專利名稱：一種以藍(lán)粒為標(biāo)記性狀的兩系法雜交小麥的選育方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及細(xì)胞遺傳、染色體工程、生物化學(xué)、麥類遺傳育種、隱性核不育基因在小麥雜種優(yōu)勢中的利用等領(lǐng)域，尤其涉及一種以藍(lán)粒為標(biāo)記性狀的兩系法雜交小麥的選育方法。
背景技術(shù)：
小麥?zhǔn)俏覈闹饕Z食作物之一，隨著耕地面積減少、人口增加，提高小麥單產(chǎn)勢在必行。雜種優(yōu)勢的利用則是提高小麥產(chǎn)量的重要途徑，而且小麥品種雜交化是種子工業(yè)發(fā)展的需要和必然趨勢。水稻、玉米、高粱等作物早已雜交化，相繼在生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用，大幅度提高了產(chǎn)量，使申請人把小麥育種的突破寄托在雜種優(yōu)勢利用上，不斷地探索小麥雜種優(yōu)勢利用的新途徑和新方法。小麥雜種優(yōu)勢利用研究經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，但由于系統(tǒng)的缺陷或不足而無法形成規(guī)模生產(chǎn)，至今仍然是一個(gè)世界性的難題。要攻克這一難題，建立切實(shí)可行的雜交小麥系統(tǒng)是關(guān)鍵。根據(jù)不育系生產(chǎn)方式，雜種小麥系統(tǒng)可分為四大類，核質(zhì)互作型(三系)、光溫敏(兩系)、核不育型(兩系)和化學(xué)殺雄。各類系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)闡述如下三系不育系選育始終落后于常規(guī)種選育3-5年，難于超越常規(guī)育種；兩次異交，風(fēng)險(xiǎn)大、制種成本高(桑偉、韓新年等，2005；柳迅生，2005)。此外，外源細(xì)胞質(zhì)還有許多不良影響①T型不育系種子癟瘦、易穗發(fā)芽、發(fā)芽率較低，恢復(fù)源少且恢復(fù)系農(nóng)藝性狀較差，恢復(fù)度穩(wěn)定性差，培育恢復(fù)系難度較大等；②V型和K型不育系及其組配的雜種都不同程度地產(chǎn)生單倍體，以至無法利用；③V型和K型不育系盡管較易篩選恢復(fù)系，但恢復(fù)度高而穩(wěn)的恢復(fù)系較少，特別是綜合性狀好、恢復(fù)度能穩(wěn)定在80％(國際法)以上的恢復(fù)系極少。這些缺陷制約著三系雜種小麥在生產(chǎn)上的大面積推廣應(yīng)用。
光溫敏兩用系受光照和溫度的影響，當(dāng)其表現(xiàn)出雄性不育時(shí)，可用來制種；當(dāng)其自交結(jié)實(shí)時(shí)，可繁殖不育系。很顯然，兩系雜交小麥優(yōu)于三系雜交小麥，其繁殖過程簡單、配組自由、易選出強(qiáng)優(yōu)勢組合、制種成本低，但由于自然界氣溫的變化無常，導(dǎo)致兩用系在生產(chǎn)上應(yīng)用的范圍比較窄，只能在特殊的地區(qū)、特定的播種時(shí)期內(nèi)進(jìn)行制種，仍存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)(桑偉、韓新年等，2005；柳迅生，2005)，而且兩用系的選育需在兩種不同的生態(tài)環(huán)境下同時(shí)進(jìn)行，自交結(jié)實(shí)率不高，在選育過程中必須套袋，也給兩用系的選育造成許多麻煩。主要的光溫敏不育系統(tǒng)有重慶作物所選育的C49S系列(龐啟華、黃光永等，1999)、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)選育的ES系列(王豐青、何覺民等，2004)和西北農(nóng)林科技大學(xué)的A3314(宋喜悅、何蓓如等，2005)等，所制小麥雜交種在湖南等地已有一定面積推廣應(yīng)用。
