一種紅麻無刺紫花基本營養(yǎng)型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種紅麻無刺基本營養(yǎng)型細(xì)胞質(zhì)雄性紫花不育系的選育方法，屬于作物遺傳育種學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]福建省是全國三大黃紅麻育種與留種基地之一，自然光溫條件好，素以種子質(zhì)量優(yōu)而著稱。但紅麻為常異交作物，系蟲媒花，異交率可達(dá)30%以上，在三系配套生產(chǎn)雜交紅麻良種的過程中，這一特性給雜交紅麻制種、不育系繁殖及原種提純?cè)斐蓸O大的難度。紅麻不育系純度是保證雜交紅麻良種純度的關(guān)鍵，因此選育大田生產(chǎn)中容易識(shí)別去雜提純的紫色花冠不育系對(duì)提高雜交紅麻良種純度具有重要意義。此外，目前我國大面積推廣的紅麻品種，莖桿和葉柄上著生細(xì)小剛刺，蒴果全萼覆蓋密集白色茸毛，給麻農(nóng)的田間作業(yè)和種子收獲帶來較大痛苦。為減輕麻農(nóng)生產(chǎn)過程的肌膚之苦，早在20世紀(jì)40年代，前蘇聯(lián)烏孜別克試驗(yàn)站就進(jìn)行紅麻和玫瑰麻嫁接雜交，以期創(chuàng)造無刺新品種，但未選育出高產(chǎn)無刺紅麻新品種應(yīng)用于生產(chǎn)的報(bào)道，福建農(nóng)林大學(xué)采用誘變技術(shù)，于2005年來先后育成無刺紅麻新型常規(guī)品種金光I號(hào)和金光2號(hào)，但上述兩個(gè)品種生育期短，纖維產(chǎn)量稍低，在生產(chǎn)應(yīng)用上具有一定的局限性。因而，將紅麻無刺基因?qū)爰?xì)胞質(zhì)雄性不育系中，可為無刺光鈍感雜交紅麻的選育奠定良好基礎(chǔ)。
[0003]紅麻為喜溫短日作物，在短日條件(日照長度〈12.5h)下播種可誘導(dǎo)早花，使生物產(chǎn)量大幅下降，纖維產(chǎn)量降低。基本營養(yǎng)型紅麻材料播種至開花天數(shù)不受高低瑋度不同光周期反應(yīng)影響，而與有效積溫有關(guān)。本研宄育成的無刺基本營養(yǎng)型細(xì)胞質(zhì)雄性紫花不育系在福州長日條件(日照長度>13.5h)與三亞冬季短日條件(日照長度〈12.5h)下，營養(yǎng)生長期可達(dá)140天左右。該基因的發(fā)掘和利用，不僅可解決我國紅麻“南種北植”出現(xiàn)早花造成嚴(yán)重減產(chǎn)的生產(chǎn)問題，又可將紅麻的種植區(qū)域全球大幅擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)低瑋度國家和地區(qū)一年兩季周年種植，有效提高紅麻纖維產(chǎn)量。
[0004]綜上所述，如何將無刺、基本營養(yǎng)型及紫花等重要性狀聚合轉(zhuǎn)導(dǎo)到紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，并在紅麻雜種優(yōu)勢上加以利用，對(duì)推動(dòng)我國乃至世界雜交紅麻生產(chǎn)具有極大的應(yīng)用潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種紅麻無刺紫花基本營養(yǎng)型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系的選育方法，即采用自然生態(tài)與人工遮光短日處理相結(jié)合等技術(shù)手段，通過雜交復(fù)交等方法，通過選擇紅麻無刺基本營養(yǎng)型紫花保持系，進(jìn)而以現(xiàn)有的紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為母本，以上述特異型保持系進(jìn)行測交，從中選出測交一代表現(xiàn)不育的株系，以對(duì)應(yīng)的材料為輪回父本進(jìn)行飽和回交，最終選育出綜合性狀與父本一致，即花冠紫色、生育期為基本營養(yǎng)型且莖桿無刺的細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，其輪回父本即為其對(duì)應(yīng)的保持系。
