專(zhuān)利名稱(chēng)：光、溫敏核不育油菜在冬油菜區(qū)生產(chǎn)兩系雜交油菜的制種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)作物雜種優(yōu)勢(shì)利用方法領(lǐng)域，涉及兩系雜交油菜的制種技術(shù)，具體 涉及光、溫敏核不育油菜在冬油菜區(qū)生產(chǎn)兩系雜交油菜的制種方法。
背景技術(shù)：
油菜當(dāng)中的雄性不育類(lèi)型非常豐富，光溫敏核不育、化學(xué)殺雄都是利用作物兩系 雜種優(yōu)勢(shì)的可行途徑之一。目前利用光、溫敏核不育、化學(xué)殺雄生產(chǎn)兩系雜交油菜，均已經(jīng) 從技術(shù)、實(shí)踐上獲得初步成功。實(shí)踐中又將光、溫敏核不育劃分為溫敏(為主)核不育、光敏(為主)核不育、光 溫敏核不育(盧興桂，兩系雜交水稻理論與技術(shù)，科學(xué)出版社，2001)。油菜中報(bào)導(dǎo)的有湘 91S (席代汶等，湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1994 (4) 17-18)、H90S (王華等，中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2001，:11-15)、附965(劉尊文等，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(5) :654_656)、373S(于澄宇 等，中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，(7) 255-258)等，都是在低溫、短日照下可育，在高溫、長(zhǎng)日照不 育。利用湘91S育成兩系雜交種湘雜油5號(hào)(席代汶等，中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2005，27(1) 23-25)、湘雜油7號(hào)已經(jīng)通過(guò)國(guó)家審定并逐步推廣。一般光、溫敏感核不育油菜兩系法制種的特點(diǎn)是“一系兩用”，即不育系在冬油菜 區(qū)在短光、低溫、濕潤(rùn)等氣候條件下育性能恢復(fù)而自交繁殖，在春(夏)播油菜區(qū)長(zhǎng)光、溫 暖、干燥條件下表現(xiàn)不育，能和恢復(fù)系雜交制種。如上述湘雜油5號(hào)等品種的制種就是采用 這種模式。但是春(夏)播油菜制種區(qū)分布面積十分有限，冬油菜區(qū)春播很難實(shí)際應(yīng)用，因 油菜生育期短，夏季高溫逼熟，大田畝產(chǎn)量不足30kg。故一般選擇我國(guó)的青海、甘肅的高緯 度、高海拔區(qū)域以及云貴高原高海拔區(qū)域?yàn)榇翰プ钸m宜區(qū)域，制種畝產(chǎn)可達(dá)IOOkg以上(王 長(zhǎng)新等，湘雜油5號(hào)在不同生態(tài)區(qū)域制種效果比較試驗(yàn)，湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)2008，(4) :6-8，11)。 但春區(qū)制種因地處偏遠(yuǎn)、交通不便、自然條件差、制種產(chǎn)量不能保證，以及所產(chǎn)當(dāng)年種子不 能及時(shí)投放市場(chǎng)，存在很大缺陷，難以像兩系雜交水稻那樣大規(guī)模應(yīng)用。如何利用廣大的冬 油菜區(qū)制種是目前需要解決的問(wèn)題之一。在我國(guó)南方冬油菜區(qū)，1月-2月氣溫在5度以上天數(shù)較多，油菜開(kāi)花較早，如湖北、 四川油菜3月初開(kāi)花，江蘇油菜3月下旬開(kāi)花。這時(shí)氣溫不穩(wěn)定，常出現(xiàn)有10°C以下低溫情 況。而在3月16日以后，日出日落間隔大于12h，溫度比較高，所以光、溫敏不育系的不育階 段出現(xiàn)在3月底至4月或5月份。如果按通常秋季播期種植，光、溫敏不育系的不育階段將 會(huì)太短，所以一般不適宜于光、溫敏不育系雜交制種，而適合于自交繁殖不育系。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)北方冬油菜區(qū)氣候特征是冬季冷而春季氣溫上升較快，一般 到3月份，氣溫會(huì)從5度躍升至大于13°C。在3月20、21日春分節(jié)氣之后陡然變暖(此時(shí) 光周期約12h)，到3月底時(shí)，光周期大于12. 