甘藍(lán)型油菜半矮稈細(xì)胞質(zhì)雄性不育系9162 A的選育及應(yīng)用

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(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院油菜研究所， 貴陽 550008)

油菜是我國重要的食用油料作物，在我國食用油消費(fèi)中菜籽油占19%[1]，因此，菜籽油的產(chǎn)量和品質(zhì)對我國食用植物油的供給安全有著極其重要的影響。倒伏已成為影響油菜產(chǎn)量和品質(zhì)的一個重要因素。倒伏使得油菜的莖葉互相重疊蔭蔽，形成一個高溫、高濕的空間，抗逆抗病蟲害能力下降；發(fā)生倒伏的油菜會將養(yǎng)分的供應(yīng)中心從油菜上部的角果轉(zhuǎn)移至中下部，導(dǎo)致再生出分枝，這些小分枝雖然開花但不結(jié)實，同時引發(fā)貪青晚熟現(xiàn)象，導(dǎo)致油菜植株正常的光合作用受到影響，陰角秕粒量增加，有效角果減少，產(chǎn)量及品質(zhì)下降，倒伏油菜產(chǎn)量比正常油菜減少10%～30%，嚴(yán)重的可達(dá)50%以上，含油量比正常油菜低10%～30%[2]。倒伏會增加機(jī)械操作難度，甚至無法機(jī)收，加大損失量，嚴(yán)重影響油菜的經(jīng)濟(jì)效益，降低農(nóng)戶種植油菜的積極性。半矮稈小麥、水稻品種的育成開創(chuàng)了20世紀(jì)60年代綠色革命，矮稈或半矮稈品種較傳統(tǒng)品種在產(chǎn)量和抗性上顯著提高。半矮稈品種植株高度降低，促進(jìn)收獲指數(shù)由0.3左右提高到0.5，并且降低了株高，在大量使用氮肥情況下也能抗倒伏，總生物量增加[3-5]。

細(xì)胞質(zhì)雄性不育是油菜雜種優(yōu)勢利用最廣泛、最有效的途徑，波里馬和陜2 A不育是最具實際應(yīng)用價值的油菜不育類型，利用波里馬和陜2 A不育系已成功選育出系列油菜雜交種[6-9]。

為了適應(yīng)油菜機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展需求，利用自育的細(xì)胞質(zhì)不育系9171 A與半矮稈品系3862 Sd雜交、回交、測交，育成了株高為135 cm左右的半矮稈抗倒伏細(xì)胞質(zhì)不育系9162 A，該不育系與正常高稈恢復(fù)系配制的雜交組合株高均集中在155 cm左右，具有半矮稈、抗倒伏、適合機(jī)械化收獲的特點。

1 材料與方法

1.1 供試材料

細(xì)胞質(zhì)不育系9171 A：本課題組2008年發(fā)現(xiàn)并育成的新細(xì)胞質(zhì)不育系，該質(zhì)不育系的主要優(yōu)點是育性徹底，不受溫度影響；品質(zhì)優(yōu)良，長勢強(qiáng)、配合力較好。主要缺點是植株高大，株高為220 cm左右，易倒伏。

半矮稈新品系3862 Sd(Semi-dwarf)：筆者于2008年3月下旬在本課題組選育的隱性上位核不育系雜交組合5824 CA×5771 R中發(fā)現(xiàn)一株矮縮株，經(jīng)過5年7代連續(xù)套袋自交選擇，于2014年育成的能穩(wěn)定遺傳的半矮稈新品系，該材料在抽苔前與正常高稈油菜的長勢相比沒有任何差別。主要表現(xiàn)為苗期生長速度快、葉片數(shù)較多、葉片上挺、株高為135 cm左右、抗倒伏、伸長莖段及苔莖段的節(jié)間明顯縮短而分枝及花序正常伸長、分枝與主干角度較小等。3862 Sd的半矮稈性狀受一對不完全顯性主效基因控制。

材料母本或父本平均株高(cm)對應(yīng)組合主要性狀育性平均株高(cm)一次分枝位(cm)抗倒伏力平均產(chǎn)量(kg/667m2)9162A136.2不育699R193.8全恢154.921.4直立180.4秦7R186.6全恢156.125.5直立145.5華雜62R207.9全恢159.323.7直立167.9中油63R220.5全恢157.123.5直立177.5湘6R248.5全恢160.726.6直立180.2對照油研50———58.1倒伏166.7

注：2018年4月中旬試驗地遭遇強(qiáng)風(fēng)襲擊，試驗地的正常高稈油菜全部倒伏；-表示未考查。

質(zhì)不育恢復(fù)系：699 R、秦7 R、華雜62 R、中油63 R、湘6 R，均為本所自育的正常高稈質(zhì)不育恢復(fù)系，平均株高為186.6～248.5 cm。