自XYZ體系(Driscoll，1972)設(shè)計(jì)出后，我國西北植物研究所創(chuàng)制出與XYZ體系相似的藍(lán)標(biāo)型核不育體系(黃壽松、李萬隆等，1991)，解決了核不育缺乏穩(wěn)定保持系的困難。但其淺藍(lán)粒兩用系自交結(jié)實(shí)不理想，小于60％。隨后又建立了與此相類似的VE型核不育體系(王鵬科、黃壽松等，1998)。周寬基、周文麟(1998)也報(bào)道了與藍(lán)標(biāo)型相似的4E·ms小麥核型不育雜交小麥系統(tǒng)，淺藍(lán)粒兩用系自交結(jié)實(shí)率(30-80％)有所提高，但出現(xiàn)白化苗、黃化苗等不良影響(劉忠祥、周寬基等，2004)。兩用系自交結(jié)實(shí)率不高，各代需套袋，這樣大大地增加了兩用系選育難度，使兩用系選育無法規(guī)?；?。
相對遺傳雄性不育，化學(xué)誘導(dǎo)雄性不育，直接可利用常規(guī)品種或品系選配出強(qiáng)優(yōu)勢組合。但也存在缺陷，例如化殺的效果與用藥量、處理時(shí)間及小麥的生長發(fā)育時(shí)期關(guān)系密切，如果用藥工具不夠精密，用藥不當(dāng)會(huì)造成殺雄不徹底或雌蕊活性降低，從而影響雜交種純度和制種產(chǎn)量?，F(xiàn)有化學(xué)殺雄劑的成本較高，雜交種藥劑使用費(fèi)在0.70元/kg左右，且效果不十分理想，仍然影響了雜種小麥的利用。理想的化學(xué)殺雄劑應(yīng)具備以下特點(diǎn)(張愛民、劉冬成等，2002)(1)能導(dǎo)致大多數(shù)品種完全或接近完全雄性不育，而不影響雌蕊的育性；(2)藥劑使用量及使用時(shí)限不嚴(yán)格；(3)與基因型和(或)環(huán)境的互作效應(yīng)小，且效果穩(wěn)定；(4)無殘毒、不污染環(huán)境和對人畜無毒害；(5)成本低而使用方法簡便。只有當(dāng)化學(xué)殺雄劑上述條件時(shí)，化殺雜種才能在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決小麥4B染色體上的隱性不育基因在雜種優(yōu)勢上的利用問題，建立一種以藍(lán)粒為標(biāo)記性狀的兩系法雜交小麥的選育方法(雜交種生產(chǎn)流程見圖1)，以便降低不育系選育和雜交種制種成本，提高雜交小麥的競爭力。該方法首先創(chuàng)建該兩系法雜交小麥系統(tǒng)的原始兩用系，即創(chuàng)建外源恢復(fù)基因與藍(lán)?；蜻B鎖的4thS.4AgL外源易位染色體并將其附加到4B染色體短臂上的隱性核不育基因(ms1b)的純合體中，然后建立新兩用系的選育方法，最后篩選強(qiáng)優(yōu)勢組合。在該方法中淺藍(lán)粒兩用系自交產(chǎn)生白粒(或紅粒)不育系種子(占66％)、淺藍(lán)粒種子(占30％)、深藍(lán)粒種子(占4％)，其中，白粒(或紅粒)不育系種子用于生產(chǎn)雜交種，淺藍(lán)粒種子用于不育系的再生產(chǎn)。由于該系統(tǒng)中的不育系可與任意普通小麥品種(系)雜交生產(chǎn)雜交種，因此淺藍(lán)粒兩用系的建立就標(biāo)志著該雜交小麥選育方法的成功構(gòu)建。