專利名稱：提高三系雜交油菜制種純度的技術的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬甘藍型油菜細胞質雄性不育雜種優(yōu)勢利用技術領域。
我國油菜雜種優(yōu)勢利用研究較之國外早十年以上，目前這方面的研究水平在國際上仍處于領先地位。近年來，甘藍型油菜的雜種優(yōu)勢利用問題，目前為國內外油菜育種工作者所重視，工作重點集中于細胞質雄性不育雜種優(yōu)勢利用途徑的研究。據(jù)統(tǒng)計資料，截至1995年止，我國已育成10個甘藍型油菜三系雜交種，并應用于大面積生產。國外利用我國的質不育材料，一些國家實現(xiàn)了三系配套，個別國家已研制出三系雜交種并投放商業(yè)生產。
限于甘藍型油菜三系育種的水平，目前國內外已經應用或即將應用于生產的三系雜交油菜，其配組的不育系為“甘--甘”型(即細胞質和細胞核均來源于甘藍型油菜)，其不育性受溫度影響表現(xiàn)不穩(wěn)定，均屬于低溫敏感型(或稱高溫不育型)。這給雜交種子生產帶來了難題，即采用常規(guī)的平丘區(qū)秋播制種技術途徑，其制種純度一般只有70％左右(另外30％左右為自交種)，若因制種區(qū)域選擇不當，其制種純度還要偏低。這種制種純度不理想的三系雜交油菜應用于大面積生產，無疑會限制雜種優(yōu)勢的正常發(fā)揮，影響一代種群體生產力，甚至于造成減產。這個問題一直是甘藍型三系雜交油菜種子生產中存在的難題，并在一定程度上制約著三系雜交油菜的進一步推廣應用。
針對甘藍型油菜三系育種的現(xiàn)狀及其三系雜交油菜在制種和生產上存在的難題和出現(xiàn)的問題，國內研究者提出了一些技術措施來解決制種母本育性不穩(wěn)定、制種純度不理想的問題。李殿榮(1992)認為，在平丘區(qū)秋播制種條件下，可以通過對不育系采取打苔、摘頂措施(即常規(guī)秋播制種途徑＋人工措施)，以除去“微粉”花蕾(即可育花蕾)。不過，在大面積制種條件下，能否確保通過人工措施的實施，來克服不育系本身的缺陷，對此，還值得商榷。另外，侯國佐等(1992、1993)和劉大增等(1992)根據(jù)分期播種試驗結果，提出了推遲不育系播種期，采取晚冬播(即12月下旬及1月中、下旬播)制種途徑。不過，采取晚冬播制種途徑，雖在小面積(14-20m2)試驗上證實了可以有效地提高制種純度，但這一途徑的生產適用性問題(大面積制種產量、生產成本、以及對平丘區(qū)后作的影響等問題)尚未見報道，還有待于進一步研究。
本發(fā)明的目的在于在確保制種產量不低于或制種成本不高于常規(guī)的平丘區(qū)秋播制種途徑的基礎上，科學而有效地解決低溫敏感型質不育系育性不穩(wěn)定的問題，以提高三系雜交油菜的制種純度，使育成的三系雜交種的雜種優(yōu)勢能夠得到正常發(fā)揮。
本發(fā)明的內容本發(fā)明涉及一種提高甘藍型細胞質雄性不育三系雜交油菜制種純度的技術。包括組合選配、制種季節(jié)及適宜制種區(qū)域、隔離條件、播種適期及種植密度、制種行比、去雜去劣措施、拔除制種父本等。
其技術特征如下(1)以質不育系9401A為母本，保持系9401B為父本，繁殖不育系9401A；以不育系9401A為母本，以恢復系9401R為父本配制三系雜交種“94雜-4”。具體的繁殖制種系譜見附圖
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親本來源1990年以“陜2B”變異株與不育系“07A”(玻里馬細胞質)測交，以“37N”變異株與(07A×8524)F1雜交，并經連續(xù)夏繁和秋繁加代回交轉育、自交純合及測配，于1994年育成質不育系“9401A”及保持系“9401B”和恢復系“9401R”。
