專利名稱：一種利用莫迦小麥選育小麥溫度敏感不育系的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)雜種優(yōu)勢(shì)利用技術(shù)領(lǐng)域，涉及小麥雜種優(yōu)勢(shì)利用中的雜交種子生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用莫迦小麥選育小麥溫度敏感不育系的方法。
背景技術(shù)：
1978年日本學(xué)者常脅恒一郎育成小麥野生變種斯卑爾脫(T.spelta)保持的K型小麥雄性不育系，但野生種保持的不育系難于用于雜交小麥生產(chǎn)。西北農(nóng)林科技大學(xué)何蓓如等1987年利用中國(guó)的1B/1R類型優(yōu)良小麥品種育成1B/1R類型K型不育系，并已用于小麥生產(chǎn)。隨應(yīng)用和研究的深入，逐步發(fā)現(xiàn)1B/1R類型小麥抗病性喪失、品質(zhì)不佳、易穗發(fā)芽，因而保持系資源越來(lái)越少，限制了K型不育系的利用。
何蓓如1994年發(fā)明了一種將斯卑爾脫小麥1B染色體短臂涉及T型恢復(fù)基因Rf3和K型不育基因rfk1的片段轉(zhuǎn)移到優(yōu)良小麥基因組，選育非1B/1R類型K型小麥不育系的方法(中國(guó)專利，專利號(hào)ZL94116537.x)。利用這一發(fā)明可將任意適于作為雜交小麥母本的優(yōu)良小麥改良成非1B/1R類型保持系，進(jìn)而育成不育系。這種非1B/1R類型的不育系不產(chǎn)生單倍體，恢復(fù)源更為廣泛，易恢復(fù)性提高。是一種較為實(shí)用的“三系”育種體系。
雜交小麥利用三系(不育系、保持系、恢復(fù)系)進(jìn)行種子生產(chǎn)，需要在嚴(yán)格隔離條件下，保持系與不育系相間種植，前者給后者授粉生產(chǎn)不育系種子。因保持系與不育系除雄性育性不同外，性狀極為相似，生產(chǎn)過(guò)程容易產(chǎn)生混雜，而且小麥這樣的小株大群體作物去雜效果很差，所以不育系繁種的保純是雜交小麥大規(guī)模走向生產(chǎn)的技術(shù)難關(guān)之一。再則，為保證不育系繁種時(shí)保持系與不育系花期相遇，一般將保持系晚播7～15天，造成保持系株高降低，花期縮短，給母本授粉不良，不育系異交結(jié)實(shí)率低，產(chǎn)種量少，不育系種子成本高，對(duì)于雜交小麥產(chǎn)業(yè)化極為不利。
20世紀(jì)70年代以來(lái)，中國(guó)的農(nóng)業(yè)科技工作者先后在水稻、高粱、玉米、大麥等主要作物中發(fā)現(xiàn)了雄性育性的溫度和光周期敏感現(xiàn)象。溫、光敏感的作物雄性不育系在正季栽培條件下表現(xiàn)雄性不育，反季栽培條件下則有一定的自交育性，實(shí)現(xiàn)不育系自交繁種，不再需要保持系授粉繁種。這種反季繁種，正季制種的不育系，去掉了保持系，不育系繁種可保證純度，提高產(chǎn)量，降低成本。
1992年中國(guó)湖南農(nóng)大、重慶市作物所相繼發(fā)現(xiàn)小麥的溫、光敏不育系并已用于雜交小麥的選育(Hybrid Wheat，China Agricultural University Press，1998，北京，40-53，316-320)。這兩種小麥溫光敏感雄性不育材料在我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)黃淮冬麥區(qū)秋播不能表現(xiàn)完全雄性不育。其原因是這兩類不育系是在中國(guó)長(zhǎng)江流域選育的，育性轉(zhuǎn)換溫度分別為10～11℃、13～14℃，不能在黃淮麥區(qū)孕穗期平均氣溫14～16℃條件下表達(dá)雄性不育。黃淮麥區(qū)小麥面積約占我國(guó)的60～70％，選育適應(yīng)這一地區(qū)的溫、光敏感小麥不育系具有科學(xué)和經(jīng)濟(jì)上的重大意義。
