一種油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系的選育方法及應(yīng)用的制作方法

專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系的選育方法及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于農(nóng)作物雜種優(yōu)勢(shì)利用領(lǐng)域，涉及油菜不育系的選育方法，特別是一種油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系的選育方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：作物雄性不育是利用其植物雜種優(yōu)勢(shì)、獲得高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)作物產(chǎn)品的重要途徑。很多雄性不育對(duì)環(huán)境變化比較敏感，例如油菜中的polimaCMS、napCMS以及國(guó)內(nèi)報(bào)道的AB1、501-8S、533S等屬于對(duì)溫度敏感的細(xì)胞質(zhì)不育。另外許多細(xì)胞核不育也對(duì)環(huán)境敏感(VirmaniSSandIlyasAM.2001.Environmentsensitivegeniemalesterility(EGMS)incrops.AdvancesinAgronomy72:139_195)，現(xiàn)在常稱(chēng)為光、溫敏核不育，實(shí)踐中又根據(jù)不同不育系對(duì)光、溫敏感程度的主次不同，劃分為溫敏(為主)核不育TMS、光敏(為主)核不育PMS、光溫敏核不育PTMS(盧興桂.兩系雜交水稻理論與技術(shù)，科學(xué)出版社，2001)。有意思的是，有些光、溫敏核不育在不同遺傳背景下可能表現(xiàn)不同，比如國(guó)內(nèi)不同單位利用粳稻光敏不育系農(nóng)墾58S，轉(zhuǎn)育出了一大批光敏核不育、溫敏核不育和光溫敏核不育系。例如四川農(nóng)業(yè)大學(xué)用農(nóng)墾58S轉(zhuǎn)育而成秈稻不育系2558S、2877S、8902S和W6154S，發(fā)現(xiàn)2558S是可育臨界溫度低的溫敏系，2877S是和農(nóng)墾58S類(lèi)似臨界溫度較低的光敏系，8902S是臨界溫度較高的光敏系，W6154S是臨界溫度高的溫敏系(鄧曉建，周開(kāi)達(dá)，李仁端.農(nóng)墾58S轉(zhuǎn)育的四個(gè)秈型光溫敏核不育系的不育性遺傳研究.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1994年第2期)。相對(duì)于細(xì)胞質(zhì)不育系，油菜光、溫敏核不育用于兩系法雜交制種的優(yōu)勢(shì)更明顯(1)一般為隱性核基因控制，可以通過(guò)雜交、回交，把不育基因轉(zhuǎn)入到任何一個(gè)目標(biāo)品種或自交系，選育成優(yōu)良的新型不育系；(2)其他品種一般都可用作恢復(fù)系，故可以廣泛配制雜交組合，具有更高的產(chǎn)量潛力；(3)省略保持系，制種程序簡(jiǎn)化；(4)無(wú)細(xì)胞質(zhì)負(fù)效應(yīng)，避免利用單一細(xì)胞質(zhì)造成的流行病害大發(fā)生(例如玉米T型CMS對(duì)小斑病敏感)。目前甘藍(lán)型油菜當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的有溫敏核不育、光溫敏核不育材料，都表現(xiàn)為在低溫、短日照條件下雄性可育，在高溫、長(zhǎng)日照條件下雄性不育，其相關(guān)文獻(xiàn)如下1湖南省農(nóng)科院育成的溫敏核不育湘91S，是從86A與其它品種復(fù)合雜交后代中發(fā)現(xiàn)的，受24對(duì)隱性不育基因及13對(duì)溫敏基因控制(席代汶等，湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，1994(4):17-18)。湘91S在和中雙4號(hào)雜交改良時(shí)，&代2472株才能分離出3株溫敏不育株和7株穩(wěn)定不育株(鄔賢夢(mèng)等，中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2005(3)74-76)；2貴州油料科學(xué)研究所育成的光溫敏核不育H90S，是從中油821的天然雄性不育株而來(lái)，育性由3對(duì)隱性基因控制，和117A、S45A不同(趙繼獻(xiàn)等，中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2001(4)11-15)；3江西宜春農(nóng)科所選育的光溫敏核不育W96S，遺傳及生理特點(diǎn)不明確(劉尊文等，江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2006，28(5)654-656)；4西北農(nóng)林科技大學(xué)報(bào)道的不育系373S對(duì)溫度等環(huán)境因素敏感，正在進(jìn)行品質(zhì)改良(于澄宇等，中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)2007，(7):255-258)。