(2)雜交種“94雜-4”的配制采取高海拔區(qū)春播制種途徑；從生產實用角度出發(fā)，春播制種適宜制種海拔區(qū)域為2500-3400米?；蛘咴诖翰l件下，綜合考慮油菜雄性器官形成和發(fā)育期間的平均氣溫(15℃以上)、花期平均氣溫(不高于22℃)、花期的相對濕度(85％左右)等條件，來確定適宜的制種區(qū)域。一般而論，國內高海拔春油菜區(qū)都能滿足這些條件。
(3)制種區(qū)內及制種區(qū)邊緣水平距離1000米內，不得種植非制種親本(9401A和9401R)以外的油菜品種和十字花科作物。(4)高海拔區(qū)春播制種的適宜播種期為3月下旬-4月上旬，采用父母本同期直播，父母本行比為1∶4-5，行向與常年風向相垂直，畝植2.4-3.0萬株。有條件的地方，對制種父母本可采用地膜復蓋技術，以起到提早出苗并壯株早熟的作用。
(5)分別于油菜苗苔期和花期，組織專業(yè)隊進行嚴格的去雜去劣工作，拔除制種父母本行內的雜株(含雜種株和異型株，以及母本行內的可育株)和弱株，并運出制種區(qū)進行處理；制種母本謝花后，隨即拔除制種父本并運出制種區(qū)進行處理。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于(1)與常規(guī)的平丘區(qū)秋播制種技術相比，本發(fā)明所提出的甘藍型三系雜交油菜高海拔區(qū)春播制種技術具有以下突出特點a.不育系的育性穩(wěn)定，制種純度高甘藍型三系雜交油菜種子生產采用高海拔區(qū)春播制種技術途徑，可以使不育系的花器官的形成和發(fā)育過程以及整個花期都處于相對高的溫度(15℃以上)條件之下，實現(xiàn)雄性器官的徹底敗育，不育性的表達不受或極少受低溫條件的影響，育性穩(wěn)定，這就避免了制種群體內的遺傳污染，保證了制種純度。經省內種子管理、科研及生產推廣單位鑒定，采用高海拔區(qū)春播制種技術配制的甘藍型油菜三系雜交種“川油12”(自育、1992年四川省審定品種)，其制種純度達到93.01％，較常規(guī)的平丘區(qū)秋制的“川油12”的制種純度高24.78個百分點，達到省定一級種的標準。比較結果見附表2。
b.確保雜一代優(yōu)勢的正常發(fā)揮經省內13個生產推廣單位鑒定，與平丘區(qū)秋制的“川油12”一代種相比，高海拔區(qū)春制“川油12”一代種的群體生產力平均提高7.03％。比較結果見附表2。
c.制種產量較高在兩年(1992、1993年)達到生產適用規(guī)模面積(分別為79.21畝和57.5畝)上驗證，采用高海拔區(qū)春播配制“川油12”，平均制種產量達到86.55公斤/畝，一般比常規(guī)的平丘區(qū)秋制單產水平高10-15公斤。這與高海拔區(qū)春播油菜生長期內有利的溫光條件(日照強、晝夜溫差大)密切相關。
d.不增加生產性投入，不存在對后作的影響問題甘藍型三系雜交油菜種子生產采用高海拔區(qū)春播制種技術途徑。田間栽培管理措施均按當?shù)亓晳T進行，不增加生產性投入。并且，制種地區(qū)的熟制為一年一熟，不存在對后作的影響。
因此，本發(fā)明所提出的甘藍型三系雜交油菜高海拔區(qū)春播制種技術，具有高質、高產、高效的特點，具備科學性、先進性和適用性。成功地解決了目前生產上利用的不育系在平丘區(qū)秋播制種條件下無法避免的“微粉”問題--即育性不穩(wěn)定問題，為我國同類型雜交油菜的制種提供了一條新途徑，并對甘藍型油菜三系育種技術路線的確定具有重要參考意義。
(2)本發(fā)明所包括的組合選配，配制的三系雜交種“94雜-4”與目前生產上大面積推廣的三系雜交種及常規(guī)品種相比，具有以下優(yōu)點