1.2 轉(zhuǎn)育方法

細(xì)胞質(zhì)雄性不育系是通過保持系連續(xù)回交得以實現(xiàn)自身的繁殖，不育系的選育實質(zhì)上是保持系的選育。質(zhì)不育保持系9162 B采用雜交轉(zhuǎn)育法，利用現(xiàn)有的保持系與半矮稈品系雜交，F(xiàn)1再與保持系回交，選擇大量BC1F1半矮稈植株與不育系測交，在測交后代選擇全不育的組合繼續(xù)與對應(yīng)的半矮稈株系測交，一邊選擇全不育系組合，一邊選擇對應(yīng)的半矮稈穩(wěn)定株系，直到育成株高穩(wěn)定的半矮稈保持系及對應(yīng)的不育系。

2 結(jié)果與分析

2.1 半矮稈細(xì)胞質(zhì)雄性不育系9162 A的選育

2015年春利用質(zhì)不育系9171 A的保持系9171 B作母本，與半矮稈品系3862 Sd進(jìn)行雜交，夏繁時再利用9171 B與F1回交，其目的是導(dǎo)入半矮稈基因的同時，更多地保留原質(zhì)不育系9171 A的優(yōu)良性狀。2016年春利用質(zhì)不育系9171 A與BC1F1中的半矮稈植株大量測交，同時BC1F1自交。夏繁時選擇全不育組合的半矮稈植株與BC1F2中的半矮稈植株大量測交，同時BC1F2自交。2017年春繼續(xù)選擇全不育組合的半矮稈植株與株高穩(wěn)定的BC1F3半矮稈株系大量測交，同時BC1F3繼續(xù)自交。夏繁選擇株高穩(wěn)定的半矮稈全不育組合與株高穩(wěn)定BC1F4半矮稈株系測交，即育成了不育系與保持系株高均穩(wěn)定的半矮稈質(zhì)不育系9162 A。選育過程見圖1。

2.2 半矮稈細(xì)胞質(zhì)雄性不育系9162 A與高稈恢復(fù)系配制組合的表現(xiàn)

為了加快半矮稈組合在生產(chǎn)上的應(yīng)用，于2017年夏繁期間，利用株高穩(wěn)定的半矮稈全不育組合與5個正常高稈的細(xì)胞質(zhì)不育恢復(fù)系組配了5個人工雜交新組合，于2017年秋播進(jìn)行3次重復(fù)的品比試驗，2018年春開花期考查組合育性，收獲期考查株高及主要性狀，結(jié)果見表1。由表1可知，不育系的平均株高為136.2 cm，正常高稈恢復(fù)系的株高在186.6～248.5 cm之間，雜交組合F1的平均株高集中在154.9～160.7 cm之間，均表現(xiàn)為半矮稈株型。一次分枝位高在21.4～26.6 cm之間，明顯低于正常高稈對照品種油研50的58.1 cm。2018年4月中旬，試驗地遭遇強(qiáng)風(fēng)襲擊，試驗地的正常高稈油菜全部倒伏(倒伏時油菜已經(jīng)全部終花)，唯有半矮稈的株行材料及組合沒有出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，表現(xiàn)了半矮稈材料較強(qiáng)的抗倒伏能力。半矮稈組合的平均產(chǎn)量為145.5～180.4 kg/667 m2，比對照油研50產(chǎn)量高的組合有4個，表現(xiàn)出較高的產(chǎn)量潛力。因油研50遭遇強(qiáng)風(fēng)襲擊出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象，對產(chǎn)量有一定的影響，產(chǎn)量數(shù)據(jù)只能作部分參考。

3 討 論

半矮稈品系3862 Sd具有苗期生長速度快、葉片數(shù)較多、葉片上挺、株高為135 cm左右、抗倒伏、伸長莖段及苔莖段的節(jié)間明顯縮短而分枝及花序正常伸長、分枝與主干角度較小等特點，3862 Sd的半矮稈性狀受一對不完全顯性主效基因控制。細(xì)胞質(zhì)不育系9171 A的主要優(yōu)點是育性徹底，育性不受溫度影響；品質(zhì)優(yōu)良，長勢強(qiáng)、配合力較好。主要缺點是植株高大，株高為220 cm左右，易倒伏。本文作者利用兩親本相互雜交、回交，將兩親本的優(yōu)良性狀綜合在一起，育成了具有實用價值的半矮稈細(xì)胞質(zhì)不育系9162 A，與恢復(fù)系配制組合的初步表現(xiàn)說明，9162 A具有較強(qiáng)的生產(chǎn)應(yīng)用潛力。其組合具有較強(qiáng)的抗倒伏能力，因此更適宜機(jī)械化收獲。

在半矮稈質(zhì)不育系9162 A的選育過程中，沒有選用質(zhì)不育保持系9171 B與半矮稈品系3862 Sd雜交、F1自交、F2測交選擇半矮稈保持系的方法，而是選用雜交、回交方法，主要目的是更多地保留原質(zhì)不育系9171 A的優(yōu)良性狀，只需要導(dǎo)入3862 Sd的半矮稈性狀，利用BC1F1群體比利用雜交一次的F2群體與不育系測交，更容易獲得全不育組合，選育半矮稈保持系更容易。