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甘藍型油菜花葉突變體的應用.pdf

關 鍵 詞:
甘藍 油菜 花葉 突變體 應用
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摘要
申請專利號:

CN201410174785.4

申請日:

20140428

公開號:

CN103931486A

公開日:

20140723

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01H1/02 主分類號: A01H1/02
申請人: 上海市農業科學院,上海農科種子種苗有限公司
發明人: 楊立勇,孫超才,周熙榮,王偉榮,李延莉,蔣美艷,林金元
地址: 201106 上海市閔行區北翟路2901號
優先權: CN201410174785A
專利代理機構: 上海開祺知識產權代理有限公司 代理人: 費開逵
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410174785.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明涉及甘藍型油菜花葉突變體的應用,以甘藍型油菜隱性核不育純合兩型系20118AB中的不育株為母本,以甘藍型油菜花葉突變體為父本雜交、套袋自交獲得花葉不育株;然后以該花葉不育株與20118AB中的可育株雜交,選育出新純合兩型系即花葉隱性核不育純合兩型系;以該花葉不育株與臨保系雜交,獲得新臨保系即花葉臨保系;由甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系和花葉臨保系雜交可生產甘藍型油菜花葉全不育系。利用花葉性狀實現全不育系的純度鑒定和苗期除雜,提高全不育系純度,簡化核不育雜交制種程序,減少大田雜交制種用工量。

權利要求書

1.甘藍型油菜花葉突變體的應用,其特征是,以甘藍型油菜花葉突變體為供體,通過與甘藍型油菜隱性核不育純合兩型系及其臨保系雜交選育,獲得具有花葉外形的甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系及其臨保系。2.根據權利要求1所述的甘藍型油菜花葉突變體的應用,其特征是,由所述的甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系及其臨保系雜交生產甘藍型油菜花葉全不育系aabbRfrfDD。3.根據權利要求2所述的甘藍型油菜花葉突變體的應用,其特征是,由所述的甘藍型油菜花葉全不育系與基因型為AA----dd、--BB--dd或AABB--dd的恢復系生產雜交種,雜交種為半花葉。4.利用甘藍型油菜花葉突變體選育甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系及其臨保系的方法,包括以下步驟:a)甘藍型油菜隱性核不育純合兩型系的不育株aabbRfRfdd與甘藍型油菜花葉突變體可育株AABBRfRfDD雜交,F代半花葉可育株AaBbRfRfDd套袋自交,F代分離群體中會分離出花葉不育株aabbRfRfDD;b)以上述步驟a)中的花葉不育株aabbRfRfDD為母本,與甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系可育株AabbRfRfdd雜交,分離出1:1的半花葉可育株AabbRfRfDd和半花葉不育株aabbRfRfDd;c)以上述步驟a)中的花葉不育株aabbRfRfDD為母本,與上述步驟b)中的半花葉可育株AabbRfRfDd雜交,分離出1:1:1:1的花葉可育株AabbRfRfDD、半花葉可育株AabbRfRfDd、花葉不育株aabbRfRfDD和半花葉不育株aabbRfRfDd,將其中的花葉可育株AabbRfRfDD與花葉不育株aabbRfRfDD兄妹交,其后代中花葉可育株與花葉不育株始終按照1:1的比例分離,由此選育出甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系;d)以上述步驟a)中的花葉不育株aabbRfRfDD與臨保系aabbrfrfdd雜交,雜交后代為半花葉不育株aabbRfrfDd;e)以上述步驟d)中的半花葉不育株aabbRfrfDd與臨保系aabbrfrfdd雜交,雜交后代為1:1:1:1的半花葉可育株aabbrfrfDd、圓葉可育株aabbrfrfdd、半花葉不育株aabbrfrfDd和圓葉不育株aabbRfrfdd,將分離群體中的半花葉可育株自交,自交后代群體分離出花葉可育株aabbrfrfDD、半花葉可育株aabbrfrfDd和圓葉可育株aabbrfrfdd,其中花葉可育株aabbrfrfDD即為花葉臨保系。

