專利名稱：：甜椒雄性不育恢復(fù)系人工轉(zhuǎn)育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及辣椒制種。技術(shù)背景辣椒是重要的蔬菜作物，世界各地均有栽培。目前我國每年辣椒播種面積130萬公頃左右，產(chǎn)量2700萬噸，約占世界辣椒總產(chǎn)量的46%，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值270億元。辣椒產(chǎn)品出口已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)作物重要的出口創(chuàng)匯增長點(diǎn)之一，辣椒產(chǎn)品出口量約占世界總交易量的三分之一，出口量世界第一。在我國所有的栽培辣椒品種中，通過辣椒X甜椒培育的中間型辣椒，約占整個(gè)辣椒栽培面積的30%，即栽培面積約為40萬公頃。辣椒是常異花授粉作物，天然雜交率在4-20%，雜種優(yōu)勢可達(dá)30-150%，優(yōu)勢十分明顯。我國目前使用的辣椒品種雜交化率還不足50%。國內(nèi)辣椒的雜交制種技術(shù)全部采用人工去雄授粉和做標(biāo)記，制種過程中要花費(fèi)大量的勞動(dòng)力。隨著用工價(jià)格的迅速增加，辣椒制種價(jià)格一路攀升，嚴(yán)重制約了雜交種子的生產(chǎn)。目前國際上辣椒制種除韓國少數(shù)品種采用三系和我國遼寧沈陽農(nóng)科院采用二用系制種外，我國的二用系制種面積不到0.5%。辣椒的雜交制種技術(shù)大多采用人工去雄授粉，即通過先將母本花朵進(jìn)行人工去雄，然后將父本花粉授在母本去雄的柱頭上，生產(chǎn)雜交種子。因?yàn)槔苯肥谴菩弁晖?，首先要對母本沒有開放的花進(jìn)行去雄，加之辣椒多是假二杈分枝作物，每一個(gè)植株要產(chǎn)生100-1200個(gè)花左右，因此去雄授粉后必須做標(biāo)記，否則難以辨別授粉雜交單果和非雜交單果，產(chǎn)生假雜種。因而辣椒制種過程中要花費(fèi)大量的勞動(dòng)力，根據(jù)我們的測算，每公頃制種的人工去雄、授粉和做雜交標(biāo)記的用工量高達(dá)7500個(gè)工作日。近兩年制種人工成本增加1倍以上，因而雜交生產(chǎn)成本直線上升，嚴(yán)重制約了雜交種子的生產(chǎn)。加之辣椒花器官小，人工去雄后，柱頭全部暴露在外面，對柱頭的影響較大，結(jié)果率下降可達(dá)15-180%，產(chǎn)量明顯減少，同時(shí)還容易接受周圍植株上自然開花的植株或本株花粉，產(chǎn)生假雜種。辣椒的雄性不育三系的研究國內(nèi)外均有報(bào)道，且生產(chǎn)上有實(shí)現(xiàn)了尖椒類的三系配套的先例，但這種恢復(fù)系都是通過在自然界中找到的，不僅不多，且這些辣椒恢復(fù)系都是生長弱，商品價(jià)值不大的資源，所以不育系必須是生長強(qiáng)的晚熟類辣椒品種。而辣椒栽培中大量采用的辣椒X甜椒中間類型品種，尚沒有采用三系制種的報(bào)道，也就是說國內(nèi)外都沒有實(shí)現(xiàn)甜椒作父本實(shí)現(xiàn)三系配套制種。其中的原因主要是辣椒育性研究中甜椒作為恢復(fù)系，尚沒有轉(zhuǎn)育成功的先例。
發(fā)明內(nèi)容為了提高制種成本、提高制種質(zhì)量和種子產(chǎn)量，本發(fā)明提供一種甜椒雄性不育恢復(fù)系人工轉(zhuǎn)育方法。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下本發(fā)明采用韓國種用雄性不育技術(shù)培育的雜交品種CHAMPION,通過與上海茄門甜椒經(jīng)多代選育的株系93-27-11雜交，韓國品種CHAMPION的基因表現(xiàn)為SMsms，選具有可恢復(fù)的后代與上海茄門甜椒93-27-11連續(xù)回交4代，回交過程中，始終選農(nóng)藝性狀更接近上海茄門甜椒93-27-11的可充單株，所選育植株始終保證50%恢復(fù)基因(SMsms);以保證最終轉(zhuǎn)育的可恢復(fù)系甜椒與上海茄門甜椒93-27-11相同或相近。通過上海茄門甜椒93-27-11與可育株連續(xù)4代回交后，接下來再進(jìn)行單株自交，單株自交同時(shí)，利用單株與不育株雜交，選后代恢復(fù)率更高的2-3個(gè)單株連續(xù)自交，連續(xù)進(jìn)行4代回自交，發(fā)現(xiàn)有后代具有100%的自交單株，最終命名為甜椒恢復(fù)系93-27-llC(SMSMS)，甜椒恢復(fù)系93-27-11C連續(xù)嚴(yán)格擴(kuò)繁后3代仍沒有發(fā)現(xiàn)不育株，說明該恢復(fù)系已穩(wěn)定。