隱性核不育三系雜交油菜品種油研998的選育

(貴州省油菜研究所， 貴陽 550008)

油菜是我國主要的油料作物，雜交油菜品種的推廣應(yīng)用又在油菜生產(chǎn)中占有主導(dǎo)地位。目前大面積應(yīng)用的不育系主要有細(xì)胞質(zhì)雄性不育和細(xì)胞核雄性不育。細(xì)胞質(zhì)雄性不育由于其不育系受溫度影響有大量的微粉產(chǎn)生，這樣大大影響了雜交種的純度；隱性細(xì)胞核雄性不育材料的優(yōu)點是恢復(fù)源廣，且其不育性徹底、穩(wěn)定，不受環(huán)境影響。此類材料又分隱性細(xì)胞核雄性不育兩系和隱性細(xì)胞核雄性不育三系，前者不育系中包含有50%的可育株，在生產(chǎn)雜交種時必須在開花前將其拔除，而后者可實現(xiàn)100%的不育，并且不育性徹底、恢復(fù)源廣，這樣就克服了隱性核不育兩系材料在制種中要拔除50%可育株的缺點，大大節(jié)省了勞力投入，是目前油菜雜優(yōu)育種較理想材料。

貴州省油菜研究所經(jīng)過多年的研究，目前在品種選育上已構(gòu)建完善的隱形核不育兩系(不育系、恢復(fù)系)組合選育、隱形核不育三系(純合兩性系、臨保系、恢復(fù)系)組合選育和常規(guī)品種選育等育種平臺。

油研998是利用Q 02 A(隱性核不育三系材料)與J 24(雙低恢復(fù)材料)配制成功的雙低、高油分、高產(chǎn)的雜交油菜新組合。該組合于2013—2016年度參加貴州省油菜新品種聯(lián)試和生產(chǎn)試驗，其產(chǎn)量和品質(zhì)均達(dá)到品種登記標(biāo)準(zhǔn)，已于2019年6月在全國農(nóng)技中心進(jìn)行登記。

1 組合來源及親本選育過程

1.1 親本名稱及來源

不育系Q 02 A是由隱性核三系純合不育系C 02 A與其臨保系L 01 B配制的隱性核三系的全不育系；恢復(fù)系J 24是由本所育成的2個高油分的雙低常規(guī)材料F 33與F 85雜交轉(zhuǎn)育而成。

1.2 親本的選育

下面就隱性純合不育系、臨保系、全不育系、恢復(fù)系的選育進(jìn)行簡述。

1.2.1隱性純合不育系的選育

1) 純合不育系轉(zhuǎn)育的材料來源。純合不育系C 02 A是以純合不育系C 15 A為母本，827 R為父本雜交轉(zhuǎn)育分離選擇而成，其中C 15 A是從皖油9號(隱性核三系雜種)后代分離選擇而來，其材料植株桿硬、分枝多，但油分含量低； 827 R是油研10號母本82278 A和可育株經(jīng)世代分離，育性穩(wěn)定不再分離不育株的優(yōu)良材料，其油分蛋白總量在72%以上。

2) 轉(zhuǎn)育步驟。核三系的育性受3對基因控制，且不育材料又有可育株與不育株，其中從基因型上又表現(xiàn)出雜和型和純合型，遺傳及雜交轉(zhuǎn)育均較復(fù)雜，下面是本材料研究的一種轉(zhuǎn)育技術(shù)(已申報并獲專利授權(quán))，其轉(zhuǎn)育步驟如下：