2000年西北農(nóng)林科技大學(xué)何蓓如發(fā)明了將他發(fā)現(xiàn)的T.seplta var duh.1B染色體上的溫度敏感雄性不育基因?qū)胄←溞坌圆挥档姆椒?中國(guó)專利ZL00105488.0)，并利用此方法創(chuàng)立適應(yīng)中國(guó)大部分小麥產(chǎn)區(qū)應(yīng)用的YS型小麥溫敏雄性不育系及二系系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用莫迦小麥選育小麥溫度敏感不育系的方法，將發(fā)明人在小麥近親植物莫迦小麥中發(fā)現(xiàn)的溫度敏感雄性不育基因?qū)肫胀ㄐ←淜型雄性不育系選育適應(yīng)中國(guó)大部分小麥產(chǎn)區(qū)生態(tài)條件的溫度敏感雄性不育系的方法，簡(jiǎn)化雜交小麥種子生產(chǎn)程序，提高種子純度、降低成本，推動(dòng)雜交小麥大規(guī)模走向生產(chǎn)。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)解決方案是，一種利用莫迦小麥選育適應(yīng)中國(guó)黃淮麥區(qū)小麥溫度敏感雄性不育系的方法，其特征在于，將莫迦小麥有關(guān)雄性育性染色體導(dǎo)入K型不育系，在黃淮麥區(qū)秋播、春播兩種溫度條件下，或與黃淮麥區(qū)小麥孕穗期溫度相似條件下，選擇帶有溫敏基因個(gè)體及其自交后代，獲得溫敏基礎(chǔ)材料MTS；MTS與任意小麥品種雜交、回交后代；在上述條件下選擇具有溫敏基因株系，育成優(yōu)良溫敏不育系；包括如下步驟1)參考ZL94116537.X專利方法將莫迦小麥有關(guān)育性染色體導(dǎo)入K型小麥不育系。以T型小麥雄性不育系為母本與莫迦小麥雜交，其F1將育性部分恢復(fù)。F1與T型不育系回交得B1F1，選其中可育并且性狀與小麥相近單株與T型不育系回交得B2F1，選B2F1中可育并且性狀與小麥相似單株(TM)自交并與K型不育系雜交，并回交1-2次，即獲得帶有莫迦小麥的有關(guān)溫敏雄性不育基因染色體片斷的K型小麥雄性不育系。在黃淮麥區(qū)秋播，抽穗期每株1-2穗套袋自交，剪除其余穗莖，促進(jìn)再生分蘗，再生穗套袋自交；選留秋播穗完全不育、再生穗可結(jié)實(shí)單株自交種子；各單株種子一部分秋播，另一部分春播；選留秋播完全雄性不育、春播可育的株系，即獲得基礎(chǔ)溫敏材料MTS；2)以MTS為母本與非1B/1R類型優(yōu)良品種F.W.V雜交；F1代一般自交可育，經(jīng)自交得F2。F2代秋播，花期選擇完全雄性不育株1-2穗套袋自交，并用1-2穗與F.W.V回交，剪去其余穗莖，促進(jìn)再生分蘗，再生穗套袋自交；選留秋播穗不育、再生穗可育單株上的回交種子B1F1。B1F1自交得B1F2；B1F2至B3F2代皆按上述方法選擇和回交；B3F2代秋播條件下選留性狀與F.W.V.相似、秋播穗不育、再生穗可育的單株自交種子B3F3；B3F3各單株分秋播、春播兩個(gè)處理，選留性狀優(yōu)良、秋播不育、春播可育的株系再生穗自交得B3F4，經(jīng)進(jìn)一步擴(kuò)繁，即為該F.W.V.帶有莫迦小麥染色體的溫敏不育系；3)以MTS為母本與1B/1R優(yōu)良品種F.W.V.雜交，F(xiàn)1代雄性不育作母本與F.W.V.回交；B1代以后在春播條件下連續(xù)選擇可育單株回交至B3F1；B3F2、B3F3處理方法與步驟2)的相同世代材料相同；為保證獲得的溫敏不育系帶有莫迦小麥有關(guān)染色體，在B3F2或B3F3代選目標(biāo)單株或株系與T型不育系測(cè)交，測(cè)交F1秋播，選擇F1育性恢復(fù)的測(cè)交父本株系；即獲得該品種帶有莫迦小麥染色體的溫敏不育系；4)春播條件下，以1B/1R類型K型不育系KF.W.V.A為母本與此時(shí)可育的MTS雜交，并在春播條件下連續(xù)選擇性狀與F.W.V.相似的可育株作父本，與KF.W.V.A回交至B3代；B3F1春播，選留性狀好的可育株自交得B3F2，B3F2代及以后各代處理方法與步驟3)相同，即可將1B/1R類型K型不育系改良帶有莫迦小麥染色體的溫敏不育系。
本發(fā)明所利用的莫迦小麥?zhǔn)瞧胀ㄐ←湹牧扼w近親半野生種。
