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油菜优质新不育系黔油2AB选育及遗传研究
王通强 黄泽素 魏忠芬 田筑萍 戴文东 (贵州省农业科学院油料所，贵阳 550006)
摘要 利用双低油菜品种油研2号的天然不育可遗传突变株，采取田间选择和品质筛选相结合、不育株后代连续兄妹交保持纯化的定向培育方法，育成甘蓝型油菜双低不育系棗黔油2AB。经田间性状和遗传鉴定表明：其恢保关系有别于其它不育源，育性受两对细胞核显性基因(杂合型两型系)控制，属细胞核显性不育系；该不育系芥酸含量低于1%、硫甙含量低于30μmol/g，含油量达40%以上；其育性分明、不育性稳定而彻底；具有田间长势强、经济性状好，较抗(耐)油菜菌核病和配合力较强等优点，是开展优质杂交油菜品种选育的重要亲本材料。 关键词 油菜；不育系；黔油2AB；选育；遗传
在作物生产中利用杂种优势培育优质高产杂交品种，已成为当今世界农业生产的重要技术途径。油菜细胞质雄性不育系波里马(Polcms)的发现与应用研究，使油菜杂优利用在世界范围得到广泛推进［1］；细胞质雄性不育系陕2A的育成及三系配套，使油菜杂优利用成为现实［2，3］。随着油菜杂优利用研究的不断深入，油菜细胞核雄性不育杂优利用也相继取得突破，先后育成了一系列细胞核雄性不育系［4～7］，并实现了杂种配套，大大推动了杂交油菜生产的快速发展。使得我国油菜杂优利用研究和生产都居世界领先水平。 贵州省农科院油料所近年来培育的双低油菜新不育系棗黔油2AB，具有田间主要经济性状好、品质优良、不育性稳定而彻底等优点［8～10］，是一个开展油菜优质杂优育种的重要亲本材料，本文介绍黔油2AB的选育及对其进行遗传研究的主要结果。 1 材料与方法 1.1 供选材料及选育方法 以国内外各育种单位引进的优质单低(低芥酸)和双低(低芥酸、低硫甙)油菜新品种213份和自育优质油菜新品种(系)36份(合计249份)为选择供体，在系统观察基础上选用适应当地生态条件的自育品种油研2号(原编号87-216，芥酸含量低于1%，硫甙含量低于35μmol/g)为供选骨干亲本。在隔繁基地进行扩繁，然后进行田间个体育性普查寻找不育源(不育株)，对不育株一代实行隔离种植，收取不育株开放种，再在不育株后代中连续选用优异不育株与可育株兄妹交纯化。在田间性状选择基础上进行室内品质分析，选择品质性状优良的不育株(系)进行定向培育。 1.2 育性鉴定方法 采取连续多年多点鉴定法，包括不同季节和主要营养元素不同施用量的栽培措施进行育性鉴定，研究世代、气候及栽培等因素对其育性的影响。以核不育系S45AB(四川)和质不育系陕2A(陕西)为对照，进行对比法种植，田间调查主要经济性状和室内进行品质鉴定分析。 1.3 遗传研究方法 选用不同遗传背景的不育系(核不育隐性、显性及质不育)进行质核互换交叉试验，研究不育源的异同性。同时采取测交、回交、兄妹交、F1自交等方法，研究育性遗传规律。 2 结果与分析 2.1 黔油2AB的选育经过 2.1.1 不育株的发现及鉴定 1990年春在油研2号扩繁生产中发现3株不育株，挂牌标记，成熟时收取开放种，经室内品质分析，2株品质达标。当年秋进行山区隔离种植鉴定，其中1个株系继续出现不育株，挂牌标记，成熟时收取开放种。经品质分析，入选8个双低高含油量不育株(编号WTA1～8)。 2.1.2 不育系定向培育 1991年秋播开始将每年入选的不育株(系)按4～10行不等(视材料数量及种子量定，并随世代提高而增大株行区面积)顺序播种。从苗期开始直至成熟进行田间系统观察，采取优中选优和优异株兄妹交保持、结合室内品质分析，连续定向选择。直至1994年夏，在WTA8-6-3-6的优异不育株(系)中获得不育性基本稳定、经济性状和品质性状均较理想的8个不育株(系)。当年秋播时将8个不育株(系)按10行区顺序播种，经田间系统观察、花期育性鉴定和收获后品质分析结果，植株性状优良、整齐一致，不育株率稳定在50%左右，品质性状全面达标。不育系定名黔油2AB。 2.2 主要性状表现 2.2.1 产量性状及品质性状表现 从表1可知：黔油2AB株高165.3cm，略高于S45AB，而低于陕2A；分枝位38.2cm，较S45AB和陕2A有效分枝位低；一次有效分枝数7.6个，单株总角果数267.8个，有效角果数183.7个，角粒数12.3粒，均高于S45AB和陕2A；千粒重3.85g，较S45AB高，略低于陕2A。