而油菜光敏不育系及其光反應(yīng)生理、遺傳特征目前還沒(méi)有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。楊光圣等(油菜光敏感雄性不育系及其雜交種選育方法，專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?1106599.0)公開(kāi)了光敏不育系PSMS228理論應(yīng)用方案，但其所用材料來(lái)源、遺傳規(guī)律、生理特征沒(méi)有具體文獻(xiàn)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種新的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系的選育方法，并提供在該油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系雜在交油菜制種中的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)措施得以實(shí)現(xiàn)一種油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系的選育方法，其特征在于，該方法選用甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S作為供體材料，和其他優(yōu)良品種或育種材料進(jìn)行雜交、復(fù)合雜交、或者回交，在衍生后代中選擇對(duì)光照(光周期)敏感的不育株，并經(jīng)過(guò)一定的育種程序進(jìn)行純化，結(jié)合育性鑒定、品質(zhì)分析，使得性狀穩(wěn)定，選育而成的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系的基本特征為育性遺傳受細(xì)胞核基因控制，主要對(duì)光周期敏感，即隨著氣候從短日照向長(zhǎng)日照變化，育性從可育轉(zhuǎn)變?yōu)榘氩挥敝镣耆挥?。上述的甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S，申請(qǐng)人已經(jīng)于2010年3月22日收藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(保藏號(hào)CCTCCNo:P201004)。具體選育過(guò)程是將甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S和其他優(yōu)良油菜品種或育種材料進(jìn)行授粉，形成雜交&代，&代自交產(chǎn)生F2代、F2代自交產(chǎn)生F3代，以此類(lèi)推，在F2、F3代等衍生后代中選擇對(duì)光照敏感的不育株，進(jìn)行品質(zhì)測(cè)試，選擇低芥酸、低硫甙株系，再經(jīng)過(guò)連續(xù)自交純化，或者運(yùn)用小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，使得不育基因純合，其它性狀比較穩(wěn)定，就選育出油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系?；蛘咄ㄟ^(guò)如下過(guò)程進(jìn)行選育將雜交&以及在F2、F3代等衍生后代中分離出的光照敏感不育株，再次和親本優(yōu)良品種或育種材料回交，自交分離不育株，進(jìn)行品質(zhì)測(cè)試，選擇低芥酸、低硫甙株系，如此重復(fù)回交1-6次，對(duì)后代中分離出的光照敏感不育株，再自交純化若干世代以上，或者運(yùn)用小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，使得不育基因純合，其它性狀比較穩(wěn)定，就能夠選育成和親本優(yōu)良品種或育種材料比較相似的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系?；蛘咄ㄟ^(guò)如下過(guò)程進(jìn)行選育將權(quán)利要求3所述雜交&以及在F2、F3代等衍生后代中分離出的光照敏感不育株，再次和另外一個(gè)優(yōu)良品種或育種材料雜交，形成復(fù)合雜交，對(duì)后代中分離出的不育株再次進(jìn)行選擇，選擇對(duì)光照等敏感的植株，進(jìn)行品質(zhì)測(cè)試，選擇低芥酸、低硫甙株系，再自交純化若干世代以上，或者運(yùn)用小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，使得不育基因純合，其它性狀比較穩(wěn)定，就能夠選育成符合育種目標(biāo)的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系。