本發(fā)明的其它一些特點(diǎn)是，所得溫敏不育系具有粘果山羊草(Ae.kotschyi)細(xì)胞質(zhì)，核內(nèi)存在莫迦小麥(T.macha)有關(guān)育性染色體片段，該片段帶有T型恢復(fù)基因、K型不育基因及溫敏基因。
所獲得溫敏不育系春播表現(xiàn)可育，作父本與T型不育系測(cè)交，F(xiàn)1代育性恢復(fù)。
將非1B/1R類型品種、1B/1R類型品種、1B/1R類型K型不育系改良成的溫敏不育系，在黃淮麥區(qū)秋播完全雄性不育，春播夏播或其他較高溫度條件下可自交結(jié)實(shí)。
本發(fā)明的方法選育的溫敏雄性不育系秋播完全雄性不育可進(jìn)行制種，春播可進(jìn)行不育系自繁。可降低繁種成本、簡(jiǎn)化繁種技術(shù)，保證不育系和雜交種純度。
具體實(shí)施例方式
為了更清楚的理解本發(fā)明，以下結(jié)合發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明的利用莫迦小麥選育小麥溫度敏感雄性不育系的方法，包括借鑒發(fā)明人的前一項(xiàng)專利(ZL94116537.x)的方法，將1B/1R類型K型小麥不育系中帶有非溫敏雄性不育基因染色體片斷用莫迦小麥帶有溫敏雄性不育基因的染色體片斷代換，篩選基礎(chǔ)溫敏不育系材料MTS、利用基礎(chǔ)溫敏材料MTS與任意優(yōu)良小麥品種雜交選育該品種類型的溫敏不育系。
發(fā)明人研究證實(shí)，莫迦小麥基因組存在一個(gè)T型不育系恢復(fù)基因和與它連鎖的K型不育基因，一些個(gè)體還存在K型細(xì)胞質(zhì)背景下隨溫度變化調(diào)控雄性育性的溫敏雄性不育基因。為保證溫敏基因在基因重組時(shí)不致丟失，將帶有莫迦小麥染色體片斷的K型不育系，采用不同溫度條件綜合選育，篩選在黃淮冬麥區(qū)秋播完全雄性不育、春播時(shí)有一定自交育性的個(gè)體并繁殖，得到基礎(chǔ)溫敏不育材料MTS。MTS材料具有K型(粘果山羊草、Ae.kotschyi)細(xì)胞質(zhì)，核內(nèi)有莫迦小麥染色體片斷，該染色體片段帶有T型恢復(fù)基因、K型不育基因和溫敏雄性不育基因。在黃淮冬麥區(qū)生態(tài)條件下，以MTS材料為母本與優(yōu)良小麥品種雜交、回交、后代秋播，花期選擇完全不育個(gè)體，剪除全部穗子，再生穗選育有一定自交育性的個(gè)體即為優(yōu)良的溫敏不育系。
本發(fā)明選育適應(yīng)中國(guó)大部分小麥產(chǎn)區(qū)的小麥溫敏不育系的方法，利用莫迦小麥基因組內(nèi)T型恢復(fù)基因與K型雄性不育基因和溫敏雄性不育基因連鎖的遺傳結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在提莫菲維小麥細(xì)胞質(zhì)下，以莫迦小麥的恢復(fù)基因作為遺傳標(biāo)記，將莫迦小麥帶有溫敏雄性不育基因的染色體片斷導(dǎo)入普通小麥。用這種具有提莫菲維小麥細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核內(nèi)存在T型恢復(fù)基因和溫敏雄性不育基因的特定遺傳結(jié)構(gòu)的小麥材料(簡(jiǎn)稱TM)，與K型小麥雄性不育系雜交回交，將帶有溫敏雄性不育基因的莫迦小麥染色體片斷導(dǎo)入小麥K型不育系。利用帶有莫迦小麥溫敏雄性不育基因的染色體片斷的K型不育系，在黃淮麥區(qū)生態(tài)條件下，選擇秋播完全雄性不育、春播自交結(jié)實(shí)的株系，即創(chuàng)建起溫敏不育系基礎(chǔ)材料MTS。進(jìn)而將任意優(yōu)良品種(fine wheat varity簡(jiǎn)稱F.W.V.下同)改造成各種有應(yīng)用價(jià)值的小麥溫敏雄性不育系。
選育基礎(chǔ)溫敏不育系材料MTS的方法包括以下步驟(1)以T型小麥雄性不育系為母本與莫迦小麥雜交，其F1將育性部分恢復(fù)。F1與T型不育系回交得B1F1，選其中可育并且性狀與小麥相近單株與T型不育系回交得B2F1，選B2F1中可育并且性狀與小麥相似單株(TM)自交并與K型不育系雜交，并回交1-2次，即以較大概率獲得帶有莫迦小麥的有關(guān)溫敏雄性不育基因染色體片斷的K型小麥雄性不育系。
