专利名称：一种选育油菜显性细胞核雄性不育临保系同源的纯合型不育系的方法
技术领域：
本发明属于油菜显性细胞核雄性不育杂种优势利用的不育系选育技术领域。具体涉及复等位基因遗传模式下，与临保系同源的纯合型不育系的选育方法。
背景技术：
杂种优势利用是提高产量、增强抗逆性、缓解产量与品质矛盾的重要途径。对于有性生殖作物来说，高效授粉控制系统的构建是杂种优势利用最为关键的一环。目前油菜杂种优势利用的主要途径有化学杀雄、自交不亲和、雄性不育等，其中雄性不育又包括质不育、隐性核不育和显性核不育以及转基因雄性不育等。甘蓝型油菜显性核不育除应用于轮回选择外，还直接用于授粉控制系统的构建。李树林等(1986)通过对显性核不育遗传的深入研究，得出宜3A等显性核不育受两对显性基因控制的结论，并提出杂优利用的三系途径。我们通过对609AB的深入研究，证实该不育系属纯合型不育系并且符合一对复等位基因遗传模式。在一个基因位点有三个等位基因形态，显性不育基因Ms，显性等位恢复基因Mf和隐性等位基因ms，Ms对ms显性，而Mf能抑制Ms表达，从而恢复可育。三个等位基因共有6种组合方式，其中有两种不育基因型MsMs和Msms，前者是纯合型不育基因型，后者是杂合型不育基因型。另外有三种自交没有不育株分离的基因型MfMf、msMf和msms，MfMf可作恢复系，msms与MsMs杂交产生全不育群体，称为临保系。还有一种自交有育性分离的可育株基因型是MsMf，自交后代有可育对不育的3∶1分离。这一遗传模式也可按三系途径进行杂优利用(图1)。纯合型不育系中，不育株的基因型MsMs，可育株的基因型MsMf，兄妹交保持，后代仍是这两个基因型，直接利用这种不育系制种，需拔除一半的可育株，不仅费时费力，而且降低制种产量，提高制种成本。如果选一临保系与其杂交生产全不育群体，再利用全不育系制种，虽然提高了制种产量，降低了制种成本，但全不育系已是杂种一代，再与恢复系杂交就成为三交种，其一致性和优势潜力发挥都受到影响，原因是临保系与纯合型不育系不同源，因此培育临保系同源的纯合型不育系是利用这种雄性不育资源的关键。选临保系与纯合型不育系杂交回交，得到的是杂合型不育系，选临保系与恢复系杂交回交，也无法得到纯合型不育系。临保系同源的纯合型不育系选育，既要把不育基因与恢复基因聚合在一起，又要置换成临保系的核背景。目前杨光圣等提出了基于两对显性基因遗传模式的分子标记辅助选育方法，先将临保系转育为杂合型不育系和临保系为核背景的恢复基因供体，随后将两者杂交，聚合不育基因与恢复基因，筛选目标基因型自交，然后兄妹交保持。虽然这一技术也适应于复等位基因遗传模式下的临保系同源的纯合型不育系培育，但需分子分析实验条件，而且研究表明核背景对显性核不育的育性稳定性表现有影响，最后聚合不育基因与恢复基因的过程，未必能消除核背景可能带来的影响。本发明基于复等位基因遗传模式，提出一种简单实用的选育技术途径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单实用的选育临保系同源的纯合型不育系的技术方法。通过鉴别筛选恢复基因与不育基因等位的恢复系，将临保系转育为杂合型不育系的同时，聚合不育基因与等位恢复基因，逐步引入临保系核背景并消除背景基因对育性表现的影响，培育临保系同源的纯合型不育系。
本发明通过以下技术方案实现根据复等位基因遗传模式，筛选与不育基因等位的恢复系，将临保系转育为杂合型不育系的同时，在临保系核背景的基础上聚合不育基因和等位恢复基因，培育与临保系同源的纯合型不育系。