所述的育性鑒定具體方法為把得到的光敏不育株及其衍生不育群體分別置于至少兩種不同的環(huán)境A、環(huán)境B條件下，兩種不同環(huán)境的溫度、光譜范圍和光照強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足油菜正常發(fā)育的生理需求；其中環(huán)境A為短光周期環(huán)境，每日日照時(shí)數(shù)為5小時(shí)12.5小時(shí)，優(yōu)選為811小時(shí)；環(huán)境B為長(zhǎng)光周期環(huán)境，每日日照時(shí)數(shù)12.524小時(shí)，優(yōu)選為1316小時(shí)；兩種環(huán)境溫度范圍為830攝氏度，最好在1525攝氏度；對(duì)處在環(huán)境A下育性可以部分或完全恢復(fù)的單株，自交結(jié)實(shí)繁殖種子；然后對(duì)那些處在環(huán)境B下表現(xiàn)可育或者部分可育的材料進(jìn)行淘汰，而對(duì)處在環(huán)境B下表現(xiàn)為穩(wěn)定雄性不育的單株或株系，作為符合育性要求的光敏核不育材料，繼續(xù)繁衍其在環(huán)境A下所獲得的種子。本發(fā)明的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系在短光周期環(huán)境下進(jìn)行自交繁殖，在長(zhǎng)光周期環(huán)境下和恢復(fù)系雜交生產(chǎn)兩系雜交油菜的應(yīng)用。本發(fā)明選育的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系一系兩用即秋播自交繁種，春、夏播雜交制種；秋播使不育系次年蕾苔期至開(kāi)花期處在春季相對(duì)短光周期的氣候條件下，育性恢復(fù)而自交繁殖；春播或夏播，使不育系蕾苔期至開(kāi)花期處在夏季相對(duì)長(zhǎng)光周期的環(huán)境條件下，保持穩(wěn)定的不育狀態(tài)，然后再和其它能夠恢復(fù)其育性的品種自交系或材料雜交，配制雜交種。本發(fā)明獲得的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系與其他雄性不育類(lèi)型相比，具有以下明顯的特點(diǎn)(1)遺傳方式比較簡(jiǎn)單，申請(qǐng)人在“匯油50S”雜交改良過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，&代環(huán)境敏感不育株出現(xiàn)機(jī)率很高，一般達(dá)到5%15%，而且F2代可育株當(dāng)中還存在大量不育基因位點(diǎn)雜合的個(gè)體，經(jīng)過(guò)自交即可分離出環(huán)境敏感不育株。所以容易篩選到與農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀優(yōu)良基因重組的環(huán)境敏感不育株，也容易利用DNA分子標(biāo)記等遺傳標(biāo)記檢測(cè)基因型?？梢钥s小群體規(guī)模，簡(jiǎn)化育種程序，容易雜交改良成新的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系；(2)與細(xì)胞質(zhì)雄性不育和一般細(xì)胞核不育相比，可以簡(jiǎn)化雜交制種程序，省略用保持系繁殖不育系或者拔除母本可育株的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)一系兩用，例如在南方冬油菜種植區(qū)秋播，次年春季短光周條件下，不育系育性得以恢復(fù)而自交繁殖，而在甘肅、青海、內(nèi)蒙、云貴高原等地春夏播，不育系處于夏季長(zhǎng)光周期條件下，獲得全不育系，用以配制雜交種。圖1是甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S的不育花S、半不育PS花、可育花F。“匯油50S”的雌蕊較一般品種長(zhǎng)，不易自交結(jié)實(shí)。圖2是甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S小孢子敗育的細(xì)胞學(xué)特點(diǎn)圖片。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。具體實(shí)施例方式甘藍(lán)型油菜品種匯油50(原名為77-50)是南匯縣農(nóng)科所于1975年以7401為母本，白菜型本地油菜為父本雜交選育而成的半冬性中熟品種。