可以认为黔油2AB具有较好的农艺性状和经济性状。主要品质性状的分析结果，黔油2AB芥酸含量稳定在1%以下，硫甙含量稳定在30μmol/g以下，含油量42%以上。脂肪品质、饼粕品质及含油量均优于S45AB和陕2AB。 2.2.2 抗油菜菌核病能力 经同田小区对比，对油菜菌核病抗性调查结果：黔油2AB发病率17.2%，病情指数5.2；S45AB发病率23.5%，病情指数7.8；陕2A发病率22.3%，病情指数9.1。黔油2AB发病率及病情指数相对较低，说明黔油2AB对油菜菌核病的抗性相对较强。 2.3 不育性表现 2.3.1 不育性稳定 自1995年春开始，对黔油2AB兄妹交后代的育性进行调查，结果表明：不同年份、不同海拔区域和不同季节条件下，黔油2AB兄妹交保持其后代不育株与可育株的分离比例均稳定在1：1。说明黔油2AB育性相对稳定，且不受环境影响。 2.3.2 主要营养元素对育性无影响 通过N、P、K、B不同施用量的栽培鉴定，调查表明，黔油2AB不因营养元素的用量差异而导致花器构造和育性改变，在不同用肥量的栽培环境下，不育株仍为花药退化型，育性分离比例仍为1∶1。2.3.3 不育性彻底 1995年以来经连续观察，黔油2AB败育性彻底，表现为不育株雄蕊明显退化，花丝不能伸长，花药萎缩干瘪无花粉、呈乳白色三角形透明状。采用不育株套袋自交、人工授粉及开放授粉等不同处理结果：黔油2AB和S45AB不育株套袋自交不结实，人工授粉和开放授粉结实正常。而陕2A套袋自交在思南、贵阳能部分结实，人工授粉和开放授粉结实均较正常；在昆明夏播条件下，不育株套袋自交不实，人工授粉及开放授粉结实正常。 2.4 遗传鉴定 2.4.1 保持性有异同 通过遗传交叉试验(保持系互换)、黔油2AB除与显性核不育材料4019AB的保持系互换保持效果相近外，与其它的隐性核不育材料及质不育材料的保持性存在着明显差异。 2.4.2 恢复性有明显差别 通过恢复系互换测定结果，黔油2A的恢复系Ⅲ54、Ⅲ73、Ⅲ80除对隐性核不育系117A能恢复外，对其它不育系显性核不育、质不育均不能恢复；其它不育系的恢复系均不能对黔油2A进行恢复。表明黔油2A与其它不育材料在恢保关系上存在明显差异，属新的不育源，其恢复性和保持性均具有相对的专一性。2.5 遗传研究 2.5.1 黔油2A属显性细胞核不育类型 通过1997～1999年连续3年303个测交组合鉴定，测交组一代全可育5个，占1.65%；全不育为0个；育性分离298个，占98.35%，其中育性分离符合1∶1、5∶3、3∶1的组合293个，占96.70%。即测交一代育性表现为全可育或育性分离为1∶1、5∶3、3∶1四种情况，按遗传学原理，黔油2AB属细胞核显性不育类型。 2.5.2 黔油2A不育性受两对显性基因控制 黔油2AB测交一代少部分组合恢复、大部分组合不恢复，其成对兄妹交后代育性分离符合1∶1的分离规律，而且相应保持株自交无分离现象。按遗传学原理黔油2A的不育性属两对显性基因Ms和Rf互作控制，其中Ms是显性不育基因，Rf是显性上位基因、它能抑制显性不育基因Ms的表达，从而使育性恢复可育，其遗传模式为： 通过恢复系测交及F1自交和回交结果，其育性表现符合表7的遗传表达，更进一步证明黔油2AB属双基因显性“杂合两型系”，不育株基因型为Msmsrfrf，保持株基因为msmsrfrf，恢复系的基因为Ms-RfRf和msmsRfRf。 3 讨论 3.1 油菜品种及杂种都易发现不育突变体，其中有的可遗传，有的是不可遗传的。黔油2AB是利用全国名优品种油研2号的可遗传天然突变体，采取田间选择与室内品质筛选相结合的办法，实现优异不育株与可育株连续兄妹交定向培育而成的甘蓝型双低油菜新不育系。黔油2AB具有品质性状优良、田间长势强、经济性状好、抗病性较强和配合力较高等优点。 3.2 一个优良的不育系，除具备性状优良外，还应具备育性稳定而不受环境因素干扰的特点。经连续鉴定，黔油2AB的育性不因地域环境、季节、气候、栽培因素的改变而变化，具有育性分明、不育性稳定(不育株率稳定为50%)等特点。 3.3 通过遗传鉴定，黔油2AB的保持性、恢复性与其它的不育系(包括显性核不育、隐性核不育及质不育)均存在着较明显差异，说明黔油2AB的不育源与其它不育源存在差异。通过遗传交叉试验结果还表明，利用核不育材料与质不育材料进行互换保持系，可使质不育系的不育度加强(微粉减少)，核不育系的不育株率得到提高(从50%提高到85%～90%)。