上海茄門甜椒93-27-11是通過多代人工轉(zhuǎn)育的甜椒恢復(fù)系，也是生產(chǎn)上采用制種使用的甜椒恢復(fù)系。具體的轉(zhuǎn)育路線如下韓國不育系制種FlX上海茄門甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)I農(nóng)藝性狀50%P，50%可育Fl選可育株X上海茄門甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)4農(nóng)藝性狀75。/。P以上，50%可育F2選可育株X上海茄門甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)l農(nóng)藝性狀75。/。P以上，50%可育F3選可育株X上海茄門甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)I農(nóng)藝性狀87.5%P以上，50%可育F4選可育株X上海茄門甜椒93-27-11(SMsmsXNmsms)4農(nóng)藝性狀93%P以上，50%可育上海茄門甜椒93_27-11選可育株(8)(SMsms(8))l農(nóng)藝性狀95。/。P以上，85%以上可育，測交選下代選可育單株上海茄門甜椒93-27-11選可育株0(SMsMs或少量SMsms(8))l農(nóng)藝性狀98。/。P以上，95%以上可育，測交選下代選可育單株上海茄門甜椒93-27-11選可育株0(SMsMs或少量SMsms②)l農(nóng)藝性狀99。/。P以上，99%以上可育，測交選下代選可育單株上海茄門甜椒93-27-11選可育株(8)(SMsMs或極少SMsmsg))I完成甜椒恢復(fù)系轉(zhuǎn)育，99.8%以上可育甜椒恢復(fù)系93-27-llC(SMsMs)上述路線中P為93-27-11;Fl為韓國品種CHAMPION作回交親本。這一發(fā)明的核心是首次把韓國利用三系制種CHAMPION品種恢復(fù)系的恢復(fù)基因轉(zhuǎn)到甜椒中，因而獲得甜椒恢復(fù)系。通過這種途徑也可以把恢復(fù)基因轉(zhuǎn)育到其它辣椒品種中，因?yàn)槟壳矮@得的辣椒恢復(fù)系都是生長弱，商品價(jià)值不大的資源，所以不育系必須是生長強(qiáng)的晚熟類辣椒，這嚴(yán)重制約了材料的選擇。而通過轉(zhuǎn)育獲得的恢復(fù)系，其性狀可通過需要進(jìn)行任意選擇。甜辣椒的育性遺傳假設(shè)根據(jù)生產(chǎn)上很多品種是辣椒作母本、甜椒作父本的中間型辣椒品種的實(shí)際，提出了轉(zhuǎn)育甜椒恢復(fù)系的設(shè)想，進(jìn)行了2年5季從事辣椒雄性不育轉(zhuǎn)育，根據(jù)大多辣椒和甜椒對轉(zhuǎn)育的韓國不育源多表現(xiàn)不育的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合遺傳理論，只有Smsms類型表現(xiàn)不育，SMsms，SMsMs，NSMsMs，NMsms和Nmsms均表現(xiàn)可育。本發(fā)明人的假設(shè)為相對于該韓國不育源及我們目前所發(fā)現(xiàn)的辣椒不育源，所有甜椒均為細(xì)胞核不育(S)，細(xì)胞質(zhì)可育(N)，辣椒細(xì)胞核大多數(shù)不育，細(xì)胞質(zhì)可育(N)。而韓國不育系辣椒中，細(xì)胞質(zhì)也不育(S)，因而表現(xiàn)出不育(Smsms)。轉(zhuǎn)育過程基于上述假設(shè)，在國內(nèi)外尚沒有理論依據(jù)的情況下，根據(jù)假設(shè)開始實(shí)施甜椒恢復(fù)系轉(zhuǎn)育工作。利用韓國不育系制種的R，測配6份甜椒，后代均出現(xiàn)50%左右的可育株，經(jīng)卡方檢測符合l:l的育性分離標(biāo)準(zhǔn)。為了減少工作量，加快甜椒性狀轉(zhuǎn)育速度，選擇茄門甜椒經(jīng)多代選擇，且綜合性狀突出上海茄門甜椒經(jīng)多代選育的株系93-27-11的進(jìn)行轉(zhuǎn)育，采用上海茄門甜椒93-27-11測交甜椒后代作重點(diǎn)回交，加大種植株數(shù)，選后代更接近上海茄門甜椒93-27-11植株及果實(shí)性狀，并利用后代可育的植株連續(xù)回交4代后，再連續(xù)自交4代，自交同時(shí)，利用可育單株對不育株測配，選性狀果實(shí)等與上海茄門甜椒93-27-11更接近和測配后代恢復(fù)率更高的單株。通過連續(xù)8代轉(zhuǎn)育，獲得了甜椒恢復(fù)系93-27-llC。