專利名稱：大豆雄性核不育系選育及雜交制種法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大豆雜種優(yōu)勢利用領(lǐng)域。
大豆雄性核不育現(xiàn)象早在本世紀(jì)二十年代就有報道，但由于雄性核不育株的結(jié)實(shí)率低，一直未能實(shí)現(xiàn)雜種優(yōu)勢的利用。
1978年我們首先在國內(nèi)從地理遠(yuǎn)緣雜交組合[(5621×徐州424)×鐵豐15]F8代田間發(fā)現(xiàn)了雄性核不育大豆，命名為沈農(nóng)L-78-387。經(jīng)引進(jìn)國外當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)的ms1、ms2、ms3和ms4四個隱性基因材料進(jìn)行等位性測驗(yàn)，證明沈農(nóng)L-78-387的雄性不育性是由ms1隱性核不育基因控制的，是國際上第五個ms1獨(dú)立突變體。其平均單株結(jié)實(shí)數(shù)為10.3粒，單株最高結(jié)實(shí)數(shù)為21粒。雖然沈農(nóng)L-78-387比國外引進(jìn)的四個雄性核不育系的平均單株結(jié)實(shí)數(shù)5.2粒(單株最高結(jié)實(shí)數(shù)為12粒)高得多，但用于雜交制種仍嫌太少。
本發(fā)明的目的是利用雄性核不育基因，通過雜交制種，實(shí)現(xiàn)大豆雜種優(yōu)勢利用，從而大大提高大豆單位面積產(chǎn)量。
本發(fā)明的特征是制種技術(shù)，選育沈農(nóng)89-702雄性不育系作母本，以農(nóng)藝性狀優(yōu)良、配合力高的品種為父本配制雜交種，以及利用標(biāo)記性狀、父母本適當(dāng)配比，父本分期播種，合理密植的制種技術(shù)。
從1978年開始，我們以山東夏大豆兗黃1號為母本，與沈農(nóng)25108(地理遠(yuǎn)緣雜交后代)進(jìn)行雜交，計劃從具有多花多莢基因背景的材料中通過地理遠(yuǎn)緣雜交，獲得單株結(jié)實(shí)率更高的雄性核不育材料。經(jīng)過11年的自交，使基因分離重組，1989年在這個雜交組合的F11代田間出現(xiàn)了平均單株結(jié)實(shí)數(shù)達(dá)20.35粒的不育系，命名為沈農(nóng)89-702，其單株最高結(jié)實(shí)數(shù)達(dá)50粒。經(jīng)過1990年、1991兩年分株系種植，完全證明沈農(nóng)89-702攜帶ms隱性核不育基因，其后代育性分離比例為3∶1，即MsMs∶Msms∶msms＝1∶2∶1(Ms代表雄性可育基因，屬顯性;ms代表雄性不育基因，屬隱性)。其中MsMs和Msms的表型均為可育，msms表型為不育。
這就是說，當(dāng)把一種配合力強(qiáng)、農(nóng)藝性狀好的大豆品種B(MsMs)作為父本，與沈農(nóng)89-702(Msms)種在一起，那么父本B(MsMs)花粉授到沈農(nóng)89-702的不育株(msms)上，結(jié)出的種子就是F1雜交種。而沈農(nóng)89-702的可育株(Msms雜合體)自交分離出的那兩份Msms后代，含有隱性核不育基因ms，可供次年再與父本B(MsMs)種在一起，配制F1雜交種之用。另一份MsMs后代則可作為生產(chǎn)用種。
因?yàn)樯蜣r(nóng)89-702的父、母本的共同特點(diǎn)是高抗毒素病，所以沈農(nóng)89-702從雜交當(dāng)年(1978)直至1991年的十三年里，在田間生長均不感病。沈農(nóng)89-702的主要農(nóng)藝性狀，亞有限結(jié)莢習(xí)性，株高80-90厘米，橢圓形葉，高度耐蚜，種粒長橢圓形，種皮色澤鮮黃，深褐色種臍，臍色不向外擴(kuò)散，百粒重19-20克。
經(jīng)過1990-1991年兩年間的田間實(shí)驗(yàn)及室內(nèi)考種，我們掌握了區(qū)別沈農(nóng)89-702表型可育株MsMs與Msms的標(biāo)記性狀，即單株上95%以上的豆莢為二、三粒莢時，此株則屬M(fèi)sMs;單株上一粒莢和二、三粒莢各占50%左右時，此株則屬M(fèi)sms;植株上各節(jié)位出現(xiàn)未受精的不育莢(長度1-1.5厘米，莢內(nèi)無豆粒)，而已授粉受精的豆莢多為一粒莢，個別有二、三粒莢，此株則屬msms。我們利用這種標(biāo)記性狀，就可以在生產(chǎn)上使用沈農(nóng)89-702這個含有隱性核不育基因的育種材料進(jìn)行雜交制種。秋收時，先收獲父本植株，然后依據(jù)母本沈農(nóng)89-702的三種不同結(jié)莢特征植株，分別收獲之。
