油菜生态雄性不育的研究与应用初探

2007-01-10胡金荣李宏军

现代农业科技 2007年24期

胡金荣　李宏军

摘要综述了油菜生态雄性不育系的研究进展、育性变化机理，初步探讨了利用油菜生态雄性不育系存在的问题及应用前景。

关键词油菜；生态雄性不育系；研究进展；应用前景

目前，利用油菜杂种优势的方法主要有细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、自交不亲和性、化学杀雄。细胞质雄性不育以其制种产量高、繁殖系数大利用得最广泛，但细胞质雄性不育系在制种时育性不稳定影响种子质量；细胞核雄性不育系不育彻底，但制种时须拔除50%可育株，费工费时，由于其制种难度大，在发达国家一直不受重视，目前我国只有少数地区和单位利用并配制了杂交组合；自交不亲和性亲本繁殖困难，化学杀雄难以掌握药剂浓度及喷施时间，目前后两种方法均无大面积推广，但也配制了杂交组合。

自石明松（1973）发现水稻光温敏不育现象以来，生态雄性不育现象引起了育种界的普遍兴趣和重视。何觉民等（1994）提出生态雄性不育理论，认为植物雄性育性作为一个性状，必然同时受基因影响和环境制约。所谓雄性不育，不过是不育基因在特定生态下的表达。到目前为止，在水稻、小麦、棉花、油菜等作物上均发现了生态雄性不育现象并加以利用，取得了巨大的经济效益。在油菜上利用生态雄性不育现象，可简化育种程序，提高制种纯度，有效降低制种风险，其利用前景是可观的。

本文综述了油菜生态雄性不育系的发现、选育、利用，随着进一步的研究，生态两系油菜也将成为油菜杂种优势利用的一个重要途径。

1油菜生态雄性不育系研究进展

1.1油菜生态雄性不育系的选育

杨光圣等（1987）于昆明油菜夏繁期间，在2个甘蓝型油菜品系杂交（84-1×84-2）后代中发现一个F3株系表现雄性不育、雌性可育，经3年连续选择自交（F5）、鉴定和选择，选育出甘蓝型油菜雄性不育两用系AB1，表现为在武昌秋播，春天开花表现雄性可育；在昆明或西宁夏播开花表现雄性不育。

袁美等报道了双低生态不育两用系8-8112AB，该不育系由生态雄性不育两用系AB1与双低甘蓝型油菜品种杂交选育而成。其在武昌秋播时表现雄性可育，在兰州或秭归高山夏播时表现雄性不育。

王华等（1989）从中油821的大田生产中发现天然雄性不育株，以测交、姊妹交、不育株自交、异地穿梭育种等方法育成生态、不育两用系H90S。该不育系育性受环境影响，可以异地（威宁）夏播繁殖，思南地区秋播制种。

刘尊文等（1989）在宜春市农科所油菜试验田杂交试验圃中发现代号为SB-25（89-291×90-23）的杂交后代F3的18株群体中有16株表现似可育或半育型，2株表现为正常可育型。经连续3年南北两地共6个世代的定向培育选择，于1993年育成甘蓝型油菜生态型光温敏雄性不育两用系501-8S。当温度为3～10℃、日照小于12h的条件下表现为完全雄性可育；当温度为11～23℃、日照大于12h转换为完全的雄性不育。

刘尊文等（2006）报道了生态型雄性不育系N196S，该不育系是利用99N-29与20N-27的杂交后代N-26，再从其分离后代经系统育种选育而来。

席代汶等（1991）在86A///中油821//湘油5号/Marnoo复合杂交后代3号株系正常播种条件下，发现生态雄性不育特征，根据后代观察鉴定以及同步经济性状及其品质等方面的提纯，于1994年育成湘油91S。经研究发现，湘油91S雄性育性可随着温度由高变低，再由低变高，也相应地由不育向可育、由可育向不育转变。

邬贤梦等报道了温敏核不育系湘油402S，该不育系由湘油91S转育而来，较湘油91S在品质上有所提高。

苏振喜等从杂种圃芥菜型油菜遵矮不育系中发现光温敏雄性可育株，套袋自交，采用不同季节、不同播期方法，选育出光温敏雄性不育两用系遵矮S，该两用系在日平均温度为7.7～13.5℃、平均日照长度小于12h的条件下表现为雄性可育；当温度为20.0～24.4℃、平均日照长度大于13h的条件下转换为完全的雄性不育。