圖1 純合不育系轉(zhuǎn)育步聚

表1 C 02各代選育情況表

育成純合不育系名稱組合來源選育過程F2F3與臨保系制種和育性鑒定恢復(fù)及與恢復(fù)制種F2自交株分離與所制雜種生產(chǎn)力鑒定F4F5C02A105A× 827R群體:250～300株自交100株分析淘汰后選擇:65株① 用65株的部分種子與臨保系L1702相間種植,行比1∶5;初花前調(diào)查13個株行達(dá)1/4的不育株率,拔出全部可育株和全可育株行,成熟收種備用。② 將收獲的13個與臨保系制種的種子與恢復(fù)系F17相間種植,行比:1∶4,母本條播不勻苗,花期調(diào)查有4個株行表現(xiàn)100%全不育,拔出其余有可育株的全部株行后讓其開花授粉,成熟收種備用。① 種植在與臨保系制種中表現(xiàn)1/4不育且育性鑒定為100%不育相對應(yīng)的F2的4個單株,花期成對測交25個組合。②種植與恢復(fù)系制種的4個組合,成熟后有2個單生產(chǎn)力比油研10號高15%以上。種植上代單株生產(chǎn)力比油研10號高15%以上相對應(yīng)的2個株系9個成對測交組合,花期有6個出現(xiàn)有1/2的不育株,選3個植株好的株系每個成對測交3～4個組合。通過分析選擇入選4個成對測交組合種植,花期均表現(xiàn)一半左右的不育株,選2個植株性狀好的測交保持。

步驟一：2006年夏用已經(jīng)穩(wěn)定的甘藍(lán)型隱性核不育三系中的純合不育系C 15 A作母本，用具有理想的優(yōu)良經(jīng)濟(jì)目標(biāo)性狀的品種材料827 R作父本雜交，種植F1自交后再種植F2。F2群體種植150株左右，自交并分析淘汰后入選60余株。

步驟二：將所選的F2自交60余個單株(F3)，一分為二，一部分留存?zhèn)溆茫徊糠肿鳛槟副荆梅€(wěn)定的臨保系作為父本，父母本行比1∶4，母本株行留苗50～60株，初花前調(diào)查不育株率并登記，同時拔出母本中的可育株和全可育株行，成熟時收獲母本株行中大約有1/4不育株率的株行的種子備用。

步驟三：步驟二中母本收存的種子與優(yōu)良的恢復(fù)系作父本相間種植 ，父母本行比1∶(4～6)，母本株行采取條播不勻苗，留苗100株左右，開花期對母本株行進(jìn)行育性鑒定并登記，拔除全部表現(xiàn)為可育株的株行材料，僅保留100%不育株的材料，使其與優(yōu)良恢復(fù)系雜交制種。成熟期收種備用。

步驟四：從保存?zhèn)溆玫腇2自交種子中選取步驟二中表現(xiàn)1/4不育株率及步驟三育性鑒定中又表現(xiàn)為100%不育并與其相對應(yīng)的單株材料取出進(jìn)行F3自交分離株行測交，每個株行留苗50～60株；同時步驟三所收的全不育系與優(yōu)良恢復(fù)系雜交的種子，另種植株行進(jìn)行組合觀察。每個株行留苗50株左右，考查綜合經(jīng)濟(jì)性狀及其單株生產(chǎn)力。2種株行苗期、抽薹期均進(jìn)行植株性狀觀察，開花期對F3自交分離株行中出現(xiàn)1/4可育株的株行套袋，并與不育株成對測交。成熟期雜種株行收獲記產(chǎn)，計算單株生產(chǎn)力。F3自交分離株行成對測交株的測交種子收獲備用。

步驟五：根據(jù)雜種株行單株生產(chǎn)力鑒定結(jié)果，選取單株生產(chǎn)力高、配合力及綜合經(jīng)濟(jì)性狀好的材料與相對應(yīng)的F3株系成對測交材料種植下一代株行，花期選具有1/2不育株率的株行進(jìn)行不育株與可育株成對測交，下代種植觀察并繼續(xù)測交，即可成為一個新的純合不育系。

其過程如圖1所示：

圖2臨保系選育過程

表2 全不育系Q 02 A制種中間試驗產(chǎn)量與種子不育株率表現(xiàn)

年份親本系別選用株系材料制種面積/m2父母本行比隔離環(huán)境主要技術(shù)措施制種產(chǎn)量/[kg·(667m2)-1]鑒定不育株率/%2010C02A1692AL01B1642671∶4周圍玉米,無任何十字花科植物即時徹底拔出母本中可育株40.592.72011C02A1692A-2L01B164-213341∶4周圍玉米,無任何十字花科植物即時徹底拔出母本中可育株56.298.3