說明書

技術領域

本發明涉及甘藍型油菜育種領域,具體涉及甘藍型油菜花葉突變體的應用。

背景技術

(一)甘藍型油菜隱性核不育20118A的遺傳規律

隱性細胞核雄性不育因其具有不育性徹底且穩定、恢復源廣等優點,在國內已經成為油菜雜種優勢利用的一個重要途徑,但由于得不到100%的不育系,在雜交制種時需人工拔除不育系株行中50%的可育株,限制了其廣泛應用,如雙隱性核不育S45A和117A等。

20118A是上海市農業科學院孫超才研究員于1997年選育的一種新的隱性細胞核雄性不育系,其不育株花藥空癟,無花粉,套袋自交不結實,且不育性穩定,不受環境條件的影響。通過普通遺傳學研究證明20118A受3對隱性基因控制,為了便于描述其遺傳,我們將三個隱性基因分別命名為a、b和rf,其中a和b為隱性不育基因,rf為隱性上位基因,能抑制a和b不育基因的表達,使育性恢復可育。根據這一遺傳原理,這種核不育材料可以實現“三系化”制種。參見圖1,首先是純合兩型系內的純合型不育株與雜合型可育株雜交,不育株上產生的后代世代間基因型相同,2種基因型始終各占50%,因而能穩定遺傳。三隱性純合體aabbrfrf作為父本,與純合型不育株雜交獲得全不育系,因此三隱性純合體可以作為臨保系。基因型為AA----、--BB--或AABB--的可育株與全不育系的不育株雜交,后代全部可育,因此其可以作為恢復系。這種核不育的優點是能通過“臨保系”繁殖不育系,理論上可獲得全不育系群體,減少了大面積生產雜交種時要拔去母本行50%可育株的麻煩。

但因不育性狀、臨保系的性狀都受隱性基因控制,容易受外來花粉,機械混雜等影響,導致獲得高純度的全不育系非常困難。純合兩型系和臨保系中混有外來雜種或受到外來花粉污染,無法對這些雜種進行有效識別和剔除。另外,全不育系的純度鑒定有兩種方式,一種是利用特異的分子標記鑒定技術,這種方式需要鑒定單位具備分子實驗室和相關技術人員。另外一種是利用花期的育性調查進行鑒定,這種方式需要在苗期進行低溫春化,等到開花后才能進行,周期較長。

(二)甘藍型油菜花葉的特性和遺傳規律

甘藍型油菜正常的葉片為圓葉,葉片無裂痕或裂痕較淺,花葉突變體的葉片為披針狀,裂痕深至葉脈(參見圖2)。花葉突變體與正常圓葉植株進行雜交,F1代植株表現為半花葉,將F1代植株套袋自交,F2代分離群體表現花葉、半花葉和圓葉三種性狀,三種類型的單株數分別為113、229和108,卡方值為0.25,符合1:2:1的分離比例。選擇F2代分離群體中花葉、半花葉和圓葉植株套袋自交,進一步觀察F3代分離情況。圓葉的F3代群體全部為圓葉,花葉的F3代群體全部為花葉,半花葉的F3代分離群體中有花葉、半花葉和圓葉三種類型,且分離比例符合1:2:1。以上遺傳研究表明:花葉性狀為不完全顯性,當基因DD顯性純合時,表現為花葉,當基因dd隱性純合時表現為圓葉,當基因Dd雜合型時表現為半花葉(參見圖3)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種甘藍型油菜花葉突變體的應用,將不完全顯性花葉基因轉育到甘藍型油菜隱性核不育純合兩型系及其臨保系中,選育甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系及其臨保系,用于生產具有花葉性狀的全不育系。

為了達到以上目的,本發明采用以下技術方案來實現:

甘藍型油菜花葉突變體的應用,以甘藍型油菜花葉突變體親本材料為供體,通過與甘藍型油菜隱性核不育純合兩型系及其臨保系雜交選育獲得具有花葉外形的甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系及其臨保系。

進一步地,通過上述甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系及其臨保系雜交生產甘藍型油菜花葉全不育系,基因型為aabbRfrfDD,花葉可作為全不育系純度鑒定和苗期除雜的指示性狀,對全不育系純度進行快速、簡單、有效的鑒定。

更進一步,利用上述花葉全不育系與基因型為AA----dd、--BB--dd或AABB--dd的恢復系雜交,生產商用F1雜交種,商用F1雜交種為半花葉,半花葉也可以作為指示性狀對雜交種純度進行快速、簡單、有效的鑒定。

本發明還提供一種甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系及其臨保系的選育方法,包括以下步驟:

a)甘藍型油菜隱性核不育純合兩型系的不育株aabbRfRfdd與甘藍型油菜花葉突變體可育株AABBRfRfDD雜交,F1代半花葉可育株AaBbRfRfDd套袋自交,F2代分離群體中會分離出花葉不育株aabbRfRfDD,其出現概率為1/64;

b)以上述步驟a)中的花葉不育株aabbRfRfDD為母本,與甘藍型油菜隱性核不育純合兩型系可育株AabbRfRfdd雜交,分離出1:1的半花葉可育株AabbRfRfDd和半花葉不育株aabbRfRfDd;

c)以上述步驟a)中的花葉不育株aabbRfRfDD為母本,與上述步驟b)中的半花葉可育株AabbRfRfDd雜交,分離出1:1:1:1的花葉可育株AabbRfRfDD、半花葉可育株AabbRfRfDd、花葉不育株aabbRfRfDD和半花葉不育株aabbRfRfDd,將其中的花葉可育株AabbRfRfDD與花葉不育株aabbRfRfDD兄妹交,其后代中花葉可育株與花葉不育株始終按照1:1比例分離,由此選育成了花葉隱性核不育純合兩型系;

d)以上述步驟a)中的花葉不育株aabbRfRfDD與臨保系aabbrfrfdd雜交,雜交后代為半花葉不育株aabbRfrfDd;

e)以上述步驟d)中的半花葉不育株aabbRfrfDd與臨保系aabbrfrfdd雜交,雜交后代為1:1:1:1半花葉可育株aabbrfrfDd、圓葉可育株aabbrfrfdd、半花葉不育株aabbrfrfDd和圓葉不育株aabbRfrfdd,將分離群體中的半花葉可育株自交,自交后代群體將分離出花葉可育株aabbrfrfDD、半花葉可育株aabbrfrfDd和圓葉可育株aabbrfrfdd,其中花葉可育株aabbrfrfDD即為花葉臨保系。

本發明所需的試驗材料:

1.隱性核不育純合兩型系

甘藍型油菜隱性核不育純合兩型系20118AB,20118A基因型為aabbRfRf,20118B基因型為AabbRfRf,其芥酸含量為0.56%,硫甙含量為23.45μmol/g。

2.臨保系

臨保系M-6029,其基因型為aabbrfrf,可育,與隱性核不育20118A(aabbRfRf)雜交,其后代基因型為aabbRfrf,仍為不育,但是該不育性只能保持一代,其后代會發生育性分離,故稱基因型aabbrfrf的M-6029為甘藍型油菜隱性核不育20118A的臨保系。

3.恢復系

因甘藍型油菜隱性核不育是受三對隱性基因控制的,所以恢復系的選擇自由度大,生產上的品系(自交系)基因型大多為AA----、--BB--或AABB--,故均可以用作恢復系。

利用花葉這一特殊的形態標記可以對全不育系生產全程進行純度和質量控制,同時也為全不育系純度鑒定提供一種高效、快捷、簡單可行的方法,尤其是利用該形態標記可實現全不育系的苗期除雜,從而使得在大面積生產商用雜交種時免去了大田除雜的步驟,為商用雜交種的生產節省了大量的用工和時間。同時,可以利用雜交種的半花葉作為指示性狀對雜交種純度進行快速、簡單、有效的鑒定。