李石开等（1997）报道了云南省农科院油料所从芥菜型油菜隐性核不育材料05S中选育而来的温敏雄性不育系K121S。

董军刚等报道了甘蓝型油菜生态型雄性不育两用系533st，该不育系为高温敏不育系，即高温可育，低温不育，其育性临界温度为23℃左右。

胡宝成等在白菜型油菜和南方白菜型油菜中先后发现并选育了生态型雄性不育系29A和广丰A，这两种不育系均在盛花期前后逐渐由不育转为半不育，直至可育。此外这两个不育系可能是同型细胞质。

1.2油菜生态雄性不育系的利用

油菜温敏不育现象自发现以来，受到育种界的重视，亦培育出一系列优良杂交组合，有的组合已通过省或国家品种审定，表现优异。

湖南省农科院作物研究所利用温敏不育系湘油91S配制了11个温敏核不育组合，有9个组合比中油821增产，增产幅度为1.2%～21.3%，其中有3个组合较对照增产分别达极显著和显著水平。该单位培育的湘杂油5号，在各级中间试验和生产试验中表现出产量高、品质优、成熟早、经济性状优良，抗倒伏，抗（耐）病能力强及适应性广等特点，分别于2002年和2003年通过湖南省和全国农作物品种审定委员会审定。

江西省宜春市农科所用501-8S配制的两系杂交油菜两优586，表现为正常气候高产，异常气候年份稳产，具有较强的优势和抗逆性。该所育成的两系杂交油菜赣两优二号，为甘蓝型中熟偏早的优质、高产、抗性强的两系杂交油菜品种，于2006年3月通过江西省农作物品种审定委员会审定。该品种一般产量可达2 250kg／hm²，较当地主栽品种中油821、中油杂二号可增产10%以上。

2油菜生态雄性不育系的育性变化机理

对于生态不育系的育性变化机理，近年来引起了育种家的普遍兴趣，对其机理也进行了研究。何觉民等认为油菜生态雄性不育系的雄性育性是不育基因在特定环境条件下的表达。杨光圣等认为甘蓝型生态细胞质雄性不育系的育性在不同生态条件下的变化可能受温度敏感基因控制，且这些温度敏感基因是微效多基因。

刘尊文等通过对两用不育系501-8S的研究，认为日照时数和温度是引起两用不育系501-8S育性转换的主要因子。

席代汶等研究了湘油91S对温光的反应，认为影响其育性变化的因子，主要是温度，其次是光照长度。

王华等对油菜生态型胞核不育材料H90S与甘蓝型油菜品种、隐性胞核不育和显性胞核不育材料的可育株、胞质不育保持系等测交及回交后代育性的分析，认为H90S不育性受3对独立遗传的重叠隐性基因a1、a2、a3共同控制，3对基因同时为隐性即表现不育。

李石开等研究了温敏核不育系k121S及其母本不育源05S的温敏核不育性，初步认为二者受同一基因系统控制，4对隐性重叠基因控制基本不育性，还存在1对活性受温度调节的隐性抑制基因，在其激活状态下可抑制重叠基因的作用而表现可育。

苏振喜等研究了光温敏雄性不育两用系遵矮S，认为其育性随光照、温度的变化而变化，从花芽分化至开花全过程，光照和温度均作用其育性。而就秋播而言，温度的作用较为显著。

3存在问题与应用前景

自油菜生态不育系在作物育种上利用以来，由于利用简便，不需要特定的保持系或临保系，真正实现了一系两用，为油菜杂种优势利用开辟了一条新的道路。但是，对于生态不育系研究起步较晚，对于其育性转换机制，目前还少有深入报道。尽管生态不育系恢复源广，配组自由，其育性在特定区域表现时才能加以利用。同时，选育生态不育系时，可能在早代淘汰掉一些优良株系，其选育过程也有待进一步的改良。

随着生物技术的发展，对不育基因进行定位，对不育基因序列进行测序，以及转基因研究的深入，势必会对育性转换机制有一个更为合理的解释，从而可以更好地利用生态不育系。

相比油菜杂种优势利用的其他方法，生态不育系的选育能够缩短育种年限，简化育种过程，同时繁殖制种产量也是可喜的。同时，油菜为常异交作物，多代群体授粉不会影响其临界温度。培育一个稳定、优良的生态不育系，既可降低生产成本和制种风险，又能提高油菜产量，对于增加农民收入、建设和谐社会有着极大的推动作用。

笔者认为，随着对油菜生态雄性不育系的进一步研究和探索，生态不育系将成为一种油菜杂种优势利用的主要方式。

4参考文献

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