(2)將帶有莫迦小麥染色體片斷K型小麥不育系在黃淮冬麥區(qū)秋季播種，次年抽穗后開(kāi)花前每株套1-2穗自交，其余分蘗穗從基部2～3節(jié)間剪去。適量施肥灌水，促進(jìn)分蘗再生。
(3)再生分蘗抽穗后開(kāi)花前逐穗套袋自交，成熟前按株收獲自交結(jié)實(shí)種子。
(4)將秋播不育而再生穗可育單株種子在黃淮冬麥區(qū)逐株分秋播和春播兩個(gè)處理，選留秋播完全不育、春播自交可結(jié)實(shí)的株系即為基礎(chǔ)溫敏材料MTS。將任意優(yōu)良小麥品種(F.W.V.)改良成帶有莫迦小麥溫敏基因K型不育系的方法，依該優(yōu)良品種的染色體結(jié)構(gòu)屬非1B/1R類型或1B/1R類型而采用不同方法。
1.將非1B/1R類型優(yōu)良小麥品種改良成帶有莫迦小麥溫敏基因K型不育系的方法如下(1)將基礎(chǔ)溫敏材料(MTS)秋播，開(kāi)花期作母本與非1B/1R類型品種(NON-1B/1R F.W.V.)雜交得F1。
(2)F1自交得到F2。
(3)F2代在黃淮冬麥區(qū)秋播，花期拔去可育單株，不育株逐株套袋1～2個(gè)，并逐株作母本與F.W.V.回交，其余分蘗穗從基部2～3節(jié)間剪去，適當(dāng)施肥灌水，促進(jìn)分蘗再生。
(4)再生分蘗抽穗后開(kāi)花前逐穗套袋。
(5)收獲再生分蘗穗自交結(jié)實(shí)單株上的回交種子B1F1。
(6)B1F1代自交得B1F2。
(7)B1F2在黃淮冬麥區(qū)秋播，開(kāi)花期拔除可育株，不育株花前套袋自交，并作母本與F.W.V回交。
(8)收獲再生分蘗穗自交結(jié)實(shí)、且性狀接近F.W.V的單株上的回交種子B2F1。
(9)B2F1自交得B2F2。
(10)B2F2在黃淮冬麥區(qū)秋播，花期拔除可育株，不育株套袋自交一穗，并作母本與F.W.V回交。
(11)收獲再生穗結(jié)實(shí)且性狀與F.W.V相似單株的回交B3F1。
(12)B3F1自交得B3F2。
(13)B3F2在黃淮冬麥區(qū)秋播，花前拔除可育株及性狀與F.W.V差異過(guò)大的不育株，選擇性狀與F.W.V相似的不育株套袋自交1～2穗，從基部2～3節(jié)間剪去其余分蘗，適量施肥灌水，促進(jìn)分蘗再生。
(14)按株收獲再生穗自交結(jié)實(shí)且性狀與F.W.V非常相似的單株。
(15)將B3F2代秋播穗表現(xiàn)不育、再生穗可育且性狀與F.W.V相似株自交種子在黃淮冬麥區(qū)分株系進(jìn)行秋播和春播兩個(gè)處理，選留秋播完全不育、春播自交可育的株系。即為優(yōu)良品種F.W.V的帶有莫迦小麥溫敏雄性不育基因的具有溫敏特性的K型不育系。
2.將1B/1R類型優(yōu)良小麥品種改良成為帶有莫迦小麥溫敏基因K型不育系的方法，分二種情況而采用不同方法。
(一)將未轉(zhuǎn)育成K型不育系的1B/1R類型優(yōu)良品種F.W.V改良成為帶有莫迦小麥溫敏基因K型不育系的方法(1)秋播條件下，以基礎(chǔ)溫敏材料MTS為母本，與1B/1R類型優(yōu)良品種F.W.V雜交得F1。
(2)F1在黃淮麥區(qū)秋播，花期各株留一穗自交，1～2穗為母本與F.W.V回交，收獲自交完全不育株上的回交種子得B1F1。
(3)B1F1在黃淮麥區(qū)秋播?；ㄆ趶幕?～3節(jié)間剪去全部穗子，適當(dāng)灌水施肥，促進(jìn)分蘗再生。
(4)再生穗花前套袋，選擇再生穗可育株去雄與F.W.V回交得B2F1。
(5)B2F1代黃淮麥區(qū)春播，選性狀與F.W.V相似的可育株與F.W.V回交得B3F1。
(6)B3F1單株在黃淮冬麥區(qū)秋播，抽穗后花期選擇性狀與F.W.V相似的不育株逐株套1個(gè)自交袋外剪去其余分蘗穗，適當(dāng)施肥灌水，促進(jìn)分蘗再生。
(7)再生穗花前套袋，選留秋播完全不育、再生穗自交結(jié)實(shí)的單株。