本發明的有益效果:

1)本發明將花葉性狀轉育到純合兩型系和臨保系中,并以葉片形狀作為指示性狀,可對純合兩型系和臨保系繁殖過程中的機械混雜、外源花粉或次生苗進行有效識別、除雜,從源頭上保證全不育系的生產質量。

2)本發明將花葉性狀轉育到純合兩型系和臨保系中,生產具有花葉性狀的全不育系,并以葉片形狀作為指示性狀,無需春化,也無需等到花期,可在苗期對全不育系純度進行鑒定,該鑒定方法簡單、快速、易操作。

3)簡化雜交育種程序。因本發明生產的全不育系的葉片為花葉,故可對在苗床上因機械混雜、外源花粉或次生苗產生的雜種進行集中除雜,這樣就避免大田生產商用雜交種時的除雜步驟,大大節省雜交制種的工作量。

4)利用花葉全不育系和恢復系生產的雜交種的葉片為半花葉,這樣可以利用半花葉作為指示性狀,對雜交種純度進行快速、簡單、有效的鑒定。

附圖說明

圖1為隱性核不育雜交制種的生產模式。

圖2為甘藍型油菜花葉突變體。

圖3為花葉(左)、半花葉(中)和圓葉(右)葉片的比較圖。

圖4為本發明甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系和花葉臨保系選育過程的示意圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例與附圖進一步詳細描述本發明的技術方案。實施例1甘藍型油菜花葉隱性核不育純合兩型系的選育

參見圖4,以隱性核不育純合兩型系不育株20118A為母本,與甘藍型油菜花葉突變體為父本雜交,并利用臨保系M-6029同時對該不育株進行測交,測交后代全不育,表明當選單株基因型為aabbRfRf。

花葉可育株AABBRfRfDD和該不育株aabbRfRfdd的雜交后代半花葉可育,其基因型為AaBbRfRfDd,F1代自交套袋,將收獲的種子秋播到田間,在油菜花期進行田間觀察,不育性狀和花葉外形均為明顯的指示性狀,有利于選出花葉隱性核不育系。通過觀察,在783個F2代分離群體中,發現了14株花葉不育株。然后利用花葉不育株aabbRfRfDD與隱性核不育純合兩型系可育株20118B雜交,雜交后代為半花葉,育性會發生分離,可育株AabbRfRfDd與不育株aabbRfRfDd的分離比例為1:1,以分離后代的可育株與花葉不育株回交,在359個回交后代中,分離出93個花葉不育株aabbRfRfDD,86個花葉可育株AabbRfRfDD,兄妹交后代中花葉可育與花葉不育的分離比例始終符合1:1。

實施例2?甘藍型油菜花葉臨保系的選育和全不育系的生產

參見圖4,以花葉不育株aabbRfRfDD為母本,與臨保系M-6029雜交,雜交后代全部為不育株,基因型為aabbRfrfDd,半花葉外形,以該半花葉不育株與臨保系M-6029回交,在214個回交群體中有46個半花葉可育株aabbrfrfDd,選擇其中3株套袋自交,在其中一個自交后代中,獲得了21個花葉可育株,將其中一個與花葉不育株測交,測交后代為花葉全不育,表明該花葉可育株基因型為aabbrfrfDD,即為甘藍型油菜花葉臨保系。

將花葉隱性核不育純合兩型系種植在母本行,花葉臨保系種植在父本行,父本與母本的行比為1:2。在花期,除去母本行中的可育株AabbRfRfDD,留下不育株aabbRfRfDD,花葉臨保系作為唯一授粉源。種子成熟后,收獲不育株上的種子,即為甘藍型油菜花葉全不育系aabbRfrfDD。

最后應當說明的是,以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對發明的技術方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發明技術方案的精神和范圍,其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍中。

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