甜椒恢復(fù)系93-27-llC的選育成功，是國內(nèi)外第一個(gè)能夠應(yīng)用于生產(chǎn)的甜椒恢復(fù)系，同時(shí)也為國內(nèi)外的甜椒恢復(fù)系轉(zhuǎn)育提供了一套有參照價(jià)值的轉(zhuǎn)育路線，它同樣能夠在辣椒轉(zhuǎn)育中實(shí)施。它是在一種假設(shè)的前提下完成的，也證明這一假說成立，因而具有極其重要的實(shí)踐意義。它可對任何辣椒或甜椒進(jìn)行轉(zhuǎn)育。本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面1、解決了甜椒恢復(fù)系，實(shí)現(xiàn)了甜椒恢復(fù)系的突破，并可在任何甜椒或辣椒中應(yīng)用，獲得甜椒或辣椒恢復(fù)系。2、首次解決了辣椒制種中的辣椒X甜椒類型的三系制種難題。3、大幅度降低了辣椒制種的成本，下降幅度高達(dá)58%。按照目前制種成本400元/公斤計(jì)算，如果我國能全部采用本發(fā)明三系制種，每公頃需0.5公斤，40萬公頃20萬公斤，40萬公斤可節(jié)約成本4640萬元。4、種子產(chǎn)量可提高41.7%。由于不去雄而不影響子房，制種的產(chǎn)量及穩(wěn)定性也得到了大幅提高。5、種子質(zhì)量有較大提高，純度從96.4%,提高到100%，每公頃增產(chǎn)2700元的收入，有些地區(qū)提高的幅度更大。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。實(shí)施例通過韓國三系制種品種CHAMPION,基因表現(xiàn)為SMsms，與上海茄門甜椒93-27-11雜交，利用CHAMPION中父本中的恢復(fù)基因，按理論計(jì)算，應(yīng)該具有25%的恢復(fù)基因，50%可育，選后代可育株，淘汰不育株，即50%恢復(fù)基因。始終選可育株，并在性狀上最接近上海茄門甜椒93-27-11單株，再連續(xù)作4代，保證所選育植株始終保證50%恢復(fù)基因。這是第一步，在保證有50%恢復(fù)基因的前提下，確保轉(zhuǎn)育植株更像93-27-11?；亟坏哪康?，是提高恢復(fù)基因，以便最終能達(dá)到100%的可育，即基因型為SMsMs，通過4代回交，并結(jié)合測交，始終選最高可育株后代，也就是說選基因型為SMsMs最高的單株，即可達(dá)到目標(biāo)，這是第二步。具體轉(zhuǎn)育路線如下韓國不育系制種F1(CHAMPION)X上海茄門甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)I(農(nóng)藝性狀50。/。P，50%可育)Fl選可育株X上海茄門甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)I(農(nóng)藝性狀75。/。P以上，50%可育)F2選可育株X上海茄門甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)I(農(nóng)藝性狀75。/。P以上，50%可育)F3選可育株X上海茄門甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)I(農(nóng)藝性狀87.5。/。P以上，50%可育)F4選可育株X上海茄門甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)I(農(nóng)藝性狀93。/。P以上，50%可育)上海茄門甜椒93-27-11選可育株0(SMsms(8))4(農(nóng)藝性狀95y。P以上，85%以上可育，測交選下代選可育單株)上海茄門甜椒93-27-11選可育株(8)(SMsMs或少量SMsms(8))1(農(nóng)藝性狀98%P以上，95%以上可育，測交選下代選可育單株)上海茄門甜椒93-27-11選可育株(S(SMsMs或少量SMsms(8))1(農(nóng)藝性狀99%P以上，99%以上可育，測交選下代選可育單株)上海茄門甜椒93-27-11選可育株(8)(SMsMs或極少SMsms)j(完成甜椒恢復(fù)系轉(zhuǎn)育，99.8%以上可育)甜椒恢復(fù)系93-27-llC(SMsMs)(①假定上海茄門甜椒93-27-11為P;⑦利用韓國作回交親本F1，直接獲得恢復(fù)基因；G)回交過程中農(nóng)藝性狀在實(shí)際人工選擇中要比理論數(shù)據(jù)高；④上海茄門甜椒93-27-11細(xì)胞質(zhì)SMsMs類型，與原NMsMs不同)。下表為三系制種在小面積試驗(yàn)上的表現(xiàn)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>甜椒恢復(fù)系后代的應(yīng)用利用轉(zhuǎn)育獲得的恢復(fù)系與已轉(zhuǎn)育甜椒或辣椒不育系雜交，可以獲得完全可育的辣X甜類型或甜X甜類型的雜交一代。