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案具體包括下列步驟1)創(chuàng)建本系統(tǒng)中的原始淺藍(lán)粒兩用系，①4thS.4AgL外源附加易位染色體的創(chuàng)建通過染色體分帶方法及酒精脫氫酶電泳分析技術(shù)鑒定4BS.4AgL易位染色體和來源于一粒小麥Triticum thaoudar的4th染色體的小麥4B代換系4th″(N4B)，同時(shí)將位于小麥4B染色體短臂上的不育基因ms1b和矮稈基因Rht3通過基因重組連鎖在一起；再將不育基因ms1b與矮稈基因Rht3同時(shí)重組到4BS.4AgL易位染色體上，獲得藍(lán)粒矮稈不育株；藍(lán)粒矮稈不育株與4th染色體的小麥4B代換系4th″(N4B)雜交，獲得小麥的4th和攜帶ms1b和Rht3基因的4BS.4AgL染色體雙單體植株即F1代，經(jīng)自交得到F2代白?；蚣t粒、淺藍(lán)粒和深藍(lán)粒三種種子，只點(diǎn)播F2代深藍(lán)粒種子，由于不同源染色體之間發(fā)生易位的頻率極低，群體必須大，約10000株左右；對該F2代群體中所有高稈可育株編號并作為父本，分別與含“Probus”突變體的不育基因ms1b衍生系中的不育株雜交，只收獲具有淺藍(lán)粒種子雜交穗，種植雜種F1代淺藍(lán)粒種子，抽穗后套袋，入選全部單株可育的雜交組合，選留較好的單株，分揀出淺藍(lán)粒、白?；蚣t粒種子繼續(xù)種植，觀察育性；選留白?；蚣t粒種子長出的植株全部不育且相對應(yīng)的淺藍(lán)粒種子長出的植株全部可育的淺藍(lán)粒株系，收獲淺藍(lán)粒株系，其中淺藍(lán)粒株系含有所需的集外源恢復(fù)基因和藍(lán)?；?yàn)橐惑w的4thS.4AgL易位染色體；或者直接以4th和攜帶ms1b和Rht3基因的4BS.4AgL染色體雙單體植株為父本與含“Probus”突變體的不育基因ms1b衍生系中不含Rht3矮稈基因的不育株雜交，需要1000株左右的大群體，選留藍(lán)粒種子種植，對高稈可育株編號，再分別與含“Probus”突變體的不育基因ms1b衍生系中不含Rht3矮稈基因的不育株雜交，同樣選留藍(lán)粒種子種植，觀察育性，篩選出所有植株都可育的組合，即獲得含有4thS.4AgL易位染色體株系；②原始兩用系的篩選與鑒定將上述含4thS.4AgL易位染色體株系自交或繼續(xù)與含“Probus”突變體的不育基因ms1b衍生系中的不含Rht3矮稈基因不育株雜交后自交，從后代群體中入選藍(lán)粒比白?；蚣t粒為1∶2的單株，初步篩選出兩用系，再通過對花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂中期染色體配對情況鏡檢進(jìn)行確認(rèn)，從而獲得該雜交小麥系統(tǒng)的原始兩用系，即21 II(二價(jià)體)+I4ths.4AgL(單價(jià)體)；2)雜交小麥系統(tǒng)新兩用系選育方法(見圖2)方法一原始兩用系與優(yōu)良品系配制雜交組合，在F1代只選留藍(lán)粒種子種植，根據(jù)各組合的表現(xiàn)情況，決選優(yōu)良組合，從入選組合F2代籽粒中分揀出淺藍(lán)粒種子種植，選擇優(yōu)良單株。將F3代各株系中白?；蚣t粒和淺藍(lán)粒種子分別種植，各50株左右，入選并收獲白?；蚣t粒群體中有25％或100％的不育株且農(nóng)藝性狀好的淺藍(lán)粒株系，后者穩(wěn)定后即為兩用系。以此類推，直到株系穩(wěn)定、分離出的白?；蚣t粒群體全部不育為止；測試兩用系的產(chǎn)量并對其分離出的白?；蚣t粒種子進(jìn)行品質(zhì)分析、抗病性鑒定，以便獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的新兩用系；方法二選取不育系與常規(guī)優(yōu)良品系雜交的F2代群體中分離出的優(yōu)良不育株為母本與原始兩用系雜交，與方法一相同，F(xiàn)1及F2代選留優(yōu)良組合和優(yōu)良單株，F(xiàn)3以上篩選優(yōu)良的株系，但不同的是其余各代只種植淺藍(lán)粒種子直到需要不育系之時(shí)為止；該方法做雜交時(shí)不用去雄，適用于對強(qiáng)優(yōu)勢組合F2代群體中分離出的優(yōu)良不育株的利用。
