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甘蓝型油菜隐性上位互作核不育系ZH1A的选育及应用

2013-09-11余华胜张尧锋林宝刚华水金丁厚栋张冬青

浙江农业科学 2013年9期
关键词:保持系甘蓝型杂种优势

余华胜,张尧锋,林宝刚,华水金,丁厚栋,张冬青

(浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所,浙江杭州 310021)

油菜品种间杂交具有明显的杂种优势,利用杂种优势是提高油菜产量较为有效的一种途径。我国油菜杂种优势现象是在1943年由浙江大学农学院孙逢吉首先发现,20世纪60年代初期一些科研单位开始油菜杂种优势的初步研究,到70年代初我国多家科研单位开始多途径开展油菜杂种优势利用研究[1],1985年我国开始大面积种植杂交油菜,2000年以后杂交油菜种植面积迅速扩大,目前杂交油菜种植面积占我国油菜种植面积近70%,杂交油菜在生产上发挥着越来越重要的作用。关于20世纪油菜杂种优势利用的各种途径,已有较为全面详细的总结[2-3]。浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所针对油菜生产机械化、轻简化栽培的实际需要,开展油菜杂种优势的研究与利用,至2007年育成了隐性上位互作核不育系ZH1A,并同时开展了该不育系的相关应用研究[4]。

1 选育

1.1 选育经过

根据陈凤祥等[5]的隐性上位互作核不育遗传假说,可以从存在隐性互作的杂交组合后代群体中分离出临时保持系和纯合两型系。根据这一理论,2003年引进了三隐性杂交种皖油14作为分离对象。根据遗传分离规律,F2代可育株和不育株的分离比例有 1∶0,3∶1,15∶1,13∶3 和 61∶3 等情况,在1∶0,13∶3和61∶3分离的小区中可育株套袋自交并且分别与不育株一对一测交,可从中找到临时保持系;在3∶1和15∶1分离的小区中进行兄妹交,能找到纯合两型系,从而完成三系配套。

2004年根据表1分离情况,选择在As18株系中大量可育株套袋,并且与3个株系中的不育株成对测交。2005年春,观察了143份可育株自交后代及其144个成对测交 (兄妹交)组合的育性表现,发现2个全不育组合,对应父本自交不分离。据此鉴定并分离出了2个临时保持系。在组合分离中发现6个1∶1系,对应自交父本为3∶1分离,由于在1∶1系中未能确定纯合或杂合,因此,继续在3∶1的自交株系内成对兄妹交,选育纯合两型系,并与临时保持系测交。在2个临时保持系中继续套袋自交,并与兄妹交父本一起在夏季带往青海加代鉴定。根据鉴定结果,2006年春,结合保持株品质分析结果,确定2个1∶1系。继续在株系内兄妹交,夏季青海鉴定加代纯合。至2007年育成稳定纯合两型系以及配套临时保持系,以纯合两型系中的不育株与配套临时保持系杂交得到全不育系ZH1A。

表1 2004年春皖油14 F2代的田间育性分离情况

1.2 选育系谱

在隐性上位互作核不育系统中,纯合两型系的选育是基础,临时保持系的选育是关键。从2003年春开始,经5年7季的选育,育成纯合两型系ZH1AB和临时保持系。具体纯合两型系ZH1AB和临时保持系的选育系谱如图1所示。

图1 纯合两型系ZH1AB和临时保持系的选育系谱

2 特征特性

2.1 形态特征

ZH1A属甘蓝型油菜中迟熟类型,幼苗半直立,子叶肾脏形,苗期叶色深绿色,有蜡粉,叶片大小中等,叶柄较短,叶缘波浪形,顶裂叶半圆,裂片2~3对。茎绿色。黄花,花瓣较小,合瓣花呈覆瓦状排列。种子黑褐色,圆形。株型扇形、紧凑,匀生分枝类型。

2.2 生育特性

ZH1A冬前生长势较强,春季生长快。育苗移栽适期播种全生育期约230 d,不育株在初花前出现黄蕾、落蕾现象,不育株雄蕊退化不育率100%,不育度100%,不育系的恢复源广。ZH1A柱头活性强,易于接受外来花粉,异交率高。

2.3 经济性状、抗逆性及品质

ZH1A株高偏矮,平均株高约140 cm,分枝数9个。平均单株有效角果数约630个,每角粒数14~16粒,千粒重3.3~3.5 g。该不育系抗寒性强,抗(耐)菌核病和病毒病,抗倒能力较强。经分析测定种子芥酸含量0.59%,硫甙含量21.5 μmol·g-1(饼),含油量40.88%。

3 应用

3.1 杂交组合配制技术路线

将纯合两型系中的不育株和可育株兄妹交,得到纯合两型系ZH1AB,再以纯合两型系中的不育株与临时保持系杂交得到全不育系ZH1A,用全不育系ZH1A与恢复系杂交得到杂交种 (F1)(图2)。