1.2.2臨保系的選育

1) 臨保系轉(zhuǎn)育的材料來源。

臨保系L 01 B是以臨保系1098-33為母本，827 R為父本雜交轉(zhuǎn)育分離選擇而成，其中1098-33是從皖油9號(隱性核三系雜種)后代分離選擇而來，其材料植株桿硬、分枝多，但油分含量低； 827 R是油研10號母本82278 A種可育株種經(jīng)世代分離其育性穩(wěn)定不再分離不育株的優(yōu)良材料，其油分蛋白總量在72%以上。

2) 臨保系的轉(zhuǎn)育。

2007年春，以臨保系1098-33為母本，827 R為父本，其選育過程如圖2：

1.2.3全不育系Q 02 A制種

全不育系Q 02 A來源于以純合不育系C 02 A為母本，臨保系L 01 B為父本雜交制種而成。其原理是純合不育系的基因型為RfRf ms1ms1ms2ms2，臨保系的基因型為rfrfms1ms1ms2ms2，兩者雜交只產(chǎn)生一種基因型為Rfrfms1ms1ms2ms2，表現(xiàn)為全不育。

但純合不育系的育性和隱系核不育兩系一樣，在上一代收獲的不育株的自身群體中本身存在有50%左右的可育株，在進(jìn)行全不育制種時，在初花前要將其可育株全部拔出(如下圖)。

在純合不育系和臨保系初步育成后，用育成材料在工作威寧進(jìn)行了2年的夏季全不育制種試驗(表2)。

1.2.4恢復(fù)系的選育

F 33和F 85分別為本所自育的黃籽雙低常規(guī)品系材料，兩親本含油率都在46%～48%之間。J 24育成過程如圖3[1]：

圖3恢復(fù)系選育過程

表3 油研998在貴州省兩年區(qū)試中的植株及經(jīng)濟(jì)性狀

品種 株高/cm分枝部位/cm一次有效分枝/個主 序T.ls有效長/cm有效角果數(shù)/個結(jié)角密度/(角·cm-1)單株有效角/個每角粒數(shù)/粒千粒重/g單株產(chǎn)量/g生育期/d油研998191.8106.85.5249.663.001.28164.819.03.9512.97203.0油研50(ck)184.299.55.0350.459.081.18150.817.04.2011.95204.3

表4 油研998在貴州省區(qū)試中的抗菌核病表現(xiàn)

項目品種區(qū)試20142015平均生產(chǎn)試驗抗性鑒定試驗平均油研9981.057.004.0326.448.2710.69發(fā)病株率/%油研50(ck)1.009.075.3536.7010.0414.19油研9980.181.590.8616.736.466.24病指數(shù)油研50(ck)0.252.341.3019.668.997.81

1.3 親本特征特性

1.3.1C 02 A純合不育系特征特性

甘藍(lán)型， 中熟偏早熟類型，子葉腎形，頂葉橢圓，裂葉2～3對，分枝多，分枝長，籽黑色淺，莖桿堅硬，抗倒性較好。苗期長勢強(qiáng)，株高中等170～180 cm，一次有效分枝8.7個，單株有效角394個，角粒數(shù)18.2粒，千粒重3.49 g，芥酸小于0.5%，硫甙小于29.9μmol·g-1。含油率44.2%，種子蛋白含量23.4%，油分蛋白總量67.6%。

1.3.2L 01 B臨保系特征特性

甘藍(lán)型， 中熟偏早熟類型， 葉柄長，無裂葉，分枝多，分枝長，籽淺黃色，莖桿粗髓部發(fā)達(dá)，抗倒性抗病性較差。苗期長勢強(qiáng)，株高200～220 cm，一次有效分枝9～12個，單株有效角526個，角粒數(shù)20粒，千粒重4.36 g，芥酸小于1%，硫甙小于30.21μmol·g-1。含油率48.65%，種子蛋白含量25.3%，油分蛋白總量74%。