本發(fā)明中所涉及的基因及外源染色體的來源1)ms1b不育基因來自“Probus”突變體；2)Rht3矮稈基因來自Nainari Rht3；3)帶有外源恢復(fù)基因的4th染色體來自一粒小麥Triticum thaoudar(＝Triticum boeoticum，2n＝2x＝14)；4)帶有藍(lán)?；虻?AgL-4Ag染色體的長臂來自Agropyron elongatum(2n＝10x＝70)。
與現(xiàn)有的其它雜交小麥系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1)不育系是由隱性單基因(ms1b)控制的，來源于“Probus”突變體，其純合體在不同生態(tài)條件下都表現(xiàn)100％不育，對農(nóng)藝性狀等沒有不良影響；2)兩用系的選育方法簡單，不滯后于常規(guī)品種選育，自交結(jié)實(shí)正常，通過自交可生產(chǎn)約66％的白粒不育系、30％的淺藍(lán)粒兩用系和4％深藍(lán)粒種子(可做糧食等)，故不育系繁殖系數(shù)大，成本低，風(fēng)險(xiǎn)小，其中具有藍(lán)?；蚝屯庠椿謴?fù)基因的4thS.4AgL附加染色體未發(fā)現(xiàn)不良影響；3)不育系與所有普通小麥品種、品系所配雜交種均正常結(jié)實(shí)，不存在找恢復(fù)系難的問題，雜交種中不含外源成分(除非有意導(dǎo)入)可避免不良基因的影響，而且還可將有益的外源細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)育到不育系中來增強(qiáng)雜種優(yōu)勢；4)本系統(tǒng)適用于各種不同小麥生態(tài)區(qū)。


圖1是利用本發(fā)明一以藍(lán)粒為標(biāo)記性狀的兩系法雜交小麥系統(tǒng)雜交種生產(chǎn)流程圖；其中白粒或紅粒不育系、優(yōu)良品種(系)和雜交種的染色體構(gòu)型均為21對小麥染色體(21 II)，淺藍(lán)粒兩用系為21對小麥染色體+1條外源易位染色體(21 II+I4thS.4AgL)，深藍(lán)粒種子為21對小麥染色體+1對外源易位染色體(21 II+II4thS.4AgL)；圖2是兩用系的2種選育方法流程圖；圖3是強(qiáng)優(yōu)勢組合(雜交種)的選育流程圖。
為了更清楚地理解本發(fā)明，以下結(jié)合發(fā)明人給出的具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
以下是發(fā)明人給出的
具體實(shí)施例方式ms-Rht3基因連鎖的建立對94.18.26(基因型為ms-rht3/Ms-Rht3，其中ms不育基因即ms1b來自“Probus”突變體，Rht3矮稈基因來自Nainari Rht3)自交后代的116個(gè)單株盆栽于溫室，由于Rht3基因?qū)Τ嗝顾岵幻舾校试诿缙谟?0ppm赤霉酸(GA3)處理，然后將幼苗按高矮分類并移栽到大田，抽穗后株高調(diào)查結(jié)果與苗期分類一致。在29株高稈(80～95cm)群體中，不育株率為93.1％，60株半矮稈(60～65cm)群體中，不育株率為1.7％即2株不育，27株矮稈(40～45cm)群體中，不育株率為0％。