a.高產在1995年度多點(三點)試驗中，“94雜-4”平均畝產167.7公斤，比常規(guī)品種“中油821(CK1)增產22.32％，比三系雜交種“蓉油三號”(CK2)增產6.27％；在1996年度四川省油菜新品種區(qū)域試驗中，“94雜-4”平均畝產134.2公斤，比對照種“中油821”增產18.03％，產量居中熟A組首位。
b.含油率較高在1996年度四川省區(qū)試中，經統(tǒng)一扦綜合樣測試，在四川平丘區(qū)自然生態(tài)條件下，“94雜-4”的含油率為35.48％，比對照種“中油821”高2.92個百分點。
c.抗(耐)病力強在1996年度省區(qū)試中，自然條件下，“94雜-4”成熟期的病毒病和菌核病的平均病指各為2.35和5.76，分別比對照種“中油821”低0.12和低0.39；植保鑒定結果，與對照種“中油821”相比，“94雜-4”中抗病毒病、低抗菌核病。
1995和1996年度試驗結果見附表3。
附圖是本發(fā)明油菜三系雜交種“94雜-4”繁殖制種系譜圖。
本發(fā)明按以下步驟具體實施(1)三系親本種子的繁殖不育系9401A的繁殖采用平丘區(qū)秋播繁殖或高海拔區(qū)春播繁殖。秋繁適宜播種期為9月15-20日(育苗移栽)或10月10-15日(直播)；繁殖父母本(9401B和9401A)同期播種；繁殖區(qū)及繁殖區(qū)邊緣水平距離1000米內不得種植非繁殖父母本以外的其他油菜品種及十字花科作物；父母本行比為1∶4，行向與常年風向相垂直；畝植6000-7500株(育苗移栽)或1.2-1.5萬株(直播)；分別于油菜苗-苔期及花期拔除繁殖父母本行內的雜株(包括雜種株和異型株，以及母本行內的正?？捎?和弱株，并運出繁殖區(qū)進行處理；繁殖母本謝花后，隨即拔除繁殖父本，并運出繁殖區(qū)進行處理；田間栽培管理措施同其他油菜品種。春繁適宜播種期為3月25-4月5日；繁殖適宜海拔區(qū)域為2500-3400米；父母本同期直播；畝植2.4-3.0萬(穴播或條播)；其他技術措施同秋繁。秋繁一般單產可達75-90公斤/畝，春繁可達100-130公斤/畝。
保持系9401B和恢復系9401R的繁殖采用平丘區(qū)秋播繁殖(育苗移栽或直播)；隔離條件要求及去雜去劣措施同不育系9401A的繁殖，田間栽培管理措施同普通常規(guī)油菜品種。繁殖產量一般可達130-170公斤/畝。
(2)三系雜交種子生產采用高海拔區(qū)春播制種技術途徑生產三系雜交種“94雜-4”。適宜播種期為3月下旬-4月上旬；制種適宜海拔區(qū)域為2500-3400米；制種父母本(9401R和9401A)同期直播，有條件的地方，可考慮采用地膜復蓋技術；父母本行比為1∶4-5，行向與常年風向垂直；畝植2.4-3.0萬株(穴播或條播)；制種區(qū)內及制種區(qū)邊緣水平距離1000米內不得種植非制種親本以外的其他油菜品種及十字花科作物；分別于油菜苗-苔期和花期，組織專業(yè)隊逐田進行嚴格的去雜去劣工作，拔除制種父母本行內的雜株(包括雜種株和異型株，以及母本行內的正常可育株)和弱株，并運出制種區(qū)進行處理；制種母本謝花后，隨即拔除制種父本，并運出制種區(qū)進行處理；田間栽培管理措施按當?shù)亓晳T進行。制種單產一般可達85-100公斤/畝。
不育系9401A的特征特性屬甘藍型；幼莖微紫色，子葉淡綠色。第一節(jié)直葉及心葉淡綠色，真葉少刺毛，幼苗半直立型，葉色淡綠，葉形成橢圓，葉緣鋸齒，葉柄較長，葉面有臘粉，葉面組織平滑，葉片較柔軟，中肋較寬厚；莖色微紫，莖帶臘粉，株高180-195cm；花瓣小而分離，花瓣色為黃色，花瓣平展，雌蕊正常且色淡綠，雄蕊退化且低于雌蕊，初花期具微量可育花粉，屬雄不育低溫敏感型，花至末花期雄性徹底敗育，花絲縮短至莖部，無粉，主花序有效長度為55-65cm；一次有效分枝7-9個，第一次有效分枝高度55cm左右，單株有效果340-375果，平均每果9-13粒，千粒重3.9-4.3克，角果近直生；種子圓形，種皮黑色，種子偏大，含油率36.7-39.3％，芥酸含量43.15％，硫苷含量95.30微摩爾/克；溫光反應弱冬性，中熱，苗苔期長勢穩(wěn)健，桿硬抗倒，耐寒，抗(耐)菌核腐，病毒病能力較強。