1.3.3Q 02全不育系特征特性

甘藍(lán)型， 中熟偏早熟類型，子葉腎形， 葉橢圓形，裂葉2～3對，分枝多，分枝長，籽呈不均勻的淺黃色，莖桿堅硬，抗倒性較好。苗期長勢強(qiáng)，株高180～190 cm，一次分枝9.9個，單株有效角464個，角粒數(shù)20.2粒，千粒重4.1 g，芥酸小于0.5%，硫甙小于30μmol·g-1。含油率44.38%，種子蛋白含量24.2%，油分蛋白總量68.58%。

1.3.4恢復(fù)系特征特性

甘藍(lán)型，半冬性，中熟偏晚類型，葉色較深，植株中等，株高170～190 cm，一次分枝8.2個，單株有效角441個，角長6.8 cm，角粒數(shù)20.8粒，千粒重4.2 g，芥酸<0.5%，硫甙小于30μmol·g-1，含油率47.48%。

2 組合配制及表現(xiàn)

組合配制開始于2010年春，2010年秋進(jìn)入新組合觀察試驗，2011—2013年在所內(nèi)進(jìn)行品種比較試驗，于2013年秋進(jìn)入貴州省油菜新品種區(qū)域試驗，2015年進(jìn)入貴州省新品種生產(chǎn)試驗。

2.1 組合的特征特性

2.1.1植株性狀及生育期

油研998為甘藍(lán)型隱性核不育三系雜交種。苗期半直立，葉片頂葉較大，有裂葉2～4對，裂葉深，葉脈明顯，葉緣有小齒，植株莖桿綠色，無臘粉；種子呈不均勻的淺黃色。區(qū)試中苗期和抽薹期長勢較強(qiáng)，整齊；在667 m2植2.5萬株的密度下，區(qū)試平均株高191.8 cm,分枝高106.8 cm,每株一次有效分枝5.52個,比對照油研50多0.49個，主序長49.6 cm, 結(jié)角密度1.28角·cm-1,單株有效角平均164.8個,比對照油研50多14.0個，角粒數(shù)19粒/角,比對照油研50多2.0粒/角，千粒重3.95 g,單株產(chǎn)量12.97 g，比對照油研50多1.02 g 。

油研998在9月下旬至10月上旬直播情況下，生育期平均為203 d,比對照油研50早1.3 d；生產(chǎn)試驗中生育期平均比對照油研50早0.2 d。

2.1.2品種抗性

1) 抗病性。2014、2015年區(qū)試表現(xiàn)見表4,油研998菌核病發(fā)病株率和病指數(shù)分別為4.03%和0.86，比油研50分別低1.32%和0.44；生產(chǎn)試驗菌核病發(fā)病株率和病指數(shù)分別為26.44%和16.73，比油研50分別低10.26%和2.93，在病圃菌核病的抗性鑒定中，菌核病發(fā)病株率和病指數(shù)分別為8.27%和6.46，比油研50分別低1.77%和2.53，前幾項平均，菌核病發(fā)病株率和病指數(shù)分別為10.69%和6.24，比油研50分別低2.86%和2.72。表明油研998對油菜菌核病的抗性比對照油研50要好。

在2013—2015年兩年區(qū)試中，油研998的病毒病的發(fā)病株率和病指數(shù)分別為1.06%,和0.33，比油研50的1.57%和0.4分別低0.51%和0.07。

表5 油研998在貴州省兩年區(qū)試中的產(chǎn)量表現(xiàn)

品種 2014年產(chǎn)量/[kg·(667m2)-1]比ck±/%ck1ck22015年產(chǎn)量/[kg·(667m2)-1]比ck±/%ck1ck22年平均產(chǎn)量/[kg·(667m2)-1] 比ck±/% ck1ck2 增產(chǎn)點 ck1ck2油研998165.727.630.10174.275.971.78170.96.800.9412增3減4增10減1平ck1153.97164.45160.05ck2165.35171.23169.79油研99867.216.652.5378.278.0872.747.375.3113增2減10增5減ck163.0172.4167.78ck265.5572.8869.21