以這2株中稈不育株為母本與澳大利亞小麥品種Cunningham雜交，F(xiàn)1代將出現(xiàn)兩種基因型，即ms-Rht3/Ms-rht3(半矮稈)和ms-rht3/Ms-rht3(高稈)?？蓮囊院蟾鞔冀K選擇半矮稈植株(ms-Rht3/Ms-rht3)，可以源源不斷地獲得矮稈不育株(ms-Rht3/ms-Rht3)，出現(xiàn)幾率為25％。同理，94.18.26后代群體中半矮稈植株(ms-rht3/Ms-Rht3)可以源源不斷地獲得高稈不育株(ms-rht3/ms-rht3)。這兩種不同連鎖類型的不育株為該系統(tǒng)創(chuàng)建的基礎(chǔ)材料。并將不育基因轉(zhuǎn)育到植9030、周88114、9697、陜213、陜354、陜167、陜253等中國優(yōu)良品系中去。
4BS.4AgL(ms-Rht3)易位染色體的建立利用所獲得的矮稈不育株(ms-Rht3/ms-Rht3)與帶藍(lán)?；虻?BS.4AgL(Ms-rht3)易位系94.6.14和94.7.9雜交，后代始終種植淺藍(lán)粒種子，入選矮稈不育株，即不育基因與矮稈基因連鎖的4BS.4AgL易位染色體。為保留攜帶不育基因與矮稈基因連鎖的4BS.4AgL易位染色體(ms-Rht3)，以這些不育株為母本，與4BS.4AgL(Ms-rht3)易位系94.6.14和94.7.9雜交，組合編號分別為22和32。從F2代分離群體中可獲得深藍(lán)粒矮稈不育株，幾率為25％。各代入選半矮稈可育株，可不斷獲得深藍(lán)粒矮稈不育株(ms-Rht3/ms-Rht3)。其中4AgL染色體臂帶有藍(lán)粒基因，來源于Agropyronelongatum(2n＝70)，是第4條染色體的長臂。
本系統(tǒng)4thS.4AgL附加易位染色體及原始淺藍(lán)粒兩用系的建立利用組合22和32的后代深藍(lán)粒矮稈不育株與來源于Triticum thaoudar的第4條4th染色體的小麥4B代換系4th″(N4B)雜交，組合編號為x9904、x9905、......、x9911，獲得500粒左右的雜種F1代種子，全部種植并收獲，點(diǎn)播其F2代深藍(lán)粒種子，群體大小為10033株，淘汰含有4BS.4AgL的矮稈不育或半矮稈可育株或含有4AgL片斷的高稈不育株，將該群體中所有F2代高稈可育株編號(共398株)并作為父本，分別與含中國品種血緣的“Probus”突變體的ms1b衍生系中的不育株(不含Rht3矮稈基因)雜交配制出398個(gè)組合，根據(jù)雜種粒色表現(xiàn)，選留58個(gè)組合并收獲其父本，分揀出淺藍(lán)粒雜種F1種子種植、套袋并觀察其育性，選留植株全部可育的雜交組合，收獲較好的單株，分揀出藍(lán)粒、白粒種子繼續(xù)種植，觀察育性。選留白粒種子長出的植株全部不育且相對應(yīng)的淺藍(lán)粒種子長出的植株全部可育的淺藍(lán)粒株系。經(jīng)過篩選，僅獲得1個(gè)組合，編號為T0010，該組合及其對應(yīng)的父本310-1T中藍(lán)粒株系含有所需的集外源恢復(fù)基因和藍(lán)?；?yàn)橐惑w的4thS.4AgL易位染色體。根據(jù)藍(lán)白粒(或紅粒)分離比例(1∶2)，從后代中初步篩選出兩用系，再通過對花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂中期染色體配對情況鏡檢進(jìn)行確認(rèn)，獲得該雜交小麥系統(tǒng)的原始兩用系(21 II+I4thS.4AgL)。這些兩用系是T0010-5B-1LB-1和T0010-5B-1LB-2。它們性狀相似，春性，中抗條銹病、葉枯病，抗赤霉病，株高85cm，中熟，成熟黃亮。
