一種選育50%燕麥雄性不育系的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬植物育種【技術(shù)領(lǐng)域】，針對(duì)原CA燕麥雄性不育株存在異交率低、生育期短，只適宜配制早熟類型的雜交組合、植株較矮，只適宜配制抗倒類型的雜交組合的問題，為轉(zhuǎn)育出各種類型的新型不育材料，提供一種選育50%燕麥雄性不育系的方法。以原CA燕麥雄性不育株為母本，以不同類型的品種為父本雜交，獲F1代；以燕麥雄性不育株為母本，以F1代為父本雜交，獲F2代；F2代群體中不育株與可育株雜交，獲50%燕麥雄性不育系，循環(huán)往復(fù)，建成有不同目標(biāo)性狀、不同特點(diǎn)的1/2不育群體。對(duì)原CA燕麥雄性不育株進(jìn)行改造，轉(zhuǎn)育出各種類型的新型不育材料，群體不育株與可育株分離比例為1：1，為創(chuàng)造遺傳基礎(chǔ)豐富的后代選擇群體，培育多類型的燕麥新品種奠定基礎(chǔ)。
【專利說明】—種選育50%燕麥雄性不育系的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于植物育種【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種選育50%燕麥雄性不育系的方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]燕麥一般分為帶稃型和裸粒型兩大類。世界各國(guó)栽培的燕麥以帶稃型的為主，常稱為皮燕麥。我國(guó)栽培的燕麥以裸粒型的為主，常稱裸燕麥。裸燕麥的別名頗多，在我國(guó)華北地區(qū)稱為莜麥；西北地區(qū)稱為玉麥；西南地區(qū)稱為燕麥，有時(shí)也稱莜麥；東北地區(qū)稱為鈴鋯麥。裸燕麥，俗稱莜麥，是燕麥的栽培種，在我國(guó)糧食作物中的比例很小，主要分布在北方高海拔地區(qū)。
[0003]雄性不育是植物特別是自花授粉植物進(jìn)化過程中的一種特殊生存方式。它迫使植物接受外來花粉，從而在生長(zhǎng)勢(shì)和適應(yīng)性等方面產(chǎn)生強(qiáng)大的雜種優(yōu)勢(shì)。人們利用這一現(xiàn)象，可以大幅度提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、質(zhì)量和抗性。雄性不育在植物育種中應(yīng)用最成功的典范是水稻作物。在燕麥中雄性不育的研究和應(yīng)用還沒有達(dá)到深化和普及的程度。
[0004]燕麥不育的發(fā)現(xiàn)在國(guó)外還未見報(bào)道，1994年崔林發(fā)現(xiàn)了我國(guó)首例燕麥雄性不育材料，命名為CA燕麥雄性不育。該燕麥雄性不育的株高90cm，生育期85天左右。幼苗直立、深綠色，葉片短寬、上舉，株型緊湊，分蘗力強(qiáng)，一般3-5個(gè)分蘗。穗呈圓錐花序，成熟后穎殼為黃色，在第2朵小花外稃上著生2cm左右的短芒。穗長(zhǎng)18cm左右，每穗平均小穗數(shù)28個(gè)，每個(gè)小穗3朵小花,這些性狀都與原群體可育株相同。不育株在開花初3-5天,穎殼張開，花藥比可育株花藥細(xì)小，為淺綠色；開花7-10天，花絲伸長(zhǎng)，花藥不開裂，并收縮為箭頭狀，呈灰白色，但 雌蕊發(fā)育正常。不育株的花藥在顯微鏡下觀察呈透明狀，經(jīng)擠壓使其破裂，沒有花粉粒散出，屬于“無花粉型”的雄性不育材料。通過對(duì)不育特征特性的觀察和細(xì)胞學(xué)鑒定、以及不育性遺傳的研究，表明:(I)該材料不育度為100%，屬“無花粉型”的雄性不育，不育株小孢子敗育發(fā)生在四分體形成后期到花粉粒形成早期階段。(2)不育株系與不同品種測(cè)交的Fl代表現(xiàn)育性恢復(fù)，恢復(fù)育性的植株自交后可育株系與不育株系呈3:1分離；不育株系與恢復(fù)育性的Fl回交后可育株系與不育株系呈1:1分離，因此可以確定不育性狀是由一對(duì)隱性核基因控制的遺傳性狀。