表6 油研998在貴州省生產(chǎn)試驗中的產(chǎn)量表現(xiàn)

性狀 試點湄潭貴陽思南金沙西秀平均油研998120.30169.50114.25138.50113.30131.37產(chǎn)量/[kg·(667m2)-1]比油研50增產(chǎn)/%4.02-0.59-8.7819.40-16.38-1.06比同組平均增產(chǎn)/%1.099.775.6410.84-4.025.01油研99852.8374.4450.1860.8349.7657.61產(chǎn)油量/[kg·(667m2)-1]比油研50增產(chǎn)/%10.735.82-2.9027.09-10.998.31比同組平均增產(chǎn)/%6.3215.4710.8316.531.2610.46

2) 抗逆性?？箖鲂裕簝鲋?.32%，指數(shù)0.34；抗倒性、耐旱性、耐濕性強(qiáng)，抗裂角性中等。

2.2 在所內(nèi)各級試驗中的產(chǎn)量表現(xiàn)

該組合在2010—2011年的所內(nèi)組合觀察試驗中，平均產(chǎn)量達(dá)198.23 kg·(667 m2)-1，比對照油研10號增產(chǎn)21.56%；在2011—2013年所內(nèi)2年的組合比較試驗中，2年平均產(chǎn)量達(dá)211.82 kg·(667 m2)-1，比對照油研10號增產(chǎn)18.46%。

2.2.1在貴州省區(qū)試中產(chǎn)量表現(xiàn)

油研998 在2013年秋進(jìn)入貴州省區(qū)域試驗。在2014年區(qū)域試驗中，平均產(chǎn)量和產(chǎn)油量分別達(dá)165.72、67.21 kg·(667 m2)-1，比同組品種平均(ck1)分別增產(chǎn)7.63%和6.65%(表5)；在2015年區(qū)域試驗中，平均產(chǎn)量和產(chǎn)油量分別達(dá)174.27、78.27 kg·(667 m2)-1，比同組品種平均產(chǎn)量(ck1)分別增產(chǎn)5.97%和8.08%，2年平均產(chǎn)量和產(chǎn)油量分別達(dá)170.9、72.74 kg·(667 m2)-1，比同組品種平均產(chǎn)量(ck1)分別增產(chǎn)6.8%和7.37%。在2年區(qū)試15個點次中，產(chǎn)量比同組品種平均產(chǎn)量(ck1)增產(chǎn)12點次，占總點次的80%，減產(chǎn)3點次；產(chǎn)油量比同組品種平均產(chǎn)油量(ck1)增產(chǎn)13點次，占總點的86.7%，減產(chǎn)2點次。油研998與對照油研50相比，2年平均產(chǎn)量比油研50增產(chǎn)0.94%，產(chǎn)油量增產(chǎn)5.31%。

2.2.2生產(chǎn)試驗中的產(chǎn)量表現(xiàn)

油研998在貴州省2016年5個點的生產(chǎn)試驗中，產(chǎn)量比油研50有2個點增產(chǎn)，3個點減產(chǎn)，平均產(chǎn)量達(dá)131.37 kg·(667 m2)-1，比油研50減產(chǎn)1.06% ，產(chǎn)油量比油研50有3個點增產(chǎn)，2個點減產(chǎn)，平均產(chǎn)油量達(dá)57.61 kg·(667 m2)-1，比油研50增產(chǎn)8.31%；產(chǎn)量比生產(chǎn)試驗同組平均產(chǎn)量增產(chǎn)的有4個點，1個點減產(chǎn)，比同組平均產(chǎn)量增產(chǎn)5.01%，產(chǎn)油量比生產(chǎn)試驗同組平均產(chǎn)量全部試點均增產(chǎn)，平均增產(chǎn)10.46%。

2.3 品質(zhì)表現(xiàn)