(8)上代選留單株，逐株分秋播、春播2個(gè)處理，選留性狀與F.W.V相似、秋播完全雄性不育、春播可育株系并與春播的任意T型不育系測(cè)交。
(9)將上述中選株系分秋播、春播兩個(gè)處理，決選秋播完全雄性不育、春播自交可育株系、與T型不育系測(cè)交F1有40～50％結(jié)實(shí)率的株系，即為該1B/1R品種的帶有莫迦小麥溫敏雄性不育基因染色體片斷具有溫敏特性的K型不育系。
(二)將1B/1R類型品種保持的K型不育系(KF.W.V.A)改良成溫敏K型不育系的方法，包括如下步驟(1)在黃淮麥區(qū)春播條件下，該1B/1R品種保持的K型不育系作母本與溫敏基礎(chǔ)材料MTS雜交得F1。
(2)春播條件下，F(xiàn)1作父本與KF.W.VA回交得B1F1。
(3)B1F1在春播條件下，以性狀與FWA相近的可育株作父本與KFWVA回交得B2F1。
(4)B2F1在春播條件下選性狀與F.W.V相似可育株作父本與KFWVA回交得B3F1。
(5)B3F1春播選留性狀與F.W.V相似可育株自交得B3F2。
(6)B3F2中選單株在黃淮冬麥區(qū)分秋播、春播兩個(gè)處理，選留秋播完全雄性不育、春播可育且性狀與F.W.V相似株系，并與任意T型不育系測(cè)交得測(cè)交F1。各株系自交得B3F3。
(7)中選B3F3株系，在黃淮冬麥區(qū)分秋播、春播2個(gè)處理，同時(shí)秋播中選株株與T型不育系測(cè)交F1。決選秋播完全雄性不育、春播自交可育、與T型不育系測(cè)交F1有40～50％結(jié)實(shí)的株系即為適應(yīng)黃淮冬麥區(qū)溫度敏感的K型不育系，上述方法中的春播過(guò)程也可在配子形成期日平均氣溫＞20℃的溫室或異地進(jìn)行。
基礎(chǔ)溫敏雄性不育系材料MTS的遺傳結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有粘果山羊草(Ae.kotschyi)細(xì)胞質(zhì)(簡(jiǎn)稱K型細(xì)胞質(zhì))，核內(nèi)存在莫迦小麥有關(guān)溫敏雄性不育基因的染色體片斷，該染色體片段上存在T型小麥不育系的主效恢復(fù)基因、K型不育基因和育性溫度敏感基因。T型恢復(fù)基因是帶有溫敏雄性不育基因染色體片斷的標(biāo)記基因，在選育過(guò)程中用于鑒別中選系是否帶有莫迦小麥有關(guān)溫貌雄性不育基因片斷。
MTS材料作母本與非1B/1R類型小麥雜交回交后代均具有K型細(xì)胞質(zhì)。因而秋播條件下完全雄性不育即表明帶有K型不育基因，春播和秋播剪穗再生穗自交可育表明帶雄性育性溫敏基因。
1B/1R類型小麥的1B/1R易位染色體帶有非溫敏的K型不育基因rfv1，以MTS為母本與它雜交回交后代只需在春播條件下淘汰不育株，選留性狀與該1B/1R品種相似的可育株系，再經(jīng)與T型不育系測(cè)交，決選非1B/1R類型即可完成。
將1B/1R類型K型不育系改良成帶有莫迦小麥溫敏基因的K型不育系的方法的技術(shù)路線與上述方法相似，僅是減少雜交過(guò)程的人工去雄工作量。用該不育系作母本與在春播條件下可育的MTS材料雜交回交，選留性狀接近選育目標(biāo)可育株系，再經(jīng)與T型不育系測(cè)交，決選非1B/1R類型。
K型小麥不育系是指具有粘果山羊草(Ae.kotschyi)細(xì)胞質(zhì)的小麥雄性不育系。
一般K型不育系，需要在隔離條件下，由保持系給不育系授粉生產(chǎn)不育系種子，不育系與恢復(fù)系雜交生產(chǎn)雜交小麥一代種子。小麥?zhǔn)切≈甏笕后w作物，播種行距小，管理相對(duì)粗放。利用由不育系、保持系、恢復(fù)系組成的“三系”體系生產(chǎn)雜交小麥種子，在保持系給不育系授粉繁殖不育系生產(chǎn)過(guò)程中，由于這兩者性狀相似，極易產(chǎn)生混雜；且兩個(gè)系株高相近，異交授粉程度差，繁種過(guò)程中保純困難、繁種產(chǎn)量低成為制約雜交小麥大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
