甘藍(lán)型半冬性三隱性細(xì)胞核雄性全不育系SY13A的選育

李英+周游+諶國(guó)鵬+孫曉敏+薛艷+習(xí)廣清+張勇

摘 要：該研究根據(jù)隱性上位互作遺傳規(guī)律及雜交后代分離比例，通過從三隱性細(xì)胞核不育三系雜交種向農(nóng)03后代，選育出細(xì)胞核不育兩型系13AB、臨保系4081-1和三隱性細(xì)胞核全不育系，用SY13A配置的雜交組合表現(xiàn)出了較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：油菜；三隱性核全不育系；臨保系；優(yōu)勢(shì)

中圖分類號(hào) S565.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2017）05-0066-03

國(guó)內(nèi)報(bào)道的油菜細(xì)胞核不育類型主要有雙基因隱性核不育[1-3]，該不育系應(yīng)用的一個(gè)最大障礙就是制種時(shí)要在其開花期拔除50%的可育株，不但影響制種產(chǎn)量和種子純度，還增加了制種成本。如何解決這一問題已成為多年來油菜育種界研究的熱點(diǎn)。

陳鳳祥等[7]報(bào)道了甘藍(lán)型油菜隱性核不育系9012A的不育性受2對(duì)隱性重疊基因和1對(duì)隱性上位抑制基因互作控制[5]，并找到了能100%保持其不育性的臨時(shí)保持系[6]，初步實(shí)行“三系”配套，克服了傳統(tǒng)“二系法”制種時(shí)需拔除50%可育株的難題，為隱性核不育雜種優(yōu)勢(shì)利用開辟了一條新途徑。陳鳳祥等[7]提出的隱性上位互作遺傳假說，可以從存在隱性互作的雜交組合后代群體中分離出純合三隱性完全保持系。這種保持系自交后代不分離，與純合不育株測(cè)交后代植株100%表現(xiàn)不育，但與全不育系回交后代則只出現(xiàn)50%不育株，把這種保持系稱作臨保系（TAM）。根據(jù)遺傳分離規(guī)律，在存隱性互作的雜交組合F2代中可育株和不育株的分離比例有3∶1，15∶1，13∶3和61∶3等情況，在13∶3和61∶3分離的小區(qū)中可育株套袋自交并且分別與不育株一對(duì)一測(cè)交，可從中找到臨時(shí)保持系；在3∶1和15∶1分離的小區(qū)中進(jìn)行兄妹交，能找到純合兩型系，從而完成三系配套。

1 材料與方法

1.1 材料 2004年漢中農(nóng)科所引進(jìn)三隱性細(xì)胞核不育三系雜交種向農(nóng)03（上海市農(nóng)科院周熙榮先生惠贈(zèng)）作為分離對(duì)象。

1.2 方法 2005年春季在F1群體中選擇200個(gè)優(yōu)良單株套袋自交，收獲后進(jìn)行品質(zhì)分析。2006年春季在F2代株系中調(diào)查育性分離情況，篩選出4個(gè)育性分離為13∶3的株系，在這4個(gè)株系中選擇可育株大量套袋自交，并且與株系中的不育株成對(duì)測(cè)交。

2 結(jié)果與分析

2.1 選育純合兩型系13AB 圖1顯示：2007年觀察了165份可育株自交后代及其成對(duì)測(cè)交（兄妹交）組合的育性表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)2個(gè)全不育組合，對(duì)應(yīng)父本自交不分離。據(jù)此鑒定并分離出了2個(gè)臨時(shí)保持系，記為TAM-1、TAM-2。在組合分離中同時(shí)發(fā)現(xiàn)了5個(gè)育性分離比例1∶1的株系，對(duì)應(yīng)父本自交育性分離比例3∶1，由于在1∶1系中不能確定其純合或雜合，因此，繼續(xù)在1∶1的組合內(nèi)選不育株與可育株成對(duì)兄妹交，相應(yīng)可育株套袋自交，不育株同時(shí)與臨時(shí)保持系測(cè)交；在2個(gè)臨時(shí)保持系中繼續(xù)套袋自交。2008年春，結(jié)合上年兄妹交與測(cè)交組合以及相應(yīng)可育株自交的鑒定結(jié)果，篩選出2個(gè)兄妹交育性分離1∶1，與臨保系測(cè)交全不育，可育株自交分離3∶1的組合即純合兩型系，隨后繼續(xù)在組合內(nèi)兄妹交—自交—兄妹交，嚴(yán)格進(jìn)行品質(zhì)改良，穩(wěn)定純合兩用系的雙低品質(zhì)。至2010年育成穩(wěn)定純合兩型系13AB。

