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沣油737的选育及配套技术研究

2012-10-10王同华陈卫江范连益惠荣奎

湖南农业科学 2012年3期
关键词:谷蛋白杂交种父本

王同华,陈卫江,李 莓,范连益,曲 亮,惠荣奎

(湖南省作物研究所,湖南 长沙 410125)

发展杂交油菜的关键是解决生产上对品质与产量的双重要求。长期以来,高产与优质的矛盾一直是制约我国油菜生产水平提高的主要因素。早期育成的品种多因优质与高产矛盾问题,难以在生产上大面积推广应用。自20世纪90年代以来,育种家突出“优质+高产”的育种战略,并指导油菜品种选育实践,促进了我国油菜品种逐步过渡到现在的双低水平。但是,随着农业生产结构的调整以及育种要求的提高,对杂交油菜在优质性、广适性、早熟性、抗病性等方面提出了更高的要求。利用杂种优势是提高油菜产量水平的重要途径之一,Pol CMS系统是目前世界上油菜杂种优势利用最广泛、有效的途径[1]。湖南省作物研究所一直致力于油菜杂种优势的利用研究,并利用该系统育成了一批高产甘蓝型杂交油菜品种[2],对推动我国杂交油菜生产起到了积极的作用。湖南省作物研究所在沣油737的选育过程中,最大限度地注重协调上述矛盾,在保证品质的基础上,尽可能地将高产、多抗等性状进行聚合,力求缓解油菜生产存在的产量与品质、产量与抗性等的矛盾,以满足我国油菜生产对优良品种的新需求。该品种先后于2009年和2011年通过国家长江下游区和长江中游区轻简化组区域试验,并通过全国农作物品种审定委员会审定。

1 沣油737的选育过程

1.1 不育系湘5A的选育

初始转育亲本来源于育种中间材料“湘油5号×马努”,主要采用成对测交与定向回交法。转育初期以育性测交筛选为主,以双高Pol-不育系254A为母本,与20个不同来源的双低育种中间材料为父本进行广泛测交,结果以“湘油5号×马努”株系表现相对较好的保持性能。随后以该株系,对测交后代连续回交,并根据单株间育性差异加强选择,逐步稳定与提高不育系的不育性。同时不断强化不育株系的品质改良。经过多代回交及选择后,育成育性稳定的双低不育系湘5A与保持系湘5B。该不育系具有一次分枝多、结荚密、千粒重大、配合力高等优点,1998年通过湖南省不育系审定[3]。利用该不育系育成的第一个杂交品种丰油701[4]已在长江流域大面积推广应用。

1.2 恢复系6150 R的选育

6150 R采用同质恢复系转育法转育而来,首轮转育是以Pol细胞质杂交种丰油701为母本,选择含有不育细胞质的可育单株在去雄后与待转品系6150进行第一轮杂交。再以F1代分离的可育株进一步用原父本6150回交,按此步骤持续用原父本回交2~3个世代,直至待转材料的植株性状基本与原父本同型。完成株型性状的转育与改良后,选择回交世代中分离出的可育株自交纯合,并与不育系进行测交,选择自交不分离,测交全可育的株系作为转育的同质恢复系。在转育过程中,每个回交世代各做3~4个组合,自交与测交世代各做8~10个组合,即可达到选择要求。该恢复系芥酸含量接近 0,硫苷含量<30 μmol/g,不仅品质优良,而且具有抗逆性强、花期长、配合力高等优点。

1.3 沣油737的选育及品种表现

2005年利用上述不育系与恢复系配组,配制的杂交组合(沣油737)聚合了不育系湘5A与恢复系6150 R双亲的优点,在国家区试、生产试验以及生产示范中均表现出广泛的生态适应性和良好的丰产性。沣油737先后通过了2007~2009年度国家长江下游区和2008~2010年度国家长江中游区轻简化组品种区域试验,平均产量分别为174.9 kg/667m2和181.0 kg/667m2,均比对照品种增产极显著;2007~2009年在江苏、安徽、湖南的生产示范中,沣油737进一步表现了其丰产性和稳产性特点,测产结果均比当地对照品种增产显著(表1)。

沣油737在品质与抗性方面也具明显优势,在国家区试检测中:芥酸含量接近0%,硫苷含量<40 μmol/g,均优于国家油菜籽双低标准,平均含油量为43.3%,属高含油量类型品种(表2);沣油737还表现出较强的抗逆性。在2007~2009年度国家长江下游区品种区域试验中,该品种的菌核病、病毒病发病率分别为12.5%、3.1%,病指分别为4.9、1.6,受冻率56.6%,冻害指数15.6,菌核病鉴定结果为低感,抗倒性中等。在2008~2010年度国家长江中游区品种区域试验中,该品种的菌核病、病毒病发病率分别为5.1%、1.4%,病指分别为3.2、0.6,受冻率10.0%,冻害指数2.5,菌核病鉴定结果为低感,抗倒性中等。沣油737不仅产量高,而且品质优良,抗逆性好,表现了高产、优质、多抗的综合特性。