為了確保4thS.4AgL附加易位染色體的成功創(chuàng)建，同時(shí)采用另一種方法，即直接以4th和4BS.4AgL(含ms1b和Rht3)染色體雙單體植株(即x9904、x9905、.....x9911等組合F1植株)為父本與含植9030、周88114、9697、陜213、陜354、陜167、陜253等中國品種血緣的“Probus”突變體的不育基因ms1b衍生系中的不育株(不含Rht3矮稈基因)雜交，選留淺藍(lán)粒F1代雜種種植，共獲得899個(gè)單株，淘汰含有4BS.4AgL的半矮稈植株(大部分不育)或含有4AgL片斷的高稈不育株，對高稈可育株編號，再分別與含中國品種血緣的“Probus”突變體的ms1b衍生系中的不育株(不含Rht3矮稈基因)雜交配制20個(gè)組合，同樣選留藍(lán)粒種子種植，觀察育性，篩選出所有植株都可育的組合。經(jīng)過篩選，也獲得1個(gè)組合，編號為T0065，該組合及其對應(yīng)的父本126-6T中藍(lán)粒株系含有4thS.4AgL易位染色體。根據(jù)藍(lán)白粒(或紅粒)分離比例(1∶2)，從后代中初步篩選出兩用系，再通過對花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂中期染色體配對情況鏡檢進(jìn)行確認(rèn)，獲得該雜交小麥系統(tǒng)的原始兩用系(21 II+I4thS.4AgL)。這些兩用系是T0065-2B-1LB-1、T0065-2B-6LB-1、T0065-2B-6LB-2、T0065-10B-2LB-1、T0065-10B-2LB-2、T0065-10B-2LB-3、T0065-10B-2LB-4和T0065-11B-1LB-1。性狀相似，春性，中感條銹病，葉枯病重，中抗赤霉病，株高75-95cm，中熟，熟相較差。
新淺藍(lán)粒兩用系的選育1)實(shí)施例1(方法一)原始兩用系T0010-5B-1LB-1與優(yōu)良品系949-14配制雜交組合，組合編號為x02163，在F1代只選留藍(lán)粒種子種植，從F2代籽粒中分揀出淺藍(lán)粒種子種植，選擇優(yōu)良的單株。將F3代各株系中的白粒和淺藍(lán)粒種子分別種植，各50株左右，入選并收獲白粒群體中有25％或100％的不育株且農(nóng)藝性狀好的淺藍(lán)粒株系。以此類推，直到株系穩(wěn)定、分離出的白粒群體全部不育為止。已選育出X02163-8-1-8、X02163-8-1-12、X02163-8-7-1、X02163-8-7-2、X02163-8-7-4、X02163-8-7-10等若干新淺藍(lán)粒兩用系。這些兩用系為弱冬性，分蘗力強(qiáng)，中抗條銹病、赤霉病，株高60-75cm，中早熟，成熟黃亮，白粒，千粒重35-45g。
2)實(shí)施例2(方法二)選取不育系X9701-1-1與優(yōu)良品系JYP97-1-1雜交的F2代分離出的優(yōu)良不育株為母本與兩用系T0010-5B-1LB-1雜交，組合編號為X01098，與第一種方法一樣F1代種植淺藍(lán)粒種子，F(xiàn)2代種植淺藍(lán)粒種子，選留優(yōu)良單株，F(xiàn)3以上篩選優(yōu)良的株系，但不同的是其余各代只種植淺藍(lán)粒種子，直到株系穩(wěn)定及需要分離出白粒不育系為止。已選育出X01098-1-2-4-3-2、X01098-1-2-4-3-3、X01098-1-2-4-4-1、X01098-1-2-4-4-2、X01098-1-2-4-4-11、X01098-1-2-4-4-13、X01098-1-2-4-4-15等若干新淺藍(lán)粒兩用系。這些兩用系為弱春性，分蘗力強(qiáng)，中抗條銹病、赤霉病，株高60-70cm，中熟，成熟黃亮，白粒，千粒重35-45g。