5h。這種氣候條件導(dǎo)致油菜開(kāi)花遲而加速快，花 期集中在4月份。也導(dǎo)致此地區(qū)種植的光、溫敏核不育油菜表現(xiàn)為4月初花期可育或半不 育，隨后逐漸轉(zhuǎn)變，盛花期表現(xiàn)為全不育(于澄宇等，中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，(7) :255-258)?；谶@些情況，申請(qǐng)人將這些區(qū)域劃分為光、溫敏核不育油菜秋播制種的次適宜區(qū)，通過(guò)推 遲播期、延遲花期等措施可以獲得全不育系。但是，在冬油菜區(qū)制種的還有一個(gè)缺點(diǎn)是育性在有些年份可能不穩(wěn)定，例如，在制 種區(qū)如果花期遭遇連續(xù)陰雨、降溫等特殊天氣，育性容易暫時(shí)性(1 3日)部分恢復(fù)，形成 自交結(jié)實(shí)種子混入雜交種中，種子純度就得不到保證，制種失敗的風(fēng)險(xiǎn)較大，限制了這些兩 系雜交油菜的推廣。因此尋求一種能夠在短光、低溫等異常氣候條件下人工控制育性的方 法是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。在中國(guó)地域，油菜化學(xué)殺雄技術(shù)應(yīng)用比較普遍，以前研究過(guò)的油菜化學(xué)殺雄劑有 乙烯利、赤霉素、甲基砷酸鹽，但大田使用效果均不理想。申請(qǐng)人在研究過(guò)程中，先后發(fā)現(xiàn) 了一些乙酰乳酸合成酶的抑制型除草劑如磺酰脲類(lèi)的苯磺隆(tribenuron-methyl)、酰 嘧磺隆(amidosulfuron)、和咪唑啉酮類(lèi)的咪草煙(imazethapyr)，可以作為敏感植物油 菜等的超高效化學(xué)殺雄劑，使用濃度在0. 6mg/L以下，如，殺雄劑二號(hào)(約0. 3g/L)，赤霉 素(約3g/L)、乙烯利(約6g/L)劑量的1/1000，成本非常低廉(參照有關(guān)文獻(xiàn)①Yu et al, Inducing male sterility in Brassica napus L.by a sulfonylurea herbicide, tribenuron-methyl，Plant Breeding，2006，125(1) :61_64;② Yu et al，Efficiencyof a novel gametocide amidosulfuron on rapeseed(Brassica napus).PlantBreeding,2009, 128(5) 538-540 ；③于澄宇等，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)200810231884. 6)。還發(fā)現(xiàn)磺酰脲類(lèi)的氯磺 隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆等也對(duì)油菜具有一定殺雄效果，但不如苯磺隆、酰嘧磺隆使用技術(shù) 簡(jiǎn)單。將化學(xué)殺雄劑用于消除polima、陜2A型細(xì)胞質(zhì)不育系微粉已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用(尚毅 等，我國(guó)油菜化學(xué)殺雄+細(xì)胞質(zhì)雄性不育的應(yīng)用研究.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005，14(1) :27-29)。綜上可見(jiàn)，光、溫敏核不育的突出缺點(diǎn)(1)穩(wěn)定性不足、(2)制種區(qū)域面積小而位 置偏遠(yuǎn)。嚴(yán)重限制了兩系優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。因此，如何擴(kuò)大制種區(qū)域、提高雜交種純度，是光、溫 敏核不育面臨的主要難題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種光、溫敏核不育油菜在冬油菜區(qū)生產(chǎn)兩系雜交油菜 的制種方法，該方法適用于在廣大冬油菜區(qū)生產(chǎn)高純度兩系雜交油菜的制種。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案一種光、溫敏核不育油菜在冬油菜區(qū)生產(chǎn)兩系雜交油菜的制種方法，其特征在于， 具體包括下列步驟1)以光、溫敏核不育系為母本，以恢復(fù)系為父本，在秋季將母本和父本按一定行 比間隔種植于冬油菜區(qū)，在冬油菜區(qū)的周?chē)?