1.筛选恢复基因与不育基因等位的恢复系恢复系与纯合型不育系(609A)杂交，F1与临保系测交，测交后代育性1∶1分离群体所对应的恢复系，其恢复基因与不育基因等位。
2.将临保系转育为杂合型不育系选择临保系与显性核不育系杂交，后代选不育株与临保系连续回交，得到临保系同源的杂合型不育系。
3.培育等位恢复基因供体群体在临保系转育为杂合型不育系的前两个世代，选恢复系与临保系杂交，F1与临保系回交，将供体群体的大部分核背景替换为临保系的核背景。
4.聚合不育基因与等位恢复基因，培育临保系同源的纯合型不育系。
在杂合型不育系转育的后续过程中，同时进行以下步骤，将等位恢复基因与不育基因聚合在一起(1)在等位恢复基因供体群体中，选择7株以上与转育的杂合型不育系杂交，杂交后代有两种分离比例，一是1∶1，为msms基因型与不育株Msms杂交结果，不存在恢复基因，将其淘汰；另一分离比例是3∶1，即四分之一单株为雄性不育株，为msMf基因型与不育株Msms的杂交后代，有3个可育基因型(MsMf、msMf、msms)和1个不育基因型(Msms)，其中可育株MsMf自交有育性分离。从后代选可育株自交，同时取花粉与杂合型不育系杂交。
(2)自交后代有育性分离的单株基因型为MsMf，筛选对应单株与杂合型不育系不育株杂交后代群体，从中选可育株自交，同时与杂合型不育系的不育株杂交。
(3)重复步骤(2)2-3次，然后从自交有育性分离的后代群体中，选择不育株与可育株兄妹交。
(4)选择兄妹交1∶1分离的群体(MsMs+MsMf)，即为临保系同源的纯合型不育系。
本发明的积极效果在于1.基于复等位基因遗传模式下，提供一个油菜显性细胞核雄性不育临保系同源的纯合型不育系选育的技术方案。这种基于连续回交的定向选育过程有利于消除温度敏感等不利背景基因的影响。
2.转育过程简单，操作容易，无需去雄，只需套袋自交、剥蕾或套袋授粉。目标基因型容易鉴别，因复等位基因遗传模式下，拥有不育基因的可育株的基因型仅有一种即MsMf，每次与杂合型不育株(Msms)杂交，后代可育株有两种基因型MsMf和msMf，只需观察套袋自交后代群体育性表现，就可准确对基因型作出判别，决选对应的杂交后代群体。
图1表示复等位基因遗传模式下显性核不育的三系化杂种生产模式；图2表示复等位基因遗传模式下临保系同源的纯合型不育系的选育技术流程。
具体实施例方式
实施例1下面以D5226纯合型不育系的选育为例，说明临保系同源的纯合型不育系的选育过程1.恢复系的筛选GS2486与609A杂交，F1育性恢复；F1与临保系测交，后代1∶1分离，表明该恢复系的恢复基因与不育基因等位。
2.杂合型不育系的转育选择双低亲本GS2487与609A杂交，F1整个群体不育，表明GS2487为临保系，随后连续回交4代，将其转育为同源的杂合型不育系D5008。
3.等位恢复基因供体群体的培育恢复系GS2486与609A杂交，F1与临保系GS2487的测交后代(msMf+msms)作为等位恢复基因的供体。
4.聚合不育基因与恢复基因，培育临保系同源的纯合型不育系在杂合型不育系D5008转育的同时，从等位恢复基因供体群体中筛选可育株与转育的杂合型不育系杂交，从杂交后代筛选可育株自交并与转育的杂合型不育系回交，根据自交、杂交和回交后代的育性分离比例，筛选目标可育株及对应的回交群体，重复回交4次(图2)，最后筛选自交有育性分离的后代群体，选择不育株与可育株兄妹交，获得分离比例为1∶1的株系，得到临保系GS2487同源的纯合型不育系D5226。