表1 沣油737的产量表现

表2 沣油737的品质表现

2 沣油737杂交种生产技术

沣油737杂交制种原则上采用南繁北制,即在南方(如湖南)油菜种植区繁殖、提纯亲本,在北方(如陕西、青海)进行杂交种生产。母本湘5A和父本6150R的原种繁殖采用严格的纱网隔离,繁殖的亲本纯度达到99%以上。原种生产在严格自然隔离条件下进行,要求亲本纯度98%以上。杂交制种选择陕西或青海等北方地区,陕西地区采用育苗移栽,母本与父本行比为1∶2;青海采用大田直播,母本与父本行比2∶6,并根据情况采用人工打顶调节花期、化学杀雄控制微粉以及严格地去杂去劣等保纯措施控制种子质量。据制种生产及对比试验,陕西汉中、安康等地区制种产量约180 kg/667m2,纯度在93%左右;青海贵德、平安等地区制种产量约130 kg/667m2,纯度在95%左右。从2009年通过长江下游区审定以来,该品种制种面积已累计达267 hm2,制种平均产量约180 kg/667m2,制种纯度平均在90%以上。

3 沣油737杂交种子纯度检测技术

3.1 谷蛋白电泳快速检测技术

通过对酯酶同工酶电泳、醇溶蛋白电泳、谷蛋白电泳等纯度鉴定方法进行筛选,确定以能区分母本与杂交种的谷蛋白电泳法作为沣油737杂交种纯度鉴定技术。谷蛋白提取参照郑文寅等[5]报道的方法进行,电泳分离及显影参照陈卫江等[6]报道的方法进行。该鉴定方法可以直接利用种子分析,不需要发芽,在48 h内即可得到结果,且与田间种植鉴定结果相差在3%以内(表3)。利用谷蛋白电泳法可以及时有效地提前获得沣油737种子纯度信息,为种子收购、包装、销售提供参考,保证种子生产、经营的安全。

表3 利用谷蛋白电泳和田间种植鉴定法对沣油737杂交种样品纯度的鉴定结果比较

3.2 SSR标记检测技术

研究并建立了一套适合于沣油737杂交种纯度检测的SSR标记鉴定技术体系[7],同时筛选出一套能将杂交种及父、母本同时区分开的SSR引物(图1),可弥补种植鉴定和谷蛋白电泳鉴定只能鉴别母本的缺陷,在质量检测上可进一步监控机械混杂或人为掺入父本种子造成的纯度不合格现象。在实际检测中,利用不同引物对同一样品进行检测,可进一步确保检测结果的可靠性。利用SSR标记与田间种植对沣油737杂交种样品纯度进行了鉴定,田间种植样品纯度检测结果为94.8%,SSR标记样品纯度检测结果为90.6%,两者鉴定结果相差小于5%。由此可见,SSR标记鉴定方法重复性好、准确性高,2009~2010年为沣油737检测样品30余份,代表种子样品超过200 000kg,切实保障了该品种的推广应用安全。

图1 SSR标记鉴定沣油737杂交种纯度的电泳图谱

4 高产栽培技术

沣油737具有产量高、株高适中、抗倒性好等特点,不仅适合于移栽栽培,更适合于免耕直播等轻简化栽培方式[8-9],可满足不同地区农民的油菜种植习惯,其应用前景十分广阔。沣油737的栽培技术要点主要为:(1)及时播种:移栽适宜播种期为9月下旬至 10 月初,播种量 0.4~0.5 kg/667m2,秧龄 30~35 d时移栽;直播期为10月中下旬,播种量0.2~0.25 kg/667m2。(2)合理密植:移栽适宜密度为 0.6万~0.8万株/667m2,直播适宜密度 2 万~3 万株/667m2。(3)科学施肥:以底肥为主,苗肥为辅,氮、磷、钾肥合理搭配,并注意硼肥的施用。(4)田间管理:及时除草、防治病虫害,特别要加强菌核病的防治。

5 小结

沣油737不仅在产量、品质上具有明显的优势,还较好的融合了早熟、多抗、农艺性状优良等特性。生产应用表明,该品种生育期偏早(1~2 d),适合目前对中早熟油菜品种的需求,株型较矮(1.52 m左右),可以较好地满足油菜生产机械化对品种农艺性状的要求。同时,该品种还具广泛的适应性,对气候和土壤条件的要求较低,在长江中、下游生产示范及大面积生产应用中,均表现了很好的丰产性与稳产性,有着广泛的应用前景。

[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,1995.

[2]湖南省油菜杂优协作组.甘蓝型油菜雄性不育系湘一型及其恢复系的选育[J].湖南农业科技,1976,(5):15-19.

[3]陈卫江,李 莓.甘蓝型油菜细胞质雄性不育系湘5A的选育[J].湖南农业科学,1998,(4):19-21.

[4]李 莓,陈卫江.甘蓝型杂交油菜新品种丰油701的选育[J].中国油料作物学报,2005,20(2):35-39.

[5]郑文寅,朱宗和,王鹤鹃,等.利用两种谷蛋白电泳体系分析杂交油菜品种间差异[J].种子,2008,8(27):34-36.

[6]陈卫江,王同华,曲 亮,等.利用种子醇溶蛋白快速鉴定油菜杂交种纯度的方法研究[J].湖南农业科学,2008,(6):13-11.

[7]曲 亮,陈卫江,李 莓,等.SSR标记技术在甘蓝型油菜杂交种纯度鉴定中应用研究 [J].湖南农业大学学报,2009,35(3):229-232.

[8]汪新国,吴文革,孔令娟,等.不同播种密度和施肥量对江淮稻田免耕直播油菜产量形成及农艺性状的影响 [J].安徽农业科学,2010,38(27):14901-14902,14910.

[9]袁卫红.双低油菜“赣两优二号”免耕直播不同播种量的研究[J].江西农业学报,2009,21(1):28-29,47.

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