公里內(nèi)不種植其它油菜品種以及十字花科植 物；所述的冬油菜區(qū)域，是當(dāng)?shù)卦谟筒耸⒒ㄆ跉庀髼l件滿足光周期大于12小時(shí)、氣溫上升 較快的任意冬油菜區(qū)；2)在母本的開(kāi)花前至初花期，對(duì)母本噴灑一次或二次化學(xué)殺雄劑，降低母本自交 授粉的幾率，使母本在開(kāi)花期保持穩(wěn)定不育狀態(tài)，然后再和父本雜交，花期授粉結(jié)束后砍除 父本，收獲母本所結(jié)的種子，經(jīng)晾曬、清選后即生產(chǎn)出高純度兩系雜交油菜種。本發(fā)明在冬油菜區(qū)配制雜交種，利用化學(xué)殺雄劑處理作為母本的光、溫敏核不育 系的輔助手段，以防止育性波動(dòng)，再和父本雜交生產(chǎn)雜交種。相比于單獨(dú)應(yīng)用光、溫敏核不育的制種方法，將光、敏不育系可以制種的地域擴(kuò)大至廣大的冬油菜區(qū)，從而形成可以大規(guī) 模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。提高了兩系雜交油菜的豐產(chǎn)潛力。
具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明的技術(shù)方案，光、溫敏核不育油菜在冬油菜區(qū)生產(chǎn)兩系雜交油菜的制種是以冬油菜區(qū)為制種地，以光、溫敏核不育為母本，恢復(fù)系為父本，開(kāi)花前至初花期對(duì)母 本噴灑化學(xué)殺雄劑，降低母本自交授粉的幾率，母本和恢復(fù)系父本(一般品種)雜交后，得 到高純度雜交種。適于本發(fā)明的冬油菜制種區(qū)，可以是當(dāng)?shù)貧庀髼l件在油菜盛花期，能滿足光周期 大于12小時(shí)、氣溫上升較快的任意冬油菜區(qū)，特別是地處北方黃淮流域的陜西、河南、江蘇 北部、安徽北部、甘肅南部、山西南部。如在甘肅天水_陜西關(guān)中-山西運(yùn)城-河南三門(mén)峽 一帶，效果將會(huì)更好。在開(kāi)花較早的區(qū)域如長(zhǎng)江流域，如要作為雜交制種區(qū)，要設(shè)法推遲光、溫敏不育系 的花期?？梢赃m當(dāng)推遲播期10 30日，并采取噴灑植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑(如多效唑，有效濃度 80 120mg/L)、摘薹等延遲開(kāi)花的農(nóng)藝、栽培措施，使母本、父本的開(kāi)花期在3月15日以 后。如此將極大程度上擴(kuò)大了制種區(qū)，避免了在春油菜區(qū)遠(yuǎn)途異地制種的麻煩。與其它制種方式一樣，為了避免外源花粉污染、保證制種純度，要求制種田周?chē)? 公里內(nèi)不得種植其它油菜品種以及十字花科植物。母本和父本恢復(fù)系間隔種植于制種田，按照油菜生產(chǎn)實(shí)踐，經(jīng)常采用的父本母本 行比可以是1 1，1 2,1 3,2 2,2 3,2 4,2 5,2 6等，但如果采用機(jī)械播 種及收獲，就不限于這些行比，也可以是3 6或4 6等本領(lǐng)域常用的行比。在母本開(kāi)花前直至初花期，噴灑一次或二次化學(xué)殺雄劑，使母本在開(kāi)花期穩(wěn)定不 育。如果在開(kāi)花前噴藥，最好在15日以內(nèi)，再早則容易過(guò)早失去藥效，而且可能對(duì)油菜抽薹 有影響。如果噴藥后5小時(shí)內(nèi)有較強(qiáng)降雨淋洗葉片，可以補(bǔ)噴一次化學(xué)殺雄劑。在首次噴藥后10 15日，可以再噴施一次化學(xué)殺雄劑，由于此時(shí)油菜植株已經(jīng)生 長(zhǎng)的較大，第二次噴藥的劑量可以增大一些，例如是第一次的1. 5倍或2倍。考慮到光、溫敏核不育一般是在初花期短日照、低溫氣候下育性恢復(fù)，盛花期以后 氣象條件有利于保持不育，故可以只在油菜開(kāi)花前15 10日噴施一次化學(xué)殺雄劑，這樣可 以在滿足較高的雜交種純度前提下，減少噴藥的勞動(dòng)強(qiáng)度?；瘜W(xué)殺雄劑的活性成分可以是乙烯利、赤霉素、苯磺隆、酰嘧磺隆、氯磺隆、氯嘧磺 隆、吡嘧磺隆、咪草煙、之中的任何一種，也可以是其中幾種的混合物。例如按每畝噴施溶液 量IOkg 40kg標(biāo)準(zhǔn)，乙烯利、赤霉素濃度可以是500mg/L 5000mg/L。