5、強(qiáng)優(yōu)勢組合的篩選現(xiàn)已利用選育出的數(shù)個(gè)兩用系所產(chǎn)生的白粒不育系分別與西農(nóng)291、西農(nóng)889、西農(nóng)9848、陜167、陜512、陜981、陜農(nóng)258、遠(yuǎn)豐175、99514-2-5-12、99039-35-4、93302-26-9-9、9766-3-2-1-1、小偃166、新鄉(xiāng)9408、鄭9023、鄭麥3666、抗69、8901優(yōu)面小麥、徐0101等20多個(gè)優(yōu)良品系配制雜交組合，正在對各組合進(jìn)行雜種優(yōu)勢測試，與對照相比，根據(jù)增產(chǎn)情況劃分組合類型(見圖3)，以篩選出強(qiáng)優(yōu)勢組合應(yīng)用于生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種以藍(lán)粒為標(biāo)記性狀的兩系法雜交小麥的選育方法，其特征在于，該方法首先創(chuàng)建以藍(lán)粒為標(biāo)記性狀來分離、保持不育系的核型不育雜交小麥系統(tǒng)的原始兩用系，然后建立新兩用系的選育方法，具體包括下列步驟1)創(chuàng)建本系統(tǒng)中的原始淺藍(lán)粒兩用系①4thS.4AgL外源附加易位染色體的創(chuàng)建為確保基礎(chǔ)材料的真實(shí)性和可靠性，通過染色體分帶方法及酒精脫氫酶電泳分析技術(shù)鑒定4BS.4AgL易位染色體和來源于一粒小麥Triticumthaoudar的4th染色體的小麥4B代換系4th″(N4B)，同時(shí)將位于小麥4B染色體短臂上的不育基因mslb和矮稈基因Rht3通過基因重組連鎖在一起；再將不育基因mslb與矮稈基因Rht3同時(shí)重組到4BS.4AgL易位染色體上，獲得藍(lán)粒矮稈不育株；藍(lán)粒矮稈不育株與4th染色體的小麥4B代換系4th″(N4B)雜交，獲得小麥的4th和攜帶mslb和Rht3基因的4BS.4AgL染色體雙單體植株即F1代，經(jīng)自交得到足夠的F2代白?；蚣t粒、淺藍(lán)粒和深藍(lán)粒三種種子，只點(diǎn)播F2代深藍(lán)粒種子；對該F2代群體中所有高稈可育株編號并作為父本，分別與含“Probus”突變體的不育基因mslb衍生系中的不育株雜交，只收獲具有淺藍(lán)粒種子的雜交穗，種植雜種F1代淺藍(lán)粒種子，抽穗后套袋，入選全部單株可育的雜交組合，選留較好的單株，分揀出淺藍(lán)粒、白粒或紅粒種子繼續(xù)種植，觀察育性；選留白?；蚣t粒種子長出的植株全部不育且相對應(yīng)的淺藍(lán)粒種子長出的植株全部可育的淺藍(lán)粒株系，收獲淺藍(lán)粒株系，其中淺藍(lán)粒株系含有所需的集外源恢復(fù)基因和藍(lán)?；?yàn)橐惑w的4thS.4AgL易位染色體；或者直接以4th和攜帶mslb和Rht3基因的4BS.4AgL染色體雙單體植株為父本與含“Probus”突變體的不育基因mslb衍生系中不含Rht3矮稈基因的不育株雜交，獲得足夠的F1代藍(lán)粒種子種植，對高稈可育株編號，再分別與含“Probus”突變體的不育基因mslb衍生系中不含Rht3矮稈基因的不育株雜交，同樣選留藍(lán)粒種子種植，觀察育性，篩選出所有植株都可育的組合，即獲得含有4thS.4AgL易位染色體株系；②原始兩用系的篩選與鑒定將上述含4thS.4AgL易位染色體株系自交或繼續(xù)與含“Probus”突變體的不育基因mslb衍生系中的不含Rht3矮稈基因不育株雜交后自交，從后代群體中入選藍(lán)粒比白?；蚣t粒為1∶2的單株，初步篩選出兩用系，再通過對花粉母細(xì)胞減數(shù)分裂中期染色體配對情況鏡檢進(jìn)行確認(rèn)，從而獲得該雜交小麥系統(tǒng)的原始兩用系21II+I4thS.4AgL；2)新兩用系選育方法方法一原始兩用系與優(yōu)良品系配制雜交組合，在F1代只選留藍(lán)粒種子種植，根據(jù)各組合的表現(xiàn)情況，決選優(yōu)良組合，從入選組合Fx代籽粒中分揀出淺藍(lán)粒種子種植，選擇優(yōu)良單株；將F3代各株系中白?