保持系9401B的特征特性屬甘藍型；花瓣較大而重疊，平展，雌雄蕊發(fā)育均正常，花藥高于柱頭，花粉量充足，與不育系9401A雜交，能100％地保持其不育特性；其余特性同9401A。
恢復系9401R的特性；屬甘藍型；幼莖綠色，子葉紫綠色，第一片真葉及心葉淡綠色，真葉帶刺毛，幼苗半直立型，葉片色淡綠，葉型橢圓，全緣有鋸齒，葉面有臘粉，葉片柔軟平滑，中肋寬厚，葉莖帶臘粉和刺毛；莖色淡綠，株高190-200cm；花瓣大而重疊，平展，花瓣色為黃色，雌雄蕊發(fā)育均正常，花藥高于柱頭，花粉量大，主花序有效長度有效長度60cm左右；一次有效分枝6-8個，第一次有效分枝高度70cm左右，單株有效果320-355果，每果粒數(shù)13-16粒，千粒重4.1-4.7克，角果近直生；種子圓形，種皮黑色，種子大，含油率39.5-41.2％，，芥酸含量40.23％，硫苷含量87.25微摩爾/克；溫光反應弱冬性，中熱，全生育期195-220天；苗期長勢旺，少裂桿，較抗倒，耐寒，抗(耐)菌核病和病毒病能力強；與不育系9401A雜交，能100％地恢復其雄性可育。
雜交種“94雜-4”的特征特性屬甘藍型；幼莖綠色，子葉心葉及第一片真葉淡綠色，真葉帶刺毛，幼苗半直立型，葉色淡綠，葉形長橢圓形，全緣有鋸齒，葉莖帶臘粉和刺毛，葉片柔軟平滑，中肋寬厚；莖色淡綠，株高200-215cm；花瓣大而平展、重疊，黃色，雌、雄蕊生育均正常，花藥高于柱頭，花粉量大，主花序有效長度65cm左右；一次有效分枝7-9個，第一次有效分枝高度80cm左右，單株有效果350-380果，每果粒數(shù)15粒左右，千粒重4.5克左右，角果近直生；種子圓形，種皮黑色，種子大，含油率38.2-4017％，芥酸含量39.87％，硫苷含量89.54微摩爾/克；溫光反應弱冬性，中熱，全生育期200-215天；苗期長勢旺，抗倒力和耐寒力較強，抗(耐)菌核病和病毒病能力強。
表1不同制種技術途徑的“川油12”一代種的純度比較結果(1992年)
<p>表3“94雜-4”與“蓉油3號”和“中油821”的比較結果
權利要求
1.一種提高三系油菜雜交制種純度的技術，其特征在于以不育系9401A為母本，以恢復系9401R為父本配制三系雜交種“94雜-4”。
2.如權利要求1所述的技術，其特征在于雜交種“94雜-4”的配制采取高海拔區(qū)春播制種途徑。
3.如權利要求1所述的技術，其特征在于除制種父母本外，制種去內不得種植其他油菜及十字花科作物，并于制種親本開花前，拔除制種區(qū)內的野油菜及其他十字花科植物，制種區(qū)邊緣水平距離1000米內不得種植其他油菜品種和十字花科作物。
4.如權利要求1所述的技術，其特征在于高海拔區(qū)春播制種的適宜播種期為3月下旬-4月上旬，父母本同期直播，父母本行比為1∶4-5，行向與常年風向垂直，畝植2.4-3.0萬株。
5.如權利要求1所述的技術，其特征在于分別于油菜苗-苔期和花期進行去雜去劣工作，拔除父母本行內的雜株和弱株，并運出制種區(qū)進行處理；制種母本謝花后，拔出制種父本并運出制種區(qū)。
全文摘要
一種提高三系雜交油菜制種純度的技術，屬甘藍型油菜細胞質雄性不育雜種優(yōu)勢利用技術領域。其特征在于以不育系9401A為母本，以恢復系9401R為父本配制三系雜交種“94雜-4”。其優(yōu)點在于高產、含油率較高、抗(耐)病力強。
文檔編號A01H1/02GK1158215SQ9612024
公開日1997年9月3日 申請日期1996年10月24日 優(yōu)先權日1996年10月24日
發(fā)明者張德發(fā), 馮林 申請人:四川省農業(yè)科學院作物研究所