苯磺隆、酰嘧磺隆、 氯磺隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆、咪草煙的活性成分濃度可以是0. lmg/L 1. Omg/L(參考有關(guān) 文獻(xiàn)，普通技術(shù)人員可以很容易掌握具體配制方法)?；ㄆ谑诜劢Y(jié)束后，應(yīng)當(dāng)砍除父本以避免機(jī)械混雜，母本成熟后及時(shí)收獲，經(jīng)脫粒、 晾曬、精選之后即得到高純度雜交種。應(yīng)用實(shí)例2008年把甘藍(lán)型油菜溫敏細(xì)胞核不育系373S正常秋播于陜西楊凌，在373S現(xiàn)蕾 后期(3月18日，最大花蕾約2-3mm)葉面噴施化學(xué)殺雄劑酰嘧磺隆，酰嘧磺隆按0. 2mg/L 濃度配制，噴藥液量為8ml/株。以未噴藥為對(duì)照，酰嘧磺隆處理設(shè)置2個(gè)重復(fù)，每重復(fù)3行共45株。開(kāi)花后套袋?；ㄆ谌〕墒旎ㄋ帲?/100醋酸洋紅溶液染色，在顯微鏡下觀察花粉活力。未處理 373S前期會(huì)產(chǎn)生較多花粉，4月1日采樣發(fā)現(xiàn)平均63. 6%花粉染色較深，具有一定生活力。 而殺雄劑酰嘧磺隆處理使得373S不能產(chǎn)生任何有活力的花粉，只發(fā)現(xiàn)少數(shù)畸形、不能染色 的無(wú)活力花粉空殼。全花期檢查殺雄劑酰嘧磺隆處理的373S，所有植株保持完全不育。人工授予帶有 顯性深裂葉片標(biāo)記的“花葉油菜”的花粉，結(jié)實(shí)率為373S的可育近等基因系373F自交結(jié)實(shí) 率的63. 0%，制種產(chǎn)量折算達(dá)到76. 4kg/畝。雜交F1播種后在苗期檢查，出現(xiàn)裂葉標(biāo)志性 狀的苗子達(dá)到100.0%，說(shuō)明種子雜交率為100.0%。這一試驗(yàn)結(jié)果表明采用化學(xué)殺雄劑處理可以明顯提高用373S作母本的雜交種制 種純度。最重要的是，可以實(shí)現(xiàn)在陜西本地制種，相比在青海春播制種，可以大幅度降低制 種成本，且種子收獲期早，當(dāng)年便可以供應(yīng)市場(chǎng)。
權(quán)利要求
一種光、溫敏核不育油菜在冬油菜區(qū)生產(chǎn)兩系雜交油菜的制種方法，其特征在于，具體包括下列步驟1)以光、溫敏核不育系為母本，以恢復(fù)系為父本，在秋季將母本和父本按一定行比間隔種植于冬油菜區(qū)，在冬油菜區(qū)的周?chē)?公里內(nèi)不種植其它油菜品種以及十字花科植物；所述的冬油菜區(qū)域，是當(dāng)?shù)卦谟筒耸⒒ㄆ跉庀髼l件滿足光周期大于12小時(shí)、氣溫上升較快的任意冬油菜區(qū)；2)在母本的開(kāi)花前至初花期，對(duì)母本噴灑一次或二次化學(xué)殺雄劑，降低母本自交授粉的幾率，使母本在開(kāi)花期保持穩(wěn)定不育狀態(tài)，然后再和父本雜交，花期授粉結(jié)束后砍除父本，收獲母本所結(jié)的種子，經(jīng)晾曬、清選后即生產(chǎn)出高純度兩系雜交油菜種。
2.如權(quán)利要求1所述的制種方法，其特征在于，所述的父本和母本行比是1 1，1 2， 1 3,2 2,2 3,2 4,2 5,2 6,3 6 或4 6。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化學(xué)殺雄劑的活性成分是乙烯利、赤 霉素、苯磺隆、酰嘧磺隆、氯磺隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆、咪草煙之中的任何一種，或者是其中 幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光、溫敏核不育油菜在冬油菜區(qū)生產(chǎn)兩系雜交油菜的制種方法，在冬油菜區(qū)配制雜交種，利用化學(xué)殺雄劑處理作為母本的光、溫敏核不育系的輔助手段，以防止育性波動(dòng)，再和父本雜交生產(chǎn)雜交種。該方法的積極性效果在于擴(kuò)大了油菜制種區(qū)域，提高了兩系雜交油菜的豐產(chǎn)潛力。
文檔編號(hào)A01H1/04GK101810134SQ20101012889
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者于澄宇, 何蓓如, 胡勝武 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)