卓宇红,彭武生,陈庭舟,何 奎

(湖南亚华种业科学研究院,长沙 410119)

甘蓝型油菜品种间具有明显的杂种优势是公认的事实[1～6]。杂种优势利用的方法有多种:胞质不育三系法、显性核不育两系法、显性核不育三系法、隐性核不育两系法、隐性核不育三系法、自交不亲和两系法或三系法、化学杀雄法等等[1,3]。自陈凤祥等和孙超才等报道甘蓝型油菜隐性上位互作雄性不育以来[2,4],隐性核不育三系法在杂种优势利用上的优越性,进一步受到育种者的普遍重视。笔者从育种材料G008中发现不育株,通过测交、转育,育成了新的性状稳定的隐性核不育两型系S017AB,同时在兄妹交过程中获得能保持全不育的临保系M017。在此基础上,开展了以核不育两型系、临保系和恢复系为亲本的“三系法”杂种优势利用研究。

1 材料与选育过程

油菜育种材料 G008中分离出现的核不育株G008A,9107等油菜品种资源 153份。

杂交和测交:利用 G008A与双低油菜品系 9107杂交,F1代育性恢复可育,选单株套袋自交。 (G008A×9107)F2代中分离不育株,然后用 Z119等品系(品种)杂交转育和测交。

2000年春用(G008A×9107)F2中的不育株与Z119复交,经南繁北育,6代自交和兄妹交于 2003年育成了农艺性状稳定、育性分离接近 1∶1的两型系S017AB。同时,在 F4～ F5代兄妹交后代中出现全不育株行,查找对应的父本株从而获得能保持全不育的临时保持系单株 3个,由此选育成为临保系 M017(图 1)。

2 S 017 A主要特征特性

2.1 植物学特征

S017A幼苗半直立,叶色常绿,心叶淡绿色,长柄叶为裂叶,裂片 2～3对。叶柄及叶脉白色,叶缘浅缺刻。蕾薹期薹茎粗壮,绿色。不育株花蕾瘦小、松软,花瓣较小,雄蕊彻底退化,雌蕊正常。同群体内可育株(S017B)和临保系(M017)除花器官外,其它性状相似(表 1)。

成熟期不育株株高约 170 cm,一次有效分枝数10～ 12个,分枝位约40 cm,一般单株结角约350个,每角粒数 17粒,千粒重 4.0 g左右,种皮黑褐色。

2.2 生物学特性

图1 S 017 AB,M 017选育经过

S017AB属甘蓝型油菜半冬性隐性核不育两型系。 9月中下旬播种,一般 12月底至元月上旬现蕾,3月上旬初花,4月上旬终花,5月上旬成熟,生育期 225～ 230 d。

S017A不育性不受温度等环境因素影响,自交不能结实,自由授粉条件下异交结实良好,结实率约60%;兄妹交繁殖产量为724.5kg/hm2,与临保系繁殖全不育系产量为 780 kg/hm2。

S017A的综合农艺性状好,配合力好,与恢复系配制的大多数组合优势明显。其中华湘油9号、10号、11号在各级区试中比对照品种增产 6.26%～19.2%。

经农业部油料及制品检测中心分析:S017A种子芥酸含量 0.35%,硫苷为 26.67μ mol/g(饼),含油量40.56%。苗期抗旱性好,适应各种土壤和栽培条件,生长繁茂。抗倒,抗(耐)菌核病和病毒病能力强。

2.3 不育性遗传特点

2002年、2003年共计田间调查 4 600株,S017AB同群体内不育株与可育株测交后代分离比例接近 1∶1,不育株的不育度99.97%。S017A与M017繁殖的全不育系,调查其不育株率和不育度平均分别达到98.2%,99.9%。

F2代育性分离结果因父本品种不同而有所差异,经卡平方测验,符合 15∶1,61∶3,13∶3几种比例,适合二对隐性重叠不育基因与一对隐性上位互作基因控制的遗传行为 (表 2)。

表1 S 017 A,B及杂交组合杂215花器官形态特征

表2 G008A与不同品种杂交F2代育性分离结果

3 隐性核不育系S017 A的应用

3.1 两型系S017 AB的繁殖

隐性核不育两型系在网室隔离条件下通过可育株花粉传授给不育株而结实,成熟后收取不育株上种子。

3.2 全不育系S 017 FA繁殖

将临保系M017花粉授给两型系内不育株 S017A而繁殖出全不育系S017FA。多年实践表明,严格控制隔离条件下人工杂交繁殖时不育株率可达100%,自然隔离条件下繁殖不育株率98%左右。