申請(qǐng)人1999年發(fā)現(xiàn)在引進(jìn)的匯油50中一個(gè)株系1035-6后代結(jié)實(shí)性低于其它株系，2000年再次發(fā)現(xiàn)從該株系收獲的株系477-1仍然表現(xiàn)自交結(jié)實(shí)性較低，此后便用477-1連續(xù)自交，于2007年育成甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“匯油50S”)，并于2010年3月22日收藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心(保藏號(hào)CCTCCNo:P201004)o通過(guò)連年育性觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)“匯油50S”在陜西楊凌秋播種植，次年初花期一般可育或者半不育，隨后逐漸向不育過(guò)渡，受4月初日照超過(guò)12.5h的影響，所開(kāi)的花達(dá)到完全不育。經(jīng)多年大田分期播種和人工環(huán)境鑒定，確認(rèn)“匯油50S”屬于以光敏為主的隱性細(xì)胞核不育，溫度效應(yīng)很微弱。不同緯度的異地鑒定試驗(yàn)表明“匯油50S”在陜西關(guān)中秋播可以少量自交繁殖；2008-2009年試驗(yàn)在南方(江蘇揚(yáng)州)秋播，“匯油50S”可以大量自交繁殖；2006-2007年在青海西寧春播，“匯油50S”花期表現(xiàn)全不育。細(xì)胞學(xué)觀(guān)察發(fā)現(xiàn)“匯油50S”敗育時(shí)期主要在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂-小孢子單核期。遺傳分析表明育性受2對(duì)隱性細(xì)胞核不育基因控制。可見(jiàn)光敏不育系“匯油50S”是一種與溫敏不育系湘91S、光溫敏不育系H90S等在光溫反應(yīng)、遺傳規(guī)律方面不同的新型不育系。但是，光敏不育系“匯油50S”的品質(zhì)性狀與高芥酸、高硫甙品種匯油50相似，不符合低芥酸(脂肪酸中芥酸小于1%)、低硫甙(餅粕中硫甙葡萄糖含量小于30i!mOl/g)的雙低油菜國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，且含油量較低，需要加以改良才能應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為了利用這一遺傳資源，本發(fā)明提出了對(duì)其進(jìn)行改良、選育新型的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系方法，及其利用該油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系配制雜交種的應(yīng)用。本發(fā)明的油菜光(周期)敏感細(xì)胞核雄性不育系選育的基本思路是1、利用雜交、回交、復(fù)交育種手段選育新的油菜環(huán)境敏感細(xì)胞核雄性不育系，包括如下基本步驟選用甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S(于2010年3月22日收藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏號(hào)CCTCCNo:P201004)和其他優(yōu)良品種或材料進(jìn)行雜交，&自交得到F2，F(xiàn)2自交可得到F3，以此類(lèi)推，在F2、F3等世代中分離出對(duì)光照等生態(tài)因子敏感的不育株；得到的不育株通過(guò)1個(gè)世代以上的自交得到純化，也可以運(yùn)用目前廣泛應(yīng)用的小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，直接得到純合的雙單倍體DH群體，加快育種進(jìn)度。有時(shí)出于育種家的需要，需要對(duì)不育系進(jìn)行定向改良，所以“匯油50S”和其他優(yōu)良品種或材料雜交的h以及F2不育株也可以繼續(xù)和優(yōu)良親本品種進(jìn)行回交若干次，然后在后代中選擇育性對(duì)光照等生態(tài)因子敏感的植株，再經(jīng)過(guò)連續(xù)自交進(jìn)行純化，或者運(yùn)用小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，使得不育基因純合，其它性狀比較穩(wěn)定，就選育出農(nóng)藝性狀等和優(yōu)良品種相似的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系。或者，以“匯油50S”和其他優(yōu)良品種或材料的雜交&以及F2不育株也可以和第二個(gè)優(yōu)良品種或育種材料雜交，形成育種學(xué)上所謂的復(fù)合雜交，然后在后代中選擇育性對(duì)光照等生態(tài)因子敏感的植株，再經(jīng)過(guò)連續(xù)自交進(jìn)行純化，或者運(yùn)用小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，使得不育基因純合，其它性狀比較穩(wěn)定，就選育出新型的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系。2、光敏不育系的鑒定選擇，須分別置于至少兩種不同的環(huán)境A和環(huán)境B條件下。