这就暗示我们可通过这一途径(细胞质+细胞核)对现有的核不育和质不育材料进行遗传改良。 3.4 经遗传研究证实，油菜双低细胞核雄性不育系黔油2AB属显性双基因“杂合两型系”，其育性受两对显性基因MsMs和RfRf互作控制，其中Ms是显性不育基因，Rf是显性恢复基因。经测定已初步筛选出其恢复系Ⅲ54、Ⅲ73、Ⅲ80，可实现核不育两系配套。根据遗传学原理［1］，杂合两型系不能实现三系配套，而纯合两型系可利用杂合两型系的可育株作临保系实现三系配套。因此该不育系的又一重要利用途径是纯合两型系的转育，改两系配套为三系配套，改进利用途径、提高利用效果。
参考文献 1 傅廷栋.杂交油菜的育种与利用.武汉：湖北科技出版社.1995，1-3：71～88 2 方光华.中国国际油菜科学讨论会论文选.上海：上海科技出版社.1990，145～153 3 傅廷栋.论油菜的起源进化与雄性不育三系选育.中国油料.1989，(1)：7～104 李殿荣，夏永真.甘蓝型油菜雄性不育三系选育的遗传研究.作物研究.1990，4(3)：20～26 4 侯国佐，王华，张瑞茂，等.甘蓝型油菜细胞核雄性不育材料117A的遗传研究.中国油料.1990，(2)：7～106 李树林，钱玉秀，吴志华，等.甘蓝型油菜细胞核雄性不育的遗传规律探讨.上海农业学报.1985，(2)：7～12 7 潘涛，赵云.甘蓝型低芥酸油菜雄性不育两用系的选育与利用.中国油料.1988，(3)：7～11 8 王通强，田筑平，黄泽素，等.甘蓝型双低油菜细胞核显性雄性不育系椙?AB选育.贵州农业科 学.1999，(5)：14～18
Study on breeding and inheritance of new sterile line Qianyou2AB with good quality in B.napus
WANG Tongqiang HUANG Zesu WEI Zhongfen TIAN Zhuping DAI Wendong (Institute of Oil Crops,Guizhou Academy of Agricultural Science,Guiyang 550006)
Abstract The male sterile line Qianyou2AB in B.napus with low erucic and glucosinolate was bred from the inheritance mutant of Youyan 2.The studies of field characters and inheritance test showed that maintainers and restorers of Qianyou2AB was different from other male sterile lines.The fertility of Qianyou2AB was controlled by the interaction of two pairs dominant nuclei sterile genes was the dominant nuclei male sterile line (heterozygous).Qianyou2AB with low erucic content(＜1%)，low glucosinolate content (＜30μmol/g)and high oil content(＞40%)had many advantages,such as distinct sterility,stabile sterility,high growth potential and good economic characters,high combining ability and resistance to stem rot.It is a good parent material for variety selection and breeding of hybrid rape with good quality. Key words B.napus;Male sterile line;Selection and breeding;Inheritance
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