3.3 杂交制种

利用两型系 S017AB,或用全不育系 S017FA与恢复系在隔离条件下制种,均已在生产上应用,但后者具有省工、高产、高效特点,应用价值更大。

3.4 强优势新组合筛选

自2003年以来,共测配组合210个,筛选出在丰产性、抗逆性、适应性、品质等方面表现综合性状优良的代表组合有:

(1)华湘油 9号(S017A×C1551)。在湖南省油菜区试两年 15点次试验中,全部点次表现增产,平均产量 2 541 kg/hm2,比对照品种(湘油 15号和湘杂油 2号)增产 19.2%。兼具抗寒、抗霜霉病、抗倒伏、抗(耐 )菌核病和病毒病等多种抗性。生育期适中,适宜湖南两熟和三熟制栽培。芥酸含量为 0.1%,硫苷为 28.51 μ mol/g(饼),含油量为 41.61%。2007年1月通过湖南省品种审定委员会审定(湘审油 2007003)。

(2)华湘油10号(S017A×Z15)。在湖南省油菜区试中两年平均产量2 579.25 kg/hm2,比同类杂交油菜中油杂 2号增产5.18%,达极显著水平,高产试点产量达 3 082.5 kg/hm2。在2008年、2009年国家区试 (长江中游)中,两年平均产量2 517 kg/hm2,比对照中油杂 2号增产 6.26%,增产极显著,其中高产点产量 3 591 kg/hm2(宜昌)。田间综合抗性好,抗倒伏,菌核病和病毒病发病轻。生育期适中。芥酸含量为0.1%,硫苷含量为23.45μ mol/g(饼),含油量为 41.49%～ 43.04%。2009年分别通过湖南省和国家品种审定 (湘审油2009001,国审油 2009010)。

(3)华湘油 11号 (S017A×W56)。 在 2009年、2010年国家区试(长江下游)中,两年平均产量2 652.9 kg/hm2,比对照品种秦优7号增产9.64%,其中第一年度试验中产量位居所有参试品种首位。田间表现抗倒能力较强,菌核病和病毒病发病较轻。芥酸含量为0.1%,硫 苷 含 量 为 19.67 μ mol/g(饼 ),含 油 量 为45.21%。2010年通过国家品种审定(国审油2010010)。

此外,还有一些杂交组合如K586等正在参加国家和省级区试,表现良好。

4 小 结

隐性核不育油菜具有两大优点:第一,不育性不受温度等环境因素影响,适宜制种范围广,纯度高;第二,不育性为隐性,恢复系多,可广泛配组,筛选强优势组合。

在没有找到完全保持系之前,传统的杂优利用方法是在制种时拔除母本行约50%的可育株,费工多、产量低、成本高,而隐性上位互作核不育系克服了这一缺点,使隐性核不育油菜的杂种优势利用展现出广阔的前景。本研究育成的隐性核不育系 S017AB、临保系M017及恢复系,采用“三系化”利用模式,系列杂交组合已投入生产应用。

[1]傅廷栋.杂交油菜的育种与利用 [M].武汉:湖北科学技术出版社,2000.1-164.

[2]陈凤祥,胡宝成,李 成,等.甘蓝型油菜细胞核雄性不育性的遗传研究 Ⅰ.隐性核不育系 9012A的遗传 [J].作物学报,1998,24(4):431-437.

[3]侯国佐.油菜隐性核不育研究与利用 [M].北京:科学技术文献出版社,2009.48-80.

[4]孙超才,赵 华,王伟荣,等.甘蓝型油菜隐性核不育系20118A的遗传与利用探讨 [J].中国油料作物学报,2002,24(4):1-4.

[5]李树林,钱玉秀,吴志华.甘蓝型油菜细胞核雄性不育的遗传规律探讨及其应用 [J].上海农业学报,1995,11(2):1-12.

[6]彭武生,卓宇红,贾先勇,等.隐性核不育油菜的杂种优势及自交衰退研究[J].湖南农业科学,2000,(2):14-15.