環(huán)境A為短光環(huán)境，每日日照時(shí)數(shù)512.5小時(shí)，考慮到最低要滿(mǎn)足油菜光合作用需要，光周期可優(yōu)選設(shè)置為811小時(shí)。B為相對(duì)長(zhǎng)光環(huán)境，每日日照時(shí)數(shù)12.524小時(shí)，一般優(yōu)選設(shè)置1316小時(shí)即可滿(mǎn)足需要。此外，兩種環(huán)境的溫度、光譜范圍、光照強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足油菜正常發(fā)育生理需求。溫度可以在830攝氏度，最好在1525攝氏，光譜范圍包含植物生長(zhǎng)有效光區(qū)段，即波長(zhǎng)400nm700nm的藍(lán)光紅光區(qū)，光照強(qiáng)度宜在2萬(wàn)10萬(wàn)勒克斯之間(油菜葉片光飽和點(diǎn)為3萬(wàn)勒克斯左右)。對(duì)處在環(huán)境A下育性可以部分或完全恢復(fù)的單株，自交結(jié)實(shí)繁殖種子；然后對(duì)那些處在環(huán)境B下育性仍然不穩(wěn)定的材料進(jìn)行淘汰，而對(duì)處在環(huán)境B下表現(xiàn)為穩(wěn)定雄性不育的單株或株系，作為符合育性要求的環(huán)境敏感細(xì)胞核雄性不育材料，繼續(xù)繁衍其在環(huán)境A下所獲得的種子。這兩種環(huán)境條件的實(shí)現(xiàn)可以通過(guò)室內(nèi)人工控制；也可以采用異地種植實(shí)現(xiàn)(例如秋播油菜在次年春季開(kāi)花時(shí)的氣候?qū)儆诃h(huán)境A，而春、夏播油菜開(kāi)花時(shí)候的氣候?yàn)榄h(huán)境B)；還可以在同一地點(diǎn)分期播種，使油菜在不同季節(jié)開(kāi)花，利用氣候條件自然變化規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)(例如陜西關(guān)中，11月至次年3月底氣候?yàn)榄h(huán)境A，4月中下旬至10月為環(huán)境B)。3、選育的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系主要目的是在雜交制種中實(shí)現(xiàn)“一系兩用”，即在適宜地區(qū)適時(shí)播種，使得油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系在短光條件下，例如日照長(zhǎng)度<12小時(shí)，育性得以部分或全部恢復(fù)而自交繁殖；而將油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系在另外長(zhǎng)光條件下，例如日照長(zhǎng)度>12.5小時(shí)，保持穩(wěn)定不育性狀，用于和其它品種自交系或材料雜交，配制雜交種。油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系“一系兩用”方法，在生產(chǎn)實(shí)踐中可理解為“秋播自交繁種，春夏播雜交制種”。具體到不育系“匯油50S”及其衍生不育系，就是秋播使光敏不育系次年蕾苔期至開(kāi)花期處在2月4月初相對(duì)短光周期的氣候條件下，育性恢復(fù)而自交繁殖；而春夏播，使不育系蕾苔期至開(kāi)花期處在4月中旬7月相對(duì)長(zhǎng)光周期的環(huán)境條件下，保持穩(wěn)定的不育狀態(tài)，然后再和其它能夠恢復(fù)其育性的品種自交系或材料雜交，配制雜交種。以下以“匯油50S”的遺傳、細(xì)胞學(xué)、光溫反應(yīng)、育種改良范例來(lái)體現(xiàn)用本發(fā)明方法所選育的新光周期敏感核不育系應(yīng)該具有的與“匯油50S”相似的基本特征。應(yīng)用實(shí)例1“匯油50S”的遺傳測(cè)驗(yàn)與分析用“匯油50S”與雙隱性核不育117A衍生不育系配制的雜交種油研10號(hào)選系“油研10號(hào)S-1”、“油研10號(hào)S-2”進(jìn)行雜交，測(cè)交世代育性沒(méi)有分離(表1)。用另外一個(gè)得到廣泛應(yīng)用的三對(duì)隱性基因互作不育材料9012A選育的雜交種皖油14分離的不育系“Wanl4A”作母本測(cè)交，&也表現(xiàn)為全可育(表1)，說(shuō)明“匯油50S”光敏不育基因與117A、9012A的不育基因是非等位的。表1.遺傳等位性測(cè)驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>“匯油50S”的遺傳分析用“匯油50S”與揚(yáng)油4號(hào)、華雙5號(hào)進(jìn)行正反雜交，可育，F(xiàn)2代不育對(duì)可育株分離比接近115，&與不育系回交Bq代不育對(duì)可育分離比接近13(表2)。而且分離世代的不育株都對(duì)環(huán)境敏感。推測(cè)“匯油50S”育性的遺傳主要受2對(duì)隱性核不育基因控制。