[0005]原CA燕麥雄性不育株存在的主要問題有以下方面:異交率低:由于燕麥本身穗部結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):枝梗細(xì)長(zhǎng)，小穗自身的重量使的抽穗后的小穗都是朝下吊垂?fàn)顟B(tài)，給不育株接受外來花粉造成困難，因而異交結(jié)實(shí)率低。生育期短:只適宜配制早熟類型的雜交組合。植株較矮:只適宜配制抗倒類型的雜交組合。
[0006]為了培育多類型的燕麥新品種，創(chuàng)造遺傳基礎(chǔ)豐富的后代選擇群體，對(duì)原CA燕麥雄性不育株進(jìn)行改造，轉(zhuǎn)育出各種類型的新型不育材料為育種利用是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明為了解決上述原CA燕麥雄性不育株存在的異交率低、生育期短，只適宜配制早熟類型的雜交組合、植株較矮，只適宜配制抗倒類型的雜交組合的問題，為了轉(zhuǎn)育出各種類型的新型不育材料，提供了一種選育50%燕麥雄性不育系的方法。
[0008]本發(fā)明是由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種選育50%燕麥雄性不育系的方法，以CA燕麥雄性不育株為母本，以可育株為父本進(jìn)行雜交，獲得F1代雜合體；以CA燕麥雄性不育株為母本，F(xiàn)1代雜合體為父本進(jìn)行雜交，獲得F2代材料；F2代群體中不育株與可育株自然授粉雜交，收獲不育株上的種子，組成50%燕麥雄性不育系，依此循環(huán)往復(fù)，建成1/2不育群體。
[0009]具體選育過程為:以原CA燕麥雄性不育株為母本，以可育株為父本，將父母本種植在同一個(gè)小區(qū)，抽穗階段在母本行去除可育株，留下不育株，取父本的花粉給母本授粉進(jìn)行雜交，成熟階段收獲不育株上的種子獲得F1代；第二季以F1代雜交種為父本，以原CA燕麥雄性不育株為母本，將父母本種于同一小區(qū)，抽穗階段在母本行去除可育株，留下不育株，取F1代雜交種的花粉再次給原CA燕麥雄性不育株授粉，成熟階段收獲不育株上的種子獲得F2代；第三季依F2代種子量的多少，將F2代種植數(shù)個(gè)小區(qū)，抽穗階段鑒別可育株與不育株，讓不育株與可育株自然授粉雜交，收獲不育株上的種子，組成50%燕麥雄性不育系，即后代分離一半可育株，一半為不育株，依此循環(huán)往復(fù)，建成50%燕麥雄性不育系。
[0010]用原有的CA不育系與其它品種雜交，獲得雜合群體F1，用F1雜合體再次給CA不育株授粉，所得到的F2種子形成1/2不育群體，該群體的育性分離比例為1:1，即一半可育株；一半不育株?？捎耆詾殡s合體，用F2不育株再與可育株進(jìn)行雜交，其后代育性分離比例仍為1:1。依此循環(huán)往復(fù)，按照這樣的方式，用核不育與各種不同類型、不同特點(diǎn)的品種雜交，建成不同類型的1/2不育群體。[0011]本發(fā)明所述原CA燕麥雄性不育株和斯圖特燕麥保藏于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所，原CA燕麥雄性不育株保藏編號(hào)為CAMS系列。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將所發(fā)現(xiàn)的隱性核不育基因和其他類型的優(yōu)良基因進(jìn)行遺傳重組，而選育多種特點(diǎn)的隱性核不育系，提供燕麥雜交育種之用。對(duì)原CA燕麥雄性不育株進(jìn)行改造，轉(zhuǎn)育出各種類型的1/2新型不育材料，用新不育系作為雜交工具能獲得較多的雜交種子，從后代選擇優(yōu)良植株的機(jī)率大大提高，為開展燕麥輪回育種創(chuàng)造遺傳基礎(chǔ)豐富的后代選擇群體，以培育多種類型的燕麥新品種。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以1/2小穗朝上型燕麥不育新材料的選育為例，具體選育過程為:
以攜帶隱性核不育基因的CA燕麥雄性不育株為母本，用攜帶小穗朝上的燕麥斯圖特為父本，在長(zhǎng)為1.5m、寬為2m的8行區(qū)的小區(qū)內(nèi)種植6行父本和2行母本，2行母本分別種在第3行和第6行。為調(diào)節(jié)父母本花期相遇，第6行的不育株母本材料于其它材料出苗以后播種。每個(gè)小區(qū)母本不育株的出現(xiàn)率為5-10株，根據(jù)需要種植2-3個(gè)小區(qū)。抽穗階段在母本行鑒別不育株和可育株，將可育株全部拔掉。對(duì)不育株進(jìn)行小穗剪穎，促進(jìn)其接受父本花粉，提高雜交結(jié)實(shí)率。成熟期收取的不育株上的種子即為這個(gè)組合的雜交種。
[0014]第二年將CA燕麥雄性不育和獲得雜交種Fl代在大田種植，抽穗階段鑒別不育株系和可育株系，將可育株全部拔掉。對(duì)不育株進(jìn)行小穗剪穎，用雜交種Fl代的花粉給不育株授粉，成熟期收取不育株上的種子。
[0015]第三年將上年不育株上收獲的種子在田間種植，不育株系和可育株系的分離比例各占一半，抽穗階段選擇小穗朝上(穗型像斯圖特)的雄性不育株，給同群體的不育株授粉，成熟期收取的不育株上的種子。以后每年同樣按第三年的方法進(jìn)行，直到小穗朝上的雄性不育株系的其它性狀和1/2不育株分離趨于穩(wěn)定，最終選育出裸燕麥小穗朝上型燕麥新型雄性不育系。
[0016]同理，用這樣的方法可以育成不同類型的皮燕麥、裸燕麥新不育系。關(guān)鍵是第一年選用的父本材料應(yīng)具有不同的特點(diǎn)。
[0017]小穗朝上型燕麥新型雄性不育系的優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)1.不育株比例大幅度提高:小穗朝上型燕麥雄性不育系出現(xiàn)的比例為50%，比原CA燕麥雄性不育25%的比例提高一倍；小穗朝上型燕麥雄性不育系每年都能分離出50%的不育株，而原CA不育的繁育只能在F2代分離群體中出現(xiàn)。
[0018]2.小穗穎殼開張角度大,雜交結(jié)實(shí)率大大提高:原CA燕麥雄性不育自然異交率小于30%，而小穗朝上型燕麥雄性不育系雜交結(jié)實(shí)率可達(dá)50-70%，高者達(dá)80%以上。用該法可以選育出大量不同類型的皮燕麥、裸燕麥新不育系。用新不育系作為雜交工具利用能獲得較多的雜交種子，從后代選擇優(yōu)良植株的機(jī)率大大提高，同時(shí)為今后開展燕麥輪回育種提供了基礎(chǔ)。`
【權(quán)利要求】
1.一種選育50%燕麥雄性不育系的方法,其特征在于:以CA燕麥雄性不育株為母本，以可育株為父本進(jìn)行雜交，獲得F1代雜合體；以CA燕麥雄性不育株為母本，F(xiàn)1代雜合體為父本進(jìn)行雜交，獲得F2代材料；F2代群體中不育株與可育株自然授粉雜交，收獲不育株上的種子，組成50%燕麥雄性不育系，依此循環(huán)往復(fù)，建成1/2不育群體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選育50%燕麥雄性不育系的方法,其特征在于:具體選育過程為:以原CA燕麥雄性不育株為母本，以可育株為父本，將父母本種植在同一個(gè)小區(qū)，抽穗階段在母本行去除可育株，留下不育株，取父本的花粉給母本授粉進(jìn)行雜交，成熟階段收獲不育株上的種子獲得F1代；第二季以F1代雜交種為父本，以原CA燕麥雄性不育株為母本，將父母本種于同一小區(qū)，抽穗階段在母本行去除可育株，留下不育株，取F1代雜交種的花粉再次給原CA燕麥雄性不育株授粉，成熟階段收獲不育株上的種子獲得F2代；第三季依F2代種子量的多少，將F2代種植數(shù)個(gè)小區(qū)，抽穗階段鑒別可育株與不育株，讓不育株與可育株自然授粉雜交，收獲不育株上的種子，組成50%燕麥雄性不育系，即后代分離一半可育株，一半為不育株 ， 依此循環(huán)往復(fù)，建成50%燕麥雄性不育系。
【文檔編號(hào)】A01H1/02GK103688845SQ201310606945
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】崔林, 劉龍龍, 張麗君, 范銀燕, 周建萍, 馬明川 申請(qǐng)人:山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物品種資源研究所