在一般雜交制種工作中，父母本的適當(dāng)配比是提高F1代雜種種子產(chǎn)量的重要問題。在本發(fā)明中，人工播種情況下，我們采用第一期父本0.9-1.1公斤，母本1.4-1.6公斤均勻混合播種，然后再適期播種第二期父本的方法。如果機(jī)械播種時，可采取按重量計父本∶母本＝7∶3，父母本行比1∶1的分行種植方法。
為了增加父本花粉源，本發(fā)明還采取了父本分期播種的方法。具體作法每畝按沈農(nóng)89-702，1.4-1.6公斤/畝和父本0.9-1.1公斤/畝均勻混合，進(jìn)行第一期播種(隔行種植，即種一行空一行)。第二期父本種子2.4-2.6公斤/畝于第一期播種后10-15天再種到空行上。在干旱地區(qū)，分期播種不易實(shí)現(xiàn)，亦可父母本總量混合均勻，一次播種。
雜交制種產(chǎn)量的高低在很大程度上決定于花粉源的多少，故父本株數(shù)的多少很重要。其次，由于大豆天然雜交率的高低受傳粉昆蟲造訪母本花朵的機(jī)會多少所制約，故父母本以盡量貼近為宜。春播區(qū)采用50-60厘米行距，夏播區(qū)采用25-30厘米行距，單株種植株距8-10厘米，雙株種植株距16-20厘米，達(dá)到畝保苗春播區(qū)11000-16000株，夏播區(qū)22000-32000株。有條件的地區(qū)盡量做到雙株穴播。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于用沈農(nóng)89-702不育系做母本，以農(nóng)藝性狀優(yōu)良、配合力高的大豆品種為父本，采取本雜交制種方法，雜種F1代單位面積產(chǎn)量達(dá)300-350公斤/畝，比當(dāng)前生產(chǎn)上推廣的常規(guī)品種增產(chǎn)30-50%，而且高抗毒素病、抗細(xì)菌性斑點(diǎn)病和霜霉病。其F1代生育繁茂，根系強(qiáng)大發(fā)達(dá)，稈強(qiáng)不倒，在前茬施肥，當(dāng)茬不施底肥，也不追肥的情況下，畝產(chǎn)仍高達(dá)300公斤以上。
本發(fā)明可以通過以下實(shí)施例實(shí)現(xiàn)實(shí)施例1用遼豆三號為父本，沈農(nóng)89-702為母本，制取雜交種沈農(nóng)8809及保存不育系的方法如下1、選用純度高的“遼豆三號”作父本。“遼豆三號”是遼寧省已審定、推廣的大豆純系品種。其主要農(nóng)藝性狀稈強(qiáng)不倒，株形呈塔形、多花多莢、豐產(chǎn)、作為雜交親本，其配合力較強(qiáng)。
2、制種田秋施肥、秋翻、秋耙壓、秋起垅、如果條件不允許，亦可秋翻、秋耙壓、春施肥、春起垅。平作機(jī)械化栽培的地區(qū)，可秋施肥、秋翻、秋耙壓。
3、制種田畝施農(nóng)肥0.6-1萬斤，配合施用常規(guī)用量磷肥或磷鉀復(fù)合肥。
4、為增加父本花粉源，父本“遼豆三號”分兩期播種。第一期父本種子1公斤于播種前與母本“沈農(nóng)89-702”種子1.5公斤均勻混合，于當(dāng)?shù)夭シN短期實(shí)行隔行播種，即種一行空一行。第二期父本“遼豆三號”種子2.5公斤于第一期播種后10-15天再種到空行上。
干旱地區(qū)或機(jī)械化播種的地區(qū)分期播種有困難，可將兩期父本種子總量與母本種子均勻混合一起播種。
5、制種田的中耕、追肥等田間管理工作按常規(guī)進(jìn)行。
6、秋收時，母本沈農(nóng)89-702在制種田中會出現(xiàn)三種類型的植株(1)、每莢粒數(shù)以二、三粒莢為主(占全株總莢數(shù)的95%左右)，一粒莢稀少(占全株總莢數(shù)5%左右)。這類植株的基因型為MsMs，對明年制種無用，可在收獲時單獨(dú)拔除，或收獲后脫粒前再分揀出去。
(2)、單株的二、三粒莢及一粒莢的莢數(shù)各占50%左右。這類植株的基因型為Msms，其籽粒采收后，可供明年作母本配制雜種之用。
(3)、植株主莖、分枝頂端或其它節(jié)位出現(xiàn)長度為1-1.5厘米的不育莢，莢內(nèi)無豆粒，而某些節(jié)位上結(jié)有一粒莢，個別有二粒莢，極個別的結(jié)三粒莢。這就是基因型msms的不育株。這些植株上結(jié)有豆莢就是F1代雜種沈農(nóng)8809，這就是制種田所要收獲的雜交種子。