用“匯油50S”發(fā)現(xiàn)時(shí)原始育性分離群體477-1中的一個(gè)可育株“SPP1”與“匯油50S”雜交，后代呈11分離，用分離出的可育株再與“匯油50S”回交，也呈11分離，說(shuō)明“SPP1”是其中一個(gè)位點(diǎn)雜合的基因型。表2.雜交后代育性分離比例<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>另外，“匯油50S”與中雙2號(hào)、揚(yáng)油4號(hào)、華雙4號(hào)、華雙5號(hào)、優(yōu)88、揚(yáng)油6號(hào)、中雙4號(hào)、中油220、中雙6號(hào)、中油119、中9WH、9558、滬油15、滬油17、161C、寧油12、寧油14、川油18、川油20、Q6C、Q9C、y2、Bll、Y4C、Q7C、Q8C、史力豐、蘇油1號(hào)、蘇油4號(hào)、紅油3號(hào)、Solida、H15R、寧油16、寧油18、SP92R、Baros、Viking、浙雙72、浙油18、浙油17、Mohican、Polo、Elect、Bronowski,Profit等45個(gè)品系測(cè)交當(dāng)代完全可育，表明“匯油50S”及其衍生的光敏不育系具有廣泛的恢復(fù)系來(lái)源，易于配制強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交組合。應(yīng)用實(shí)例2“匯油50S”育性鑒定通過(guò)大田分期播種試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，“匯油50S”主要對(duì)開(kāi)花前712天的光周期變化敏感，在3月20日春分之前形成的花蕾傾向于可育，在4月初日照長(zhǎng)度大于12.5h，形成的花蕾傾向于不育。因此，在2008/2009、2009/2010兩個(gè)年度開(kāi)展人工控制環(huán)境下盆栽試驗(yàn)鑒定12月中旬將通過(guò)春化的不育系移栽室內(nèi)，抽薹后設(shè)置2種溫度條件，即高溫24°C/16°C(晝/夜，下同)和低溫16°C/8°C，分別用PhilipsSon-T400農(nóng)用鈉燈(比利時(shí)造，光強(qiáng)大于55000勒克斯)控制5種光周期條件llh/13h(晝/夜，下同)、11.5h/12.5h、12h/12h、12.5h/ll.5h、13h/llh。如此共有10個(gè)處理，每處理4-6株。對(duì)照為正常品種匯油50。開(kāi)花后調(diào)查計(jì)算育性指數(shù)MFI按照油菜花6枚雄蕊中花絲伸長(zhǎng)且花藥膨大有花粉的雄蕊個(gè)數(shù)，將單花育性分為0、1、2、3、4、5、6共7級(jí)。單株MFI為當(dāng)日開(kāi)放花朵育性的加權(quán)平均值，群體MFI為群體中單株的育性加權(quán)平均值。試驗(yàn)結(jié)果表明不同處理下對(duì)照匯油50始終表現(xiàn)正常可育。而不育系“匯油50S”，無(wú)論在高溫、低溫情況，均表現(xiàn)為隨著光周期延長(zhǎng)，育性減弱，在llh/13h短光周期條件下恢復(fù)可育，11.5h/12.5h下為高度可育，12h/12h下為半不育，12.5h/ll.5h為高度不育，而13h/llh長(zhǎng)光周期條件處理下為完全不育。高溫、低溫處理比較，高溫可加快油菜開(kāi)花速度，低溫抑制開(kāi)花，但溫度對(duì)最終育性的影響較小，不如光周期對(duì)“匯油50S”育性有決定性作用。表3.不同光周期和溫度處理下匯油50S的育性指數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>另外嘗試了變換光周期處理先在llh/13h條件下處理，“匯油50S”可育，然后用13h/llh光周期條件處理，標(biāo)記不同大小花蕾。結(jié)果從變換條件之后10日起向完全不育轉(zhuǎn)變，此處花蕾在標(biāo)記當(dāng)時(shí)長(zhǎng)度是2-3mm，這與敗育發(fā)生在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂-小孢子單核期的觀(guān)察結(jié)果一致。綜合分析，“匯油50S”的育性轉(zhuǎn)換有決定性作用，而溫度對(duì)育性的影響不明顯，故“匯油50S”應(yīng)當(dāng)歸類(lèi)為光敏為主的不育系，即光敏核不育。該結(jié)果還暗示，由于油菜是無(wú)限花序、株型高大(一般1.22.2米)、分枝多(513個(gè))、開(kāi)花時(shí)間長(zhǎng)(2235天)、開(kāi)花數(shù)量多(300500個(gè))，光周期對(duì)不同時(shí)期、不同分枝、花序不同部位的花蕾發(fā)育影響可能有差異，所以不同花蕾在一定光周期范圍內(nèi)(11.5h12.5h)育性有差異，只有在此范圍之外，才能使不同部位花朵育性表現(xiàn)為比較一致的不育或可育。