2.2 臨時(shí)保持系4081-1的選育 圖2顯示：與純合兩型系13AB配套的臨時(shí)保持系4081-1的選育，觀察了165份可育株自交后代及其成對(duì)測(cè)交（兄妹交）組合的育性表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)2個(gè)全不育組合，對(duì)應(yīng)父本自交不分離。據(jù)此鑒定并分離出了2個(gè)臨時(shí)保持系。以純合兩型系中的不育株與配套臨時(shí)保持系雜交得到全不育系SY13A。之后擴(kuò)大群體對(duì)其品質(zhì)和農(nóng)藝性狀進(jìn)行連續(xù)4代選擇，使雙低品質(zhì)和農(nóng)藝性狀達(dá)到穩(wěn)定一致。

2.3 隱型上位基因互作核不育三系繁殖、制種模式 圖3顯示：甘藍(lán)型半冬性隱性上位互作細(xì)胞核全不育系油菜SY13A的不育性受2對(duì)重疊基因和1對(duì)上位基因共同抑制。當(dāng)2對(duì)基因?yàn)殡[性純合體（m1m1m2m2），另1對(duì)互作基因?yàn)轱@性純合體（RR）和雜合體（Rr）時(shí)，植株表現(xiàn)不育（m1m1m2m2RR或m1m1m2m2Rr），其不育純合體相應(yīng)的臨保系基因型為3對(duì)隱性純合體（m1m1m2m2rr）。利用純合兩型系中的不育株（m1m1m2m2RR）和可育株（M1m1m2m2RR或m1m1M2m2RR）成對(duì)兄妹交可產(chǎn)生純合兩型系（M1m1m2m2RR或m1m1M2m2RR）和純合不育系（m1m1m2m2RR），利用純合兩型系中的不育系（m1m1m2m2RR）和臨保系（m1m1m2m2rr）雜交可獲得全不育系（m1m1m2m2Rr），全不育系與恢復(fù)系（M1M1_ _或M2M2_ _）雜交可獲得全可育雜交種，從而將隱型核不育系SY13A的三系雜交種應(yīng)用于生產(chǎn)。

3 討論

甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育系具有恢復(fù)源廣，配組自由，易于選配強(qiáng)優(yōu)勢(shì)組合，易于轉(zhuǎn)育，育性穩(wěn)定，可避免不育胞質(zhì)可能存在的負(fù)效應(yīng)和細(xì)胞質(zhì)單一化的潛在危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)[8]，更為重要的是解決了隱性核不育兩型系制種時(shí)拔除不育系中50%可育株的難題，提高了制種產(chǎn)量，降低了制種成本，保證了制種純度，在雜交油菜育種方面具有顯著的優(yōu)越性。此外，還有學(xué)者做了相關(guān)研究，如陳大倫等[9]對(duì)甘藍(lán)型油菜隱性上位細(xì)胞核雄性不育純合兩型系、臨保系和全不育系的轉(zhuǎn)育方法進(jìn)行了介紹.其要點(diǎn)是先轉(zhuǎn)育隱性上位細(xì)胞核雄性不育純合兩型系，然后再通過回交轉(zhuǎn)育主要農(nóng)藝性狀與純合兩型系相近或完全一致的相應(yīng)的全不育臨保系；陳芝能等[10]甘藍(lán)型油菜雙隱性基因細(xì)胞核+廣恢型細(xì)胞質(zhì)雄性不育（RRGCMS）三系綜合了RM 5637A細(xì)胞質(zhì)雄性不育和雙隱性基因細(xì)胞核不育的優(yōu)點(diǎn)；董發(fā)明等[11]通過對(duì)甘藍(lán)型油菜隱性細(xì)胞核雄性不育系9012AB及其臨保系T45與來源不同的幾個(gè)自交系和常規(guī)品種雜交和測(cè)交后代的遺傳分析，提出了隱性細(xì)胞核雄性不育系9012AB的新遺傳模式；李婧婧等提出[12]9012AB是甘藍(lán)型油菜隱性上位細(xì)胞核雄性不育兩型系，其育性受2對(duì)隱性重疊不育基因（ms3ms3ms4ms4）和1對(duì)隱性上位抑制基因（espesp）互作控制。

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（責(zé)編：張宏民）