溫度敏感型小麥雄性不育系，正季播種完全雄性不育用于制種，在溫度較高的生態(tài)條件下栽培有較高自交育性，可以自交繁種。去掉了保持系，克服了不育系繁種過(guò)程中的主要混雜來(lái)源。簡(jiǎn)化了雜交小麥種子生產(chǎn)程序。運(yùn)用相應(yīng)高產(chǎn)栽培措施，可降低雜交小麥種子生產(chǎn)成本。中國(guó)長(zhǎng)江流域的湖南、重慶已研制成溫敏小麥不育系。這兩種溫敏不育系在冬季溫暖條件下發(fā)育，在氣溫較低的2～3月份抽穗，因而育性轉(zhuǎn)換溫度較低。經(jīng)試驗(yàn)，這兩種不育系在我國(guó)主產(chǎn)小麥的黃淮麥區(qū)秋播不能表現(xiàn)完全雄性不育，因而沒(méi)有在該區(qū)域大面積利用的價(jià)值。
本發(fā)明的方法中用于檢測(cè)莫迦小麥有關(guān)溫敏雄性不育基因染色體短臂存在與否的T型不育系，是指具有提莫菲維小麥(T.timopheevi)細(xì)胞質(zhì)的普通小麥不育系。檢測(cè)依據(jù)的原理是莫迦小麥存在的溫敏雄性不育基因連鎖一個(gè)T型不育系的恢復(fù)基因。利用本發(fā)明將1B/1R類型小麥改良成的溫敏K型不育系，在春播條件下可育，給T型不育系授粉所得F1如育性恢復(fù)，則表明莫迦小麥有關(guān)溫敏雄性不育基因染色體片段存在。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果是1.簡(jiǎn)化雜交小麥種子生產(chǎn)程序，提高繁種效益。不育系K3314A的繁種過(guò)程包括不育系與保持系3314B在同一隔離區(qū)相間種植，先播不育系，10～15天后播保持系，花期輔助授粉，收獲時(shí)先收父本，再收母本，一般畝產(chǎn)不育系種子50kg。利用本發(fā)明方法將K3314A改良為帶有莫迦小麥溫敏基因K型不育系KTM3314A，秋播完全雄性不育，用于制種，黃淮麥區(qū)2月下旬至3月中旬春播，無(wú)需保持系，自交結(jié)實(shí)，6月底收獲，畝產(chǎn)不育系種子200kg左右。
2.不產(chǎn)生單倍體，育性易恢復(fù)。K3314A平均單倍體頻率1～4％。利用本發(fā)明方法，改良的溫敏不育系KTM3314A，單倍體頻率為0。KTM3314A與13個(gè)品種分別測(cè)交的F1代，比非溫敏的1B/1R類不育系K3314A自交結(jié)實(shí)率高17.8％。
3.能將任意品種改良成溫敏K型不育系。發(fā)明人已利用本發(fā)明方法把1B/1R類型品種3314、427-3、1376等和非1B/1R類型品種早優(yōu)504、植763、銀星等改良成溫敏K型不育系。
以下是發(fā)明人給出的實(shí)施例。
實(shí)施例1(1)以T型小麥不育系T3314A(或其他T型不育系)為母本，莫迦小麥為父本雜交，F(xiàn)1部分可育，以F1為父本與T3314A回交得B1F1，選其中可育株與T3314A回交得B2F1，選其中可育株與T3314A回交得B3F1，選留性狀與3314相似的可育株自交得B3F2，其中將出現(xiàn)完全可育并與3314相似的一些個(gè)體(TM)，以這些個(gè)體為父本與K型小麥不育系雜交，其中F1完全雄性不育的父本，即帶有莫迦小麥有關(guān)育性染色體片斷。以TM為父本與K型小麥不育系回交，便將莫迦小麥有關(guān)育性染色體片斷導(dǎo)入K型小麥雄性不育系。
(2)將帶有莫迦小麥有關(guān)育性染色體片斷的K型不育系KTM3314A在黃淮麥區(qū)秋播。次年抽穗期，每株任選一穗套袋自交，從基部節(jié)間剪去其他穗莖，適量施肥灌水，促進(jìn)分蘗再生。再生分蘗抽穗后逐穗套袋自交。留取秋播穗完全不育、再生穗自交可育單株。
(3)將上述各株再生可育穗自交種子一分為二，一份秋播，另一份2月底至3月上旬春播。決選秋播完全雄性不育、春播自交可育株系，即為基礎(chǔ)溫敏K型不育材料MTS。
實(shí)施例2(1)以MTS材料為母本，與非1B/1R類型小麥品種植763雜交得F1。F1秋播或春播，育性恢復(fù)自交得到F2。將F2秋播，花期拔除可育株，不育株任取1穗套袋自交，并選1～2穗與植763回交，剪去其余穗基，促進(jìn)分蘗再生。再生穗花前套袋自交。選留秋播完全不育、再生穗可育單株上的回交種子B2F1。