[0006]本方法基于紅麻花色、刺及生育期性狀的遺傳方式主要受主效基因控制的數(shù)量性狀。其中(I)紅麻紫色花冠對(duì)黃色花冠為顯性遺傳為主(以下紫色花冠性狀主效基因以AA表示)；(2)紅麻生育特性光敏感對(duì)基本營養(yǎng)型性狀為顯性遺傳為主(以下基本營養(yǎng)型性狀bb表示)；(3)紅麻莖桿有刺對(duì)無刺為顯性遺傳為主(以下莖桿無刺以cc表示)。具體原理為采用雜交復(fù)交等方法，并對(duì)分離后代采用自然生態(tài)與人工遮光短日光處理相結(jié)合等技術(shù)手段，育成含有無刺、基本營養(yǎng)型、紫花等目標(biāo)性狀的保持系(AAbbcc)，繼而通過飽和回交(核置換)，最終育成紅麻紫花、無刺、基本營養(yǎng)型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系。
[0007]其具體步驟如下:
a采用基因型為AABBCC的紫花保持系，與基因型為AAbbCC的基本營養(yǎng)型保持系，雜交產(chǎn)生雜種一代，
b種植雜種一代，開花時(shí)，以雜種一代為母本，以基因型為aaBBcc的無刺保持系雜交產(chǎn)生復(fù)交一代；
c種植復(fù)交一代，并收獲F2R種子，
d在長日照條件下種植1500株一 2000株分尚F2群體，生長中期，米用人工逐株對(duì)分尚群體中各單株莖桿的上、中、下部進(jìn)行觸摸，拔除莖桿有刺單株；并在開花期時(shí)，去除花冠黃色單株，獲得基因型為AAcc的花冠紫色、莖桿無刺單株，收獲F3代種子，建立株系；
e、在日照長度〈12.5h的短日照條件下，種植F3代，以基本營養(yǎng)型品種為對(duì)照，如上步驟進(jìn)行繼續(xù)篩選無刺、紫花性狀，且在生育期與基本營養(yǎng)型對(duì)照相當(dāng)?shù)膯沃?，收獲F4種子；
f、在長日照條件下將匕種子播成株系行，每行均勻種植10-20株，當(dāng)紅麻生長從圓葉、三裂葉、五裂葉再轉(zhuǎn)為七裂葉時(shí)，對(duì)剛進(jìn)入七裂葉期的各株系采用黑布短日遮光處理，光照時(shí)長=12.5h，遮光時(shí)光照強(qiáng)度〈50LUX，處理30d，并設(shè)置基本營養(yǎng)型品種為對(duì)照；淘汰因短日遮光處理出現(xiàn)早花株系，選擇出播種到始花天數(shù)與基本營養(yǎng)型對(duì)照相當(dāng)、基因型為AAbbcc的無刺紫花株系，入選株系采用系譜法加代，獲得F5種子；
g、在短日照條件下，種植無刺、紫花且基本營養(yǎng)生長型的匕代，重復(fù)以上步驟e;在紅麻開花時(shí)，以紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系為母本，從各株系中選擇植株高大，綜合性狀優(yōu)良的F5單株進(jìn)行成對(duì)測交，收獲測交父本，獲得F6代種子；
h、分別同時(shí)成對(duì)種植父本與測交一代，鑒定出測交一代為不育的株系，即表現(xiàn)出花冠較小，花藥干癟，不開裂，高度雄性不育，柱頭發(fā)育正常；將其相應(yīng)的父本入選，同時(shí)繼續(xù)選擇單株回交；
1、逐代對(duì)無刺、紫花且營養(yǎng)生長型的父本進(jìn)行鑒定篩選，加代穩(wěn)定，并對(duì)入選轉(zhuǎn)育的不育株系進(jìn)行成對(duì)飽和回交，回交4-6代，最終選育出綜合性狀與父本一致，不育性穩(wěn)定的紅麻紫花無刺基本營養(yǎng)型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，其輪回父本即為其對(duì)應(yīng)的保持系。
[0008]聚合無刺，基本營養(yǎng)型和紫花3種有利性狀于紅麻保持系中，其中以無刺保持系為金光I號(hào)(國鑒麻2006005，閩認(rèn)麻2004001)、贊引I號(hào)(贊比亞引進(jìn)無刺紅麻材料)或新安無刺為無刺親本供體；基本營養(yǎng)型保持系為福紅航2B (閩教科評(píng)字(2013) 20號(hào))；紫花材料為福紫992B (閩教科評(píng)字(2013) 21號(hào))分別為基本營養(yǎng)型和紫花等優(yōu)異性狀供體。