而不是像水稻等花期很短的作物那樣可以用單一數(shù)值表示光周期臨界點(diǎn)ο應(yīng)用實(shí)例3“匯油50S”敗育過(guò)程的細(xì)胞學(xué)觀(guān)察將在溫室13h/llh光周期條件下的“匯油50S”，取花藥用醋酸洋紅染色，在光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)“匯油50S”花藥前期(減數(shù)分裂中期見(jiàn)圖2A)發(fā)育比較正常，“匯油50S”敗育主要發(fā)生在花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂末期-小孢子單核期，尤其畸形四分體較多(圖2B、C、D)，最后形成破裂、空癟、難以染色的空殼花粉(圖2E)。通過(guò)常規(guī)石蠟切片蘇木精染色，可見(jiàn)雙核期絨氈層還比較完整(圖2F)，花藥發(fā)育后期絨氈層逐漸解體，花粉畸形空癟，但是局部殘留核物質(zhì)還可以染色(圖2G)，花粉囊變形(圖2H)，用冬青油整體透明的花藥也可見(jiàn)花藥內(nèi)部敗育萎縮、花粉畸形(圖21)。應(yīng)用實(shí)例4:新型不育系Z2-S選育過(guò)程2004年以抗菌核病、桿硬抗倒伏、低芥酸、低硫甙品種中雙2號(hào)作為母本，與“匯油50S”雜交，F(xiàn)1代全可育。2006年F1代自交得到F2，種植4個(gè)株系，各有108、56、136、151個(gè)單株，分別出現(xiàn)7、7、4、11個(gè)光敏不育株。收獲這些不育株以及74個(gè)農(nóng)藝性狀優(yōu)良的可育單株，經(jīng)過(guò)品質(zhì)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)低芥酸單株12個(gè)，但硫甙全部超過(guò)50μmol/g。繼續(xù)種植并測(cè)試收獲的種子，2008年在后代中發(fā)現(xiàn)一個(gè)雙低不育株，2009年鑒定發(fā)現(xiàn)具有與“匯油50S”相同的光敏不育特征，初步育成雙低光敏不育系Z2-S。其選育模式可以簡(jiǎn)單總結(jié)為雜交一分離一篩選一自交一鑒定。應(yīng)用實(shí)例5:新型不育系Z29-S選育過(guò)程2004年以抗菌核病、抗倒伏、低芥酸、低硫甙品種中雙2號(hào)作為母本，與“匯油50S”雜交，F(xiàn)1代全可育。2006年直接用F1與中雙9號(hào)復(fù)交，在復(fù)交F1代篩選到品質(zhì)接近雙低的單株5個(gè)，種植5個(gè)株系，2008年有2個(gè)株系07-37、07-36出現(xiàn)光敏不育株。繼續(xù)種植，收獲種子測(cè)試品質(zhì)，2009年在07-37后代中發(fā)現(xiàn)2個(gè)雙低不育株，對(duì)其中一個(gè)自交后代鑒定表明具有與“匯油50S”相同的光敏不育特征，表明初步得到雙低光敏不育Z29-S株系。其選育模式可以簡(jiǎn)單總結(jié)為雜交一復(fù)交一篩選一分離一自交一鑒定。權(quán)利要求一種油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系的選育方法，其特征在于，該方法選用甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S作為供體材料，和其他優(yōu)良品種或育種材料進(jìn)行雜交、復(fù)合雜交、或者回交，在衍生后代中選擇對(duì)光照敏感的不育株，并經(jīng)過(guò)一定的育種程序進(jìn)行純化，結(jié)合育性鑒定、品質(zhì)分析，使得性狀穩(wěn)定，選育而成油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系，其基本特征為育性遺傳受細(xì)胞核基因控制，主要對(duì)光照敏感，即隨著氣候從短日照向長(zhǎng)日照變化，雄性育性從可育轉(zhuǎn)變?yōu)榘氩挥敝镣耆挥?.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S，于2010年3月22日收藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，其保藏號(hào)為CCTCCNo:P201004。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，具體選育過(guò)程是將甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S和其他優(yōu)良油菜品種或育種材料進(jìn)行授粉，形成雜交F1代，F(xiàn)1代自交產(chǎn)生F2代、F2代自交產(chǎn)生F3代，以此類(lèi)推，在F2、F3代等衍生后代中選擇對(duì)光照敏感的不育株，進(jìn)行品質(zhì)測(cè)試，選擇低芥酸、低硫甙株系，再經(jīng)過(guò)連續(xù)自交純化，或者運(yùn)用小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，使得不育基因純合，其它性狀比較穩(wěn)定，就選育出油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