3.2 强优势组合的选育

隐性上位互作核不育系ZH1A于2007年育成后,分别于2009年、2013年通过浙江省和安徽省鉴定,以该不育系选配的杂交油菜组合浙油杂1号、浙油杂2号分别于2009年、2010年通过了国家农作物品种审定。

图2 油菜隐性上位互作核不育系ZH1A杂交组合配制的技术路线

浙油杂1号 (ZH1A×IM15)属甘蓝型半冬性隐性上位互作核不育三系杂交种。幼苗半直立,叶色深绿,顶裂叶圆形,裂叶3对,缺刻较深,叶缘锯齿状,有蜡粉,无刺毛。花瓣鲜黄色,侧叠、覆瓦状排列。种子黑褐色。2007-2009年参加2个年度长江下游区油菜品种区域试验,2年区试平均产量2 712 kg·hm-2,比对照品种增产12.5%。2008-2009年度生产试验,平均产量2 679 kg·hm-2,比对照品种增产12.0%。全生育期平均234 d,与对照秦优7号相当。平均株高153.3 cm,匀生分枝类型,一次有效分枝数8.58个,单株有效角果数463.8个,每角粒数20.31粒,千粒重4.25 g。抗 (耐)菌核病和病毒病,抗倒性较强。经农业部油料及制品质量监督检验测试中心检测,平均芥酸含量0.15%,饼粕硫苷含量24.94 μmol·g-1,含油量45.28%。2010年通过国家农作物品种审定 (国审油2009020)。

浙油杂2号 (ZH1A×HZ3)属甘蓝型半冬性隐性上位互作核不育三系杂交种。幼苗半直立,叶色深绿,顶裂叶圆形,裂叶3对,缺刻较深,叶缘锯齿状,叶被腊粉,无刺毛。花瓣鲜黄色、侧叠、覆瓦状排列。角果近平生,成熟时呈枇杷黄色,籽粒黑褐色。2008-2010年参加2个年度长江下游区油菜品种区域试验,2年平均产量2 594 kg·hm-2,比对照品种增产9.2%。2009-2010年度生产试验,平均产量2 595 kg·hm-2,比对照品种增产6.9%,全生育期平均232 d,比对照秦优7号早熟1 d,平均株高149.6 cm,匀生分枝类型,一次有效分枝数8.9个,单株有效角果数469.1个,每角粒数22.2粒,千粒重3.74 g。抗病鉴定综合评价为低抗菌核病。抗倒性较强。经农业部油料及制品质量监督检验测试中心检测,平均芥酸含量0.70%,饼粕硫苷含量 33.18 μmol·g-1,含油量43.05%。2010 年通过国家农作物品种审定 (国审油2010031)。

4 小结

雄性不育是植物杂种优势利用的主要途径之一,细胞核雄性不育由于具败育彻底、不育性稳定、受环境因素的影响较小、恢复源广泛、容易配制出强优势杂交组合等优点,在作物育种中被广泛应用。随着三系法的开发利用,大面积制种时采用全不育群体,从而克服两系法制种拔除不育系行一半可育株的困难,目前这一途径愈来愈受油菜育种工作者的重视,已有多家育种单位育成了隐性上位互作核不育三系杂交油菜组合应用于生产[6-9]。

隐性上位互作核不育系ZH1A具有株高较矮、株型紧凑、综合抗性优良等特点,以该不育系为母本育成的杂交油菜浙油杂1号是浙江省第1个通过国家农作物品种审定的杂交油菜品种,填补了浙江省杂交油菜方面的空白。目前,浙油杂1号、浙油杂2号已在长江下游地区推广种植,ZH1A的育成与应用将对浙江省油菜杂种优势的利用研究起到更进一步的推动作用。

[1]蒋梁材,杨淑药,张碧,等.我国油菜杂种优势利用途径概况[J].西南农业学报,1996(9):163-168.

[2]傅廷栋.油菜杂种优势研究利用的现状与思考[J].中国油料作物学报,2008(10):1-5.

[3]傅廷栋.杂交油菜的育种和利用[M].2版.武汉:湖北科学技术出版社,2000:2-84.

[4]余华胜,张冬青,张尧锋,等.甘蓝型油菜三隐性核不育系ZH1A制种技术初步研究[J].安徽农学通报,2010,16(7):82-83.

[5]陈凤祥,胡宝成,李成,等.甘蓝型由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(7):431-438.

[6]陈凤祥,胡宝成,李强生,等.甘蓝型油菜隐性上位互作核不育双低杂交种皖油14的选育 [J].中国油料作物学报,2003,25(1):63-65,68.

[7]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.

[8]陶侠林.双低杂交油菜皖油27的特征特性和保优、高产栽培技术 [J].安徽农业科学 [J],2006,34(16):3953-3954.

[9]卓宇红,彭武生,陈庭舟,等.油菜隐性核不育系S017A的选育与应用 [J].作物研究,2011,25(3):220-222.

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