[0009]本發(fā)明優(yōu)點(diǎn):(I)、創(chuàng)制雜交紅麻新種質(zhì)，在紅麻雜種優(yōu)勢利用上具有廣闊的應(yīng)用前景；(2)打破紅麻喜溫短日等生物學(xué)特性，即可有效解決我國紅麻“南種北植”出現(xiàn)早花減產(chǎn)等生產(chǎn)問題，從而將紅麻的種植區(qū)域全球大幅擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)低瑋度國家和地區(qū)一年兩季周年種植；(3)紅麻為常異交作物，異交率可達(dá)30%以上，種質(zhì)保純難度大。紫色花冠的不育系創(chuàng)制，對(duì)不育系提純、制種去雜，確保雜交種子的生產(chǎn)安全具有重要意義。(4)無刺種質(zhì)的創(chuàng)制，可有效為減輕麻農(nóng)在生產(chǎn)過程中的肌膚之苦。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
(1)采用紫花保持系福紫992為母本，與基本營養(yǎng)型保持系福紅航2B為父本，雜交產(chǎn)生雜種一代匕代；
(2)種植匕代，開花時(shí)以其為母本，以無刺保持系贊引I號(hào)為父本，雜交產(chǎn)生復(fù)交一代；
(3)種植復(fù)交一代，并收獲F2R種子，
(4)在福州夏季長日照條件下種植分離&分離群體2000株，生長中期，采用人工逐株對(duì)分離群體中紅麻的各單株莖桿的上、中、下部進(jìn)行觸摸，拔除莖桿有刺單株；并在開花期時(shí)，再次拔除花冠黃色單株，選擇花冠紫花的單株(基因型為AAcc)，收獲&代種子；
(5)在海南三亞冬季短日照條件下，種植F3代各株系，以基本營養(yǎng)型品種福紅航2B為對(duì)照，如上步驟進(jìn)行繼續(xù)篩選無刺、紫花，且生育期與基本營養(yǎng)型福紅航2B對(duì)照相當(dāng)(播種至始花天數(shù)140d左右)的單株，收獲F4種子；
(6)在長日照條件下，將匕代株系種子播成株系行(均勻種植10株)，當(dāng)紅麻生長從圓葉、三裂葉、五裂葉再轉(zhuǎn)為成七裂葉時(shí)，對(duì)剛進(jìn)入七裂葉紅麻株系采用黑布進(jìn)行短日遮光處理(光照時(shí)長=12.5h,遮光時(shí)內(nèi)部光照強(qiáng)度=45LUX)，處理30d，并設(shè)置基本營養(yǎng)型品種福紅航2B為對(duì)照。淘汰因短日遮光處理早花株系，選擇出播種到始花天數(shù)(生育特性)不受影響，與基本營養(yǎng)型對(duì)照福紅航2B相當(dāng)?shù)臒o刺紫花株系(基因型為AAbbcc)。加代獲得F5種子。
[0011](7)在短日照條件下，種植無刺、紫花且營養(yǎng)生長型的匕代，重復(fù)以上步驟(5)。在紅麻開花時(shí)，以紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系福紅航2A為母本，從入選各株系中選擇植株高大，綜合性狀優(yōu)良的單株進(jìn)行成對(duì)測交。
[0012](8)分別成對(duì)種植父本與測交一代，從中鑒定出測交一代為不育的株系(即表現(xiàn)出花冠較小，花藥干癟，不開裂，高度雄性不育，柱頭發(fā)育正常)，將其相應(yīng)的父本入選加代；同時(shí)繼續(xù)選擇單株回交；
(9)逐代對(duì)無刺、紫花且營養(yǎng)生長型的父本進(jìn)行鑒定篩選，加代穩(wěn)定，并對(duì)入選轉(zhuǎn)育的不育株系進(jìn)行成對(duì)飽和回交(回交4代)，最終選育出綜合性狀與父本一致，不育性穩(wěn)定的紅麻紫花無刺基本營養(yǎng)型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系“無刺紫航2A”，其輪回父本即為其對(duì)應(yīng)的保持系“無刺紫航2 B”。
[0013]“無刺紫航2 B”為紅麻紫花無刺基本營養(yǎng)型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系，其配制的雜交紅麻能在低瑋度國家和地區(qū)周年種植，紫色花冠為明顯的標(biāo)記性狀對(duì)不育系的提純、制種的去雜具有明顯效果，確保雜交種子的生產(chǎn)安全，無刺性狀可有效為減輕麻農(nóng)在生產(chǎn)過程中的肌膚之苦