，或者通過(guò)如下過(guò)程進(jìn)行選育將雜交F1以及在F2、F3代等衍生后代中分離出的光照敏感不育株，再次和作為親本的優(yōu)良品種或育種材料回交，自交分離不育株，進(jìn)行品質(zhì)測(cè)試，選擇低芥酸、低硫甙株系，如此重復(fù)回交1-6次，對(duì)后代中分離出的光照敏感不育株，再自交純化若干世代以上，或者運(yùn)用小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，使得不育基因純合，其它性狀比較穩(wěn)定，就能夠選育成和原來(lái)的優(yōu)良品種或育種材料親本比較相似的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系。5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，或者通過(guò)如下過(guò)程進(jìn)行選育將權(quán)利要求3所述雜交&以及在F2、F3代等衍生后代中分離出的光照敏感不育株，再次和另外一個(gè)優(yōu)良品種或育種材料雜交，形成復(fù)合雜交，對(duì)后代中分離出的不育株再次進(jìn)行選擇，選擇對(duì)光照等敏感的植株，進(jìn)行品質(zhì)測(cè)試，選擇低芥酸、低硫甙株系，再自交純化若干世代以上，或者運(yùn)用小孢子培養(yǎng)和單倍體加倍技術(shù)，使得不育基因純合，其它性狀比較穩(wěn)定，就能夠選育成符合育種目標(biāo)的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的育性鑒定具體方法為把得到的光敏不育株及其衍生不育群體分別置于至少兩種不同的環(huán)境A、環(huán)境B條件下，兩種不同環(huán)境的溫度、光譜范圍和光照強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足油菜正常發(fā)育的生理需求；其中環(huán)境A為短光周期環(huán)境，每日日照時(shí)數(shù)為5小時(shí)12.5小時(shí)；環(huán)境B為長(zhǎng)光周期環(huán)境，每日日照時(shí)數(shù)12.524小時(shí)；兩種環(huán)境溫度在830攝氏度之間，最好在1525攝氏度；對(duì)處在環(huán)境A下育性可以部分或完全恢復(fù)的單株，自交結(jié)實(shí)繁殖種子；然后對(duì)那些處在環(huán)境B下表現(xiàn)可育或者部分可育的材料進(jìn)行淘汰，而對(duì)處在環(huán)境B下表現(xiàn)為穩(wěn)定雄性不育的單株或株系，作為符合育性要求的光敏核不育材料，繼續(xù)繁衍其在環(huán)境A下所獲得的種子。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的環(huán)境A為短光周期環(huán)境，最適宜的每日日照時(shí)數(shù)為811小時(shí)；環(huán)境B為長(zhǎng)光周期環(huán)境，最適宜的每日日照時(shí)數(shù)為1316小時(shí)。8.權(quán)利要求1所述的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系在短光周期環(huán)境下進(jìn)行自交繁殖，在長(zhǎng)光周期環(huán)境下和恢復(fù)系雜交生產(chǎn)兩系雜交油菜的應(yīng)用。9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于選育的油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系一系兩用即秋播自交繁種，春、夏播雜交制種；秋播使不育系次年蕾苔期至開(kāi)花期處在春季相對(duì)短光周期的氣候條件下，育性恢復(fù)而自交繁殖；春播或夏播，使不育系蕾苔期至開(kāi)花期處在夏季相對(duì)長(zhǎng)光周期的環(huán)境條件下，保持穩(wěn)定的不育狀態(tài)，然后再和其它能夠恢復(fù)其育性的品種自交系或材料雜交，配制雜交種。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系的選育方法，利用甘藍(lán)型油菜光敏不育系匯油50S(CCTCCNoP201004)和其他優(yōu)良品種或材料進(jìn)行雜交，由衍生后代中分離出的光敏不育株選育而成優(yōu)良不育系。該油菜光周期敏感細(xì)胞核雄性不育系可用于生產(chǎn)兩系雜交種，簡(jiǎn)化育種程序，提高育種效率。文檔編號(hào)A01H1/02GK101822210SQ20101015504公開(kāi)日2010年9月8日申請(qǐng)日期2010年4月23日優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日發(fā)明者于澄宇申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)