实施例21.恢复系的鉴别筛选同实施例12.杂合型不育系的转育同实施例13.恢复系供体群体的培育恢复系GS2486(MfMf)与临保系GS2487(msms)杂交，而后与临保系回交，以回交群体(msms+msMf)作为等位恢复基因的供体。
4.聚合不育基因与恢复基因同实施例1。
实施例31.恢复系的鉴别筛选609AB中，可育株(609B)的恢复基因与不育基因等位，因609B与临保系杂交而后选可育株与临保系的回交群体中没有育性分离。
2.杂合型不育系的转育同实施例1。
3.恢复系供体群体的培育609B(MsMf)与临保系(msms)杂交，从后代选可育株(msMf)与临保系回交，以回交群体(msms+msMf)作为等位恢复基因的供体。
4.聚合不育基因与恢复基因同实施例1。
权利要求
1.一种选育油菜显性细胞核雄性不育临保系同源的纯合型不育系的方法，其特征在于鉴别恢复基因与不育基因等位的恢复系，在聚合不育基因与等位恢复基因的同时，引入临保系核背景，培育与临保系同源的纯合型不育系。
2.根据权利要求1所述选育油菜显性细胞核雄性不育临保系同源的纯合型不育系的方法，其特征在于通过杂交与回交将临保系转育为杂合型不育系，同时引入与不育基因等位的恢复基因，在临保系核背景的基础上聚合不育基因和等位恢复基因，培育与临保系同源的纯合型不育系，其具体步骤如下(1)筛选恢复基因与不育基因等位的恢复系恢复系与显性纯合型不育系杂交，F1与临保系测交，选择测交后代育性1∶1分离对应的恢复系，其恢复基因与不育基因等位；(2)将临保系转育为杂合型不育系选择临保系与显性核不育系杂交，后代选不育株与临保系连续回交；(3)培育等位恢复基因供体群体在实施步骤(2)即临保系转育为杂合型不育系的前两个世代，临保系与恢复系杂交，F1与临保系回交；(4)聚合不育基因与等位恢复基因从等位恢复基因供体群体中选7株以上与杂合型不育系中的不育株杂交；(5)在步骤(4)所得的杂交后代中，从分离比例为3∶1的群体内选择可育株自交并与杂合型不育系中的不育株杂交；(6)选择步骤(5)可育单株自交有育性分离的对应杂交后代群体，从中选可育株自交并与杂合型不育系中的不育株杂交；(7)重复步骤(6)2-3次；从步骤(6)得到的育性有分离的自交后代群体中，选不育株与可育株做兄妹交；(8)从步骤(7)所得兄妹交群体中，选择育性1∶1分离的兄妹交群体，所得为纯合型不育系，并与临保系同源，通过兄妹交保持。
3.根据权利要求2所述选育油菜显性细胞核雄性不育临保系同源的纯合型不育系的方法，其特征在于引入的等位恢复基因除恢复系外，还包括纯合型不育系可育株的恢复基因和恢复系与临保系的杂交F1；将引入对象与杂合型不育系杂交，步骤(7)中增加重复步骤(6)的次数1-2次。
全文摘要
本发明公开了一种油菜显性细胞核雄性不育临保系同源的纯合型不育系的选育技术方法。通过鉴别筛选恢复基因与不育基因等位的恢复系，在聚合不育基因与等位恢复基因的同时，引入临保系核背景，培育与临保系同源的纯合型不育系。本发明基于连续回交的定向选育过程有利于消除温度敏感等不利背景基因的影响，转育过程简单实用，操作容易，无需去雄，只需套袋自交、剥蕾或套袋授粉。
文档编号A01H1/04GK101057553SQ20071005147
公开日2007年10月24日 申请日期2007年1月31日 优先权日2007年1月31日
发明者宋来强, 傅廷栋, 邹晓芬 申请人:江西省农业科学院旱作物研究所, 傅廷栋