育保持系的基因型(Nmsms)上是完全可預(yù)見的，無需進行大量的成對雜交篩選不育核基因，因而可以大大縮小雜交組合規(guī)模，降低育種成本；同時，又能在決定基礎(chǔ)材料時允許預(yù)先進行嚴格選擇，對選育保持系的經(jīng)濟性狀在方向上是可控的，因而能夠克服以往選育方法的盲目性，提高育種效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對傳統(tǒng)的回交轉(zhuǎn)育方法選育保持系時配制組合數(shù)過多和經(jīng)濟性狀難以保證的缺陷，本發(fā)明根據(jù)質(zhì)核互作型不育性遺傳的理論，發(fā)明了一種將不育系(Smsms)的核不育基因ms導(dǎo)入性狀優(yōu)良的可育品種或品系(匪sMs)，以獲得保持系(Nmsms)的技術(shù)。方法是用經(jīng)典不育系與經(jīng)過嚴格選擇在經(jīng)濟性狀和配合力上都符合要求的品種雜交，然后經(jīng)回交和自交等雜交與選育步驟，人工合成具有基因型為Nmsms的保持系。本發(fā)明采用的導(dǎo)入核不育基因的受體材料源于“札幌黃”種質(zhì)材料提純過程中選出的單株系，其平均球重、抗病性及耐貯藏等綜合性狀優(yōu)良，為本發(fā)明的主要選擇指標提供了遺傳基礎(chǔ)。同時，本發(fā)明最初只需配制一個雜交組合，再經(jīng)一次回交即將不育基因?qū)胄誀顑?yōu)良的受體材料，其后的工作只是通過自交分離出基因型為Nmsms的個體。具體選育程序和步驟如下:
[0007]第一年，播種來年用作雜交的親本種子，進行蔥頭生產(chǎn)。
[0008]第二年，用經(jīng)典不育系(Smsms)作母本，用選出的經(jīng)濟性狀優(yōu)良的可育品種作父本(^sMs)進行雜交，在不育株上收獲F1 (SMsms)雜交種子，同時在父本植株上分別收獲自交種子。
[0009]第三年，進行蔥頭生產(chǎn)。
[0010]第四年，用原來作為父本(匪sMs)的自交后代作母本，人工去雄后與該組合的F1 (SMsms)進行反向回交，收獲BC1種子(NMsMs，NMsms)。
[0011]第五年，進行蔥頭生產(chǎn)。
[0012]第六年，從BC1中選單株自交，分別收獲各單株的自交種子。匪sMs自交后代基因型全為NMsMs，NMsms自交后代基因型為NMsMs、NMsms和Nmsms0
[0013]第七年，進行蔥頭生產(chǎn)。
[0014]第八年，用經(jīng)典不育系(Smsms)作母本，用BC1的自交后代的單株作父本分別進行雜交，分別收獲雜交種子和父本自交種子?；蛘?，先對上一代的自交后代進行育性分離鑒定，確認BC1中的匪sms后，再用其自交后代的各單株分別與經(jīng)典不育系雜交。
[0015]第九年，進行蔥頭生產(chǎn)。
[0016]第十年，調(diào)查上一代雜交后代的育性分離比，子代表現(xiàn)全不育組合的父本，即是育成的新保持系(Nmsms)。
【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明育成的新保持系KB651B是由不育系KB2354A和自交系94-6-51雜交，再經(jīng)回交和自交等步驟選育獲得的。
[0018]不育系KB2354A是從日本引進的一代雜種“卡木依”自交后代中分離出的不育株，用自育保持系KB2354B已經(jīng)繁育了三代。自交系94-6-51是從日本“札幌黃”種質(zhì)材料提純過程中選出的性狀優(yōu)良的單株系，其平均球重為260克、抗病、鱗莖圓球形、球莖收斂、較耐貯藏。以上材料均為長日照、濕潤生態(tài)類型。新保持系KB651B在球重、球型、抗病和耐貯藏等方面表現(xiàn)優(yōu)良，符合育種目標要求。