油研998經(jīng)送樣到農(nóng)業(yè)部油料檢測中心分析，商品種子的含油率為43.92%(表7)，列生產(chǎn)試驗所有品種含油量第一位，比油研50含油量高2.76個百分點，比同組生產(chǎn)試驗平均含油量高2.8個百分點； 硫甙含量分別為26.25μmol·g-1， 種子芥酸含量平均為0.5% ，蛋白質(zhì)含量為26.25%，油分蛋白總量達(dá)70.17%，比其它品種高2～3個百分點。

3 品種栽培技術(shù)要點

3.1 播 期

9月中旬育苗,10月中、下旬移栽；直播9月下旬至10月中旬。

表7 油研998在貴州省區(qū)試中的品質(zhì)表現(xiàn)

品種芥酸/%硫甙/(μmol·g-1)含油率/%蛋白含量/%油分蛋白總量/%油研9980.527.7543.9226.2570.17油研50(ck)0.523.9541.1625.8267.08其它品種平均0.6325.6641.1226.9968.11

3.2 密 度

移栽密度為6 000～8 000株·(667 m2)-1，直播密度10 000～12 000株·(667 m2)-1，若采用機(jī)播機(jī)收的高密度栽培技術(shù)，可提高到2.5萬株·(667 m2)-1以上。

3.3 科學(xué)施肥

為發(fā)揮品種增產(chǎn)潛力，要少施氮肥，增施磷、鉀、硼肥，實行配方施肥，有機(jī)肥與無機(jī)肥結(jié)合施。底肥：整地時施腐熟的農(nóng)家肥1 500～2 000 kg·(667 m2)-1，氮肥5～10 kg·(667 m2)-1，磷肥40～50 kg·(667 m2)-1，硼砂0.5～1 kg·(667 m2)-1或施15∶15∶15的復(fù)合肥50 kg·(667 m2)-1。追肥：整個生育期根據(jù)油菜的需肥特點及長勢來進(jìn)行，第1次于苗期結(jié)合灌水追施，每667 m2追施尿素10～15 kg；第2次于薷薹期，追施尿素5～10 kg。

特別強(qiáng)調(diào)施用硼肥,用硼砂0.5～0.8 kg·(667 m2)-1作基肥溝施或兌水(結(jié)合追肥)作追肥,亦可用0.3%硼砂水溶液在苗期、薹花期作根外追肥，常年結(jié)實差的缺硼土壤，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)根外追肥的應(yīng)用。

3.4 加強(qiáng)病蟲害、草害防治

病、蟲、草害防治要堅持預(yù)防為，綜合防治的原則，開好三溝，降低田間濕度。苗期防治跳甲、潛葉蠅、菜青蟲等，用菊酯類農(nóng)藥為主；中后期主要防治蚜蟲和菌核病，主要用吡蟲淋和50%多菌靈進(jìn)行防治。

對于草害，中耕除草結(jié)合化學(xué)除草進(jìn)行，在播種或移栽前用乙草胺進(jìn)行防除。

4 品種親本繁殖及制種技術(shù)要點

4.1 純合不育系和臨保系的親本整理與繁殖

在品種親本選擇定型的基礎(chǔ)上，通過規(guī)定的相應(yīng)程序整理選擇高質(zhì)量的一級親本純合不育系和臨保系原原種入庫長期低溫、低濕長期保存，其中臨保系純度要求達(dá)100%，純合不育系達(dá)99.5%，種子量分別達(dá)10 kg和2 kg以上。每年從中提取部分種子進(jìn)行全不育制種 。其親本不允許繁殖第二代。

4.2 用純合不育系和臨保系進(jìn)行全不育制種

嚴(yán)格選擇制種隔離區(qū)，臨保系與純合不育系按1∶2行比移栽，菜苗開盤期嚴(yán)格拔除異型株，初花前嚴(yán)格即時徹底拔除純合不育系中的可育株，收獲時父、母本單收單打、單藏 ,制種的不育株率要求達(dá)95%以上。

4.3 品種的商品種子制種生產(chǎn)

嚴(yán)格選擇制種隔離區(qū)，恢復(fù)系與全不育系按1∶4行比移栽，初花前即時拔除全不育系中少量可育株。

父本須采取偏施N肥增強(qiáng)長勢，薹期隔行打薹延長花期。