；蚣t粒和淺藍(lán)粒種子分別種植，各50株左右，入選并收獲白?；蚣t粒群體中有25％或100％的不育株且農(nóng)藝性狀好的相對應(yīng)的淺藍(lán)粒株系，后者穩(wěn)定后即為兩用系；以此類推，直到株系穩(wěn)定、分離出的白?；蚣t粒群體全部不育為止；測試兩用系的產(chǎn)量并對其分離出的白?；蚣t粒種子進(jìn)行品質(zhì)分析、抗病性鑒定，以便獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗的新兩用系；方法二選取不育系與常規(guī)優(yōu)良品系雜交的F2代群體中分離出的優(yōu)良不育株為母本與原始兩用系雜交，與方法一相同，F(xiàn)1及F2代選留優(yōu)良組合和優(yōu)良單株，F(xiàn)3代以上篩選優(yōu)良株系，但不同的是其余各代只種植淺藍(lán)粒種子直到需要不育系之時(shí)為止；該方法做雜交時(shí)不用去雄，適用于對強(qiáng)優(yōu)勢組合F2代群體中分離出的優(yōu)良不育株的利用。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的原始兩用系自交產(chǎn)生白?；蚣t粒不育系種子占66％、淺藍(lán)粒種子占30％、深藍(lán)粒種子占4％，其中，白?；蚣t粒不育系種子用于生產(chǎn)雜交種，淺藍(lán)粒種子即兩用系用于不育系的再生產(chǎn)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，由原始兩用系自交所得白粒或紅粒不育系，與任意普通小麥品種/系配制雜交組合，所得雜交種結(jié)實(shí)正常，易篩選出強(qiáng)優(yōu)勢組合應(yīng)用于生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以藍(lán)粒為標(biāo)記性狀的兩系法雜交小麥的選育方法，該方法首先創(chuàng)建原始兩用系，然后建立新兩用系的選育方法，最后配制雜交組合，以篩選強(qiáng)優(yōu)勢組合應(yīng)用于生產(chǎn)。本發(fā)明為小麥雜種優(yōu)勢利用提供了一種新途徑，可有效地降低雜交種選育和制種成本，是一套很有競爭力的雜交小麥系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。利用本發(fā)明生產(chǎn)雜交種，不育系選育不會(huì)滯后于常規(guī)品種的選育，且方法簡單；兩用系自交結(jié)實(shí)正常，不育系繁殖系數(shù)大，風(fēng)險(xiǎn)?。徊挥蹬c任意小麥優(yōu)良品系雜交均能正常結(jié)實(shí)，易獲得強(qiáng)優(yōu)勢雜交組合；可將有益的外源細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)育到不育系中來增強(qiáng)雜種優(yōu)勢；不育基因和4thS.4AgL附加易位染色體均未發(fā)現(xiàn)不良影響。
文檔編號C12N15/82GK1826875SQ200610042629
公開日2006年9月6日 申請日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月6日
發(fā)明者李中安 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)