[0019]關(guān)于選育保持系的方法，本發(fā)明與通常采用回交轉(zhuǎn)育的方法比較，具有兩個突出優(yōu)點。其一，傳統(tǒng)的回交轉(zhuǎn)育方法是在自然群體中篩選突變基因型Nmsms或匪sms，通常需要配制成百上千個組合，組合數(shù)太多，工作量巨大。而本發(fā)明是將經(jīng)典不育系(Smsms)的核不育基因ms導(dǎo)入性狀優(yōu)良的可育品種或品系(匪sMs)，在選育保持系的基因型上是完全可預(yù)見的，最初只需配制一個雜交組合，再經(jīng)一次回交即將不育基因?qū)胄誀顑?yōu)良的受體材料，其后的工作只是通過自交分離出基因型為Nmsms的個體。無需進行大量的成對雜交篩選不育核基因，因而大大縮小了雜交組合規(guī)模，降低了育種成本。其二，傳統(tǒng)的回交轉(zhuǎn)育方法是以篩選不育核基因(NMsms或Nmsms)為前提，而表現(xiàn)該特征的株系在經(jīng)濟性狀上可能并不符合育種要求。而本發(fā)明在決定基礎(chǔ)材料時允許預(yù)先進行嚴格選擇，只采用經(jīng)濟性狀優(yōu)良的自交系作為不育基因?qū)氲氖荏w材料，這對保持系的經(jīng)濟性狀在選育方向上是可控的，因而克服了傳統(tǒng)選育方法的盲目性，提高了育種效率。
[0020]新保持系KB651B選育的具體實施過程如下:
[0021]1999年，春播KB2354A和94-6-51雜交親本種子，秋收蔥頭貯藏
[0022]2000年，進行雜交(KB2354AX 94-6-51)，收獲雜交種子94-6-51自交種子
[0023]2001年，春播FjP 94_6_51種子，秋收蔥頭貯藏
[0024]2002年，對94-6-51植株人工去雄進行反向回交(94_6_51 X F1)，在94_6_51植株上采收BC1種子
[0025]2003年，春播BC1種子，秋收蔥頭貯藏
[0026]2004年，BC^株單株隔離強制自交，按株單收自交種子
[0027]2005年，春播上一年各單株自交種子和KB2354A種子，秋收蔥頭JiC藏
[0028]2006年，用BC1的自交后代的單株作父本分別與KB2354A進行雜交，分別收獲雜交種子和父本自交種子
[0029]2007年，春播上一年各單株雜交種子，秋收蔥頭貯藏
[0030]2008年，調(diào)查上一代各單株雜交后代的育性分離比，子代表現(xiàn)全不育組合的父本，即是育成的新保持系KB651B。
【主權(quán)項】
1.一種洋蔥雄性不育保持系的選育方法，其特征在于:最初只配制一個雜交組合，用經(jīng)典不育系(Smsms)與經(jīng)過嚴格選擇在球重、抗病性、耐貯藏等綜合性狀優(yōu)良的品種或品系(NMsMs)雜交，育成F1 (SMsms);然后經(jīng)反向回交(NMsMsXF1)得BC1 (NMsMs，NMsms)，將核不育基因ms導(dǎo)入具有正?？捎毎|(zhì)的性狀優(yōu)良品種或品系出仏自交產(chǎn)生分離子代并用其與經(jīng)典不育系(Smsms)雜交，最終鑒定出保持系(Nmsms)0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:新保持系KB651B是由不育系KB2354A和自交系94-6-51為親本育成。
【專利摘要】選育性狀優(yōu)良的保持系是洋蔥一代雜交種更新?lián)Q代的核心技術(shù)。本發(fā)明是根據(jù)質(zhì)核互作型不育遺傳理論制定的保持系選育方法。技術(shù)要點是用不育系與經(jīng)過嚴格選擇在經(jīng)濟性狀和配合力上都符合要求的品種雜交，然后經(jīng)回交和自交等雜交與選育步驟，人工合成具有基因型為Nmsms的保持系。這種將經(jīng)典不育系(Smsms)的核不育基因ms導(dǎo)入性狀優(yōu)良的可育品種或品系(NMsMs)的技術(shù)，在選育保持系的基因型上是完全可預(yù)見的，又能在決定基礎(chǔ)材料時允許預(yù)先進行嚴格選擇，對選育保持系的經(jīng)濟性狀在方向上是可控的，因而克服了以往選育方法的盲目性，提高了育種效率。
【IPC分類】A01H1-02, A01H1-04
【公開號】CN104642092
【申請?zhí)枴緾N201510039896
【發(fā)明人】相元萍, 趙荷仙, 李素美, 周愛琴, 徐萌, 袁冬梅
【申請人】青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月27日