(2)B2F1自交得到B2F2。B2F2秋播，花期拔除可育株，不育株1穗套袋自交，剪去其余穗莖促進(jìn)分蘗再生。拔除再生穗不育單株，各再生穗可育株去雄與植763回交得B3F1。B3F1自交得B3F2。B3F2秋播，花期拔除可育株及性狀與植763不相似單株，不育株套袋自交1穗，剪去其余穗莖，促進(jìn)分蘗再生。選留再生穗可育且性狀與植763相似，單株自交種子(B3F3)。
(3)B3F3各中選單株自交種子一分為二，一份秋播，另一份春播。決選秋播完全不育、春播可育株系，即帶有莫迦小麥溫敏基因的K型植763不育系。植763是西北植物研究所利用小麥與長(zhǎng)穗偃麥草雜交后代選育的小麥優(yōu)良品種，屬非1B/1R類型，對(duì)K型不育系有較強(qiáng)恢復(fù)力。株高70cm左右，為春性，極早熟，品質(zhì)優(yōu)、綜合抗病性突出。
實(shí)施例3(1)以溫敏不育系基礎(chǔ)材料MTS為母本，與1B/1R類型小麥品種1376雜交得F1。F1代秋播表現(xiàn)雄性不育，1376作父本回交得B1F1。
(2)B1F1春播(或在孕穗期日平均氣溫＞20℃其它生態(tài)條件下，下同)，花期選擇可育株作母本去雄與1376回交得B2F1。
(3)B2F1春播，選擇性狀與1376相近的可育株作母本與1376回交得B3F1。
(4)B3F1春播，選擇性狀與1376相似可育株逐株與任意T型不育系測(cè)交并自交得B3F2。
(5)B3F2代各中選株春播，并秋播其與T型不育系測(cè)交F1，決選性狀與1376相似、能恢復(fù)T型不育系育性、穩(wěn)定自交可育株系即溫敏K型不育系，KTM1376。1376是西北農(nóng)業(yè)大學(xué)用雜交育種方法選育的小麥良種。半冬性，株高80cm，早熟，抗病性較好。屬1B/1R類型，可保持K型不育系不育性。
實(shí)施例4(1)將1B/1R類型K型不育系K427-3A與基礎(chǔ)溫敏材料MTS春播，以K427-3A為母本與MTS做父本雜交得F1。
(2)春播條件下，以K427-3A為母本與F1回交得B1F1。春播條件下在B1F1代中選性狀與427-3相近的可育株為父本與K427-3A回交得B2F1。B2F1春播，選性狀與427-3相似可育株與K427-3A回交得B3F1。
(3)B3F1春播，選性狀與427-3相似可育株逐株自交，并與T型不育系測(cè)交。
(4)B3F1中選單株及其與T型不育系測(cè)交F1在黃淮冬麥區(qū)秋播。各株系的單株均在花前取1穗套袋自交，剪去其余分蘗穗莖，促進(jìn)分蘗再生。再生穗花前套袋。決選秋播穗完全不育、再生穗可育、并能恢復(fù)T型不育系育性的株系即為帶有莫迦小麥溫敏基因的K型427-3不育系。
K427-3A是西北農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的具有半顯性致矮能力的1B/1R類型K型不育系。冬性、株高55cm，中早熟、抗性較好。
權(quán)利要求
1.一種利用莫迦小麥選育適應(yīng)中國(guó)黃淮麥區(qū)小麥溫度敏感雄性不育系的方法，其特征在于，將莫迦小麥有關(guān)雄性育性染色體導(dǎo)入K型不育系，在黃淮麥區(qū)秋播、春播兩種溫度條件下，或與黃淮麥區(qū)小麥孕穗期溫度相似條件下，選擇帶有溫敏基因個(gè)體及其自交后代，獲得溫敏基礎(chǔ)材料MTS；MTS與任意小麥品種雜交、回交后代；在上述條件下選擇具有溫敏基因株系，育成優(yōu)良溫敏不育系；包括如下步驟1)參考發(fā)明人的另一發(fā)明專利ZL94116537.X專利方法將莫迦小麥有關(guān)育性染色體導(dǎo)入K型小麥不育系，在黃淮麥區(qū)秋播，采用秋播穗與再生穗育性差異比較方法，選留秋播穗完全不育、再生穗可結(jié)實(shí)單株自交種子；各單株種子一部分秋播，另一部分春播；選留秋播完全雄性不育、春播可育的株系，即獲得基礎(chǔ)溫敏材料MTS；2)以MTS為母本與非1B/1R類型優(yōu)良品種F.W.V雜交；F1代一般自交可育，經(jīng)自交得F2；F2代秋播，花期選擇完全雄性不育株1-2穗套袋自交，并用1-2穗與F.W.V回交，剪去其余穗莖，促進(jìn)再生分蘗，再生穗套袋自交；選留秋播穗不育、再生穗可育單株上的回交種子B1F1；B1F1自交得B1F2；B1F2至B3F2代皆按上述方法選擇和回交；B3F2代秋播條件下選留性狀與F.W.V.