筆者通過篩選，并獲得了完全可育的辣X甜類型Fi代江淮四號，并已在生產(chǎn)上采用。利用甜椒恢復(fù)系93-27-llC配制的組合，如93-35AX93-27-llC、92-32AX93-27-11C、98-09AX93-27-11C均是辣椒作母本的不育系，與甜椒恢復(fù)系93-27-llC甜椒作父本的辣椒配甜椒組合，后代均表現(xiàn)可育。此外，我國最近幾年分別采用甜椒恢復(fù)系93-27-11C與廣州蔬菜研究所的不育源、四川川椒種業(yè)有限公司的不育源雜交，均獲得完全可育雜交一代，說明甜椒恢復(fù)系93-27-11C相對與其它不育源具有同樣的恢復(fù)性，此現(xiàn)象同時(shí)又證明上述的辣(甜)椒育性假說成立。權(quán)利要求1、甜椒雄性不育恢復(fù)系人工轉(zhuǎn)育方法，其特征在于A、取韓國種用雄性不育技術(shù)培育的品種CHAMPION與上海茄門甜椒93-27-11雜交，韓國品種CHAMPION的基因表現(xiàn)為SMsms，選具有可恢復(fù)的后代與上海茄門甜椒93-27-11連續(xù)回交4代，回交過程中，選后代可育株，淘汰不育株，始終選可育株，并在農(nóng)藝性狀上選最接近上海茄門甜椒93-27-11單株，所選育植株始終保證50％恢復(fù)基因(SMsms)；B、將選取的可育株再進(jìn)行單株自交，單株自交同時(shí)，利用單株與不育株雜交，選后代恢復(fù)率更高的2-3個(gè)單株連續(xù)自交，連續(xù)進(jìn)行4代回自交，發(fā)現(xiàn)有后代具有100％的自交單株，最終得可育株甜椒恢復(fù)系93-27-11C(SMSMS)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的甜椒雄性不育恢復(fù)系人工轉(zhuǎn)育方法，其特征在于具體的轉(zhuǎn)育路線如下韓國不育系制種FlX上海茄門甜椒93-27-ll(SMsmsXNmsms)i農(nóng)藝性狀50%P，50%可育Fl選可育株X上海茄門甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)j農(nóng)藝性狀75%P以上，50%可育F2選可育株X上海茄門甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)f農(nóng)藝性狀75。/。P以上，50%可育F3選可育株X上海茄門甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)i農(nóng)藝性狀87.5%P以上，50%可育F4選可育株X上海茄門甜椒93-27-1l(SMsmsXNmsms)f農(nóng)藝性狀93%P以上，50%可育上海茄門甜椒93-27-11選可育株(8)(SMsms(8))(農(nóng)藝性狀95。/。P以上，85%以上可育，測交選下代選可育單株上海茄門甜椒93-27-11選可育株(8)(SMsMs或少量SMsms)4農(nóng)藝性狀98。/。P以上，95%以上可育，測交選下代選可育單株上海茄門甜椒93-27-11選可育株(8)(SMsMs或少量SMsms(8))4農(nóng)藝性狀99Q/。P以上，99%以上可育，測交選下代選可育單株上海茄門甜椒93-27-11選可育株g)(SMsMs或極少SMsms)I完成甜椒恢復(fù)系轉(zhuǎn)育，99.8%以上可育甜椒恢復(fù)系93-27-llC(SMsMs)上述路線中P為93-27-11;Fl為韓國品種CHAMPION作回交親本。全文摘要本發(fā)明涉及甜椒雄性不育恢復(fù)系人工轉(zhuǎn)育方法。本發(fā)明包括下述兩大步驟取韓國品種CHAMPION與上海茄門甜椒93-27-11雜交，選具有可恢復(fù)的后代與上海茄門甜椒93-27-11連續(xù)回交4代，回交過程中，選后代可育株，并在農(nóng)藝性狀上最接近上海茄門甜椒93-27-11單株，淘汰不育株；再進(jìn)行單株自交，利用單株與不育株雜交，選后代恢復(fù)率更高的2-3個(gè)單株連續(xù)4代自交，后代具有100％的自交單株為可育株甜椒恢復(fù)系93-27-11C。本發(fā)明方法可節(jié)約制種成本58％，種子產(chǎn)量可提高41.7％。由于不去雄而不影響子房，制種的產(chǎn)量及穩(wěn)定性也得到了大幅提高。制種純度提高到100％，每公頃增產(chǎn)2700元的收入。文檔編號A01H1/02GK101228842SQ20081001851公開日2008年7月30日申請日期2008年2月21日優(yōu)先權(quán)日2008年2月21日發(fā)明者戴祖云申請人:合肥江淮園藝研究所