7、制種田應(yīng)先收獲隔行播種的“遼豆三號”父本，然后分別收獲母本行中的可育株和F1雜種。
實(shí)施例2以沈農(nóng)2015為父本，沈農(nóng)89-702為母本制取雜交種8816及繁殖不育系的方法(在春播大豆條件下)。
沈農(nóng)2015是以地理遠(yuǎn)緣的半野生種(Glycine gracilis)為親本與山東夏大豆×東北春大豆進(jìn)行三交的后代選系。其特色是開花時花器張開，以其作為父本會大大提高雜交結(jié)實(shí)率。其特點(diǎn)是可以不必采用父本分期播種，而采取同期一次分行播種的方法。
1、制種田秋施肥、秋翻、秋耙壓、秋起垅。
2、制種田畝施農(nóng)肥0.6-1萬斤，配合施用常規(guī)用量磷肥或磷鉀復(fù)合肥。
3、適期播種。母本沈農(nóng)89-702每畝播量1.5公斤，父本沈農(nóng)2015每畝播量2.5公斤。母本隔行先播，父本于母本播完后隨即播種到空行上。
若采用機(jī)器播，則將父母本種子按播量分裝在各種子箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)父母本行比1∶1的播種要求。
4、制種田的中耕、追肥等田間管理按常規(guī)操作。
5、秋收時，先收獲父本行上的植株，然后依據(jù)母本行上三種不同類型植株分別收獲之。
權(quán)利要求
1.一種利用雄性核不育基因，通過雜交制種實(shí)現(xiàn)大豆雜種優(yōu)勢利用的方法，其特征是選育沈農(nóng)89-702為母本，以農(nóng)藝性狀優(yōu)良、配合力高的品種為父本配制雜交種，以及利用標(biāo)記性狀、父母本適當(dāng)配比，父本分期播種、合理密植的制種措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是利用標(biāo)記性狀，即單株上95%左右的豆莢為二、三粒莢時，此株則屬M(fèi)sMs基因型;植株上一粒莢和二、三粒莢各占50%左右時，此株則屬M(fèi)sms基因型;植株上各節(jié)位出現(xiàn)未受精的不育莢，而已授粉受精的豆莢多為一粒莢，個別有二、三粒莢，此株則屬msms基因型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是父母本適當(dāng)配比，人工播種采用第一期父本0.9-1.1公斤/畝，母本1.4-1.6公斤/畝，二者均勻混合后播種，機(jī)械播種采取父本3.5公斤/畝，母本1.5公斤/畝，父母本分行，按1∶1行比播種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是父本分期播種，第一期父母本混合均勻適期播下后，第二期父本種子2.4-2.6公斤/畝于第一期播后10-15天再種到空行上，在干旱地區(qū)，亦可父母本總量混合均勻，一次播種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是合理密植，春播區(qū)采用50-60厘米行距，夏播區(qū)采用25-30厘米行距，單株種植株距8-10厘米，雙株種植株距16-20厘米，達(dá)到畝保苗春播區(qū)11000-16000株，夏播區(qū)22000-32000株。有條件的地區(qū)盡量做到雙株穴播。
全文摘要
一種利用雄性核不育基因，實(shí)現(xiàn)大豆雜種優(yōu)勢利用的方法。選育沈農(nóng)89-702雄性不育系作母本，以農(nóng)藝性狀優(yōu)良、配合力高的品種為父本配制雜交種的繁殖制種技術(shù)。所配制的雜交種具有生育繁茂、抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)量高的特點(diǎn)。經(jīng)測試F1代單產(chǎn)達(dá)300-350公斤/畝，比當(dāng)前生產(chǎn)上推廣的純系品種增產(chǎn)30-50％。
文檔編號A01H5/10GK1062635SQ9210600
公開日1992年7月15日 申請日期1992年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月7日
發(fā)明者余建章 申請人:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)