相似、秋播穗不育、再生穗可育的單株自交種子B3F3；B3F3各單株分秋播、春播兩個(gè)處理，選留性狀優(yōu)良、秋播不育、春播可育的株系再生穗自交得B3F4，經(jīng)進(jìn)一步擴(kuò)繁，即為該F.W.V.帶有莫迦小麥染色體的溫敏不育系；3)以MTS為母本與1B/1R優(yōu)良品種F.W.V.雜交，F(xiàn)1代作母本與F.W.V.回交；B1代以后在春播條件下連續(xù)選擇可育單株回交至B3F1；B3F2、B3F3處理方法與步驟2)的相同世代材料相同；為保證獲得的溫敏不育系帶有莫迦小麥有關(guān)染色體，在B3F2或B3F3代選目標(biāo)單株或株系與T型不育系測(cè)交，測(cè)交F1秋播，選擇F1育性恢復(fù)的測(cè)交父本株系；即獲得該品種帶有莫迦小麥染色體的溫敏不育系；4)春播條件下，以1B/1R類型K型不育系KF.W.V.A為母本與此時(shí)可育的MTS雜交，并在春播條件下連續(xù)選擇性狀與F.W.V.相似的可育株作父本，與KF.W.V.A回交至B3代；B3F1春播，選留性狀好的可育株自交得B3F2，B3F2代及以后各代處理方法與步驟3)相同，即可將1B/1R類型K型不育系改良帶有莫迦小麥染色體的溫敏不育系。
2.如權(quán)利要求1所述的利用莫迦小麥選育適應(yīng)中國(guó)黃淮麥區(qū)小麥溫度敏感雄性不育系的方法，其特征在于，所得溫敏不育系具有粘果山羊草(Ae.kotschyi)細(xì)胞質(zhì)，核內(nèi)存在莫迦小麥(T.macha)有關(guān)育性染色體片段，該片段帶有T型恢復(fù)基因、K型不育基因及溫敏基因。
3.如權(quán)利要求1所述的利用莫迦小麥選育適應(yīng)中國(guó)黃淮麥區(qū)小麥溫度敏感雄性不育系的方法，其特征在于，所獲得溫敏不育系春播表現(xiàn)可育，作父本與T型不育系測(cè)交，F(xiàn)1代育性恢復(fù)。
4.如權(quán)利要求1所述的利用莫迦小麥選育適應(yīng)中國(guó)黃淮麥區(qū)小麥溫度敏感雄性不育系的方法，其特征在于，將非1B/1R類型品種、1B/1R類型品種、1B/1R類型K型不育系改良成的溫敏不育系，在黃淮麥區(qū)秋播完全雄性不育，春播夏播或其他較高溫度條件下可自交結(jié)實(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種選育適應(yīng)中國(guó)北方的小麥溫度敏感雄性不育系的方法，采用導(dǎo)入小麥近親植物有關(guān)染色體選育小麥非1B/1R類型K型不育系的方法，將莫迦小麥有關(guān)溫敏雄性不育染色體導(dǎo)入K型不育系，在黃淮麥區(qū)秋播、春播兩種溫度條件下，或與黃淮麥區(qū)小麥孕穗期溫度相似條件下，選擇帶有溫敏基因個(gè)體及其自交后代，獲得溫敏基礎(chǔ)材料MTS；以MTS為母本與任意小麥品種的雜交、回交后代，在秋播、春播兩種溫度條件下綜合選擇，選留性狀與輪回親本相似、秋播完全不育、春播自交結(jié)實(shí)率大于40％、且能恢復(fù)T型小麥不育系育性的株系，育成優(yōu)良溫敏不育系。本發(fā)明方法選育的小麥溫敏不育系秋播完全雄性不育可進(jìn)行制種，春播可進(jìn)行不育系自繁?？山档头狈N成本、簡(jiǎn)化繁種技術(shù)，保證不育系和雜交種純度。
文檔編號(hào)A01H1/04GK1559190SQ200410025899
公開(kāi)日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月1日
發(fā)明者何蓓如, 宋喜悅, 胡銀崗, 馬翎健 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)