油菜特高油种质及其高油杂交种的选育方法.pdf

本发明公开了一种油菜特高油种质及其高油杂交种的选育方法，该方法采用聚合育种、生态育种和黄籽育种，三者有效结合并合并利用，以获得高油和特高油种质材料，然后利用“高油+化杀”的育种模式，实现培育高油高产优质的杂交油菜新品种；采用本发明的方法，获得了显著的高油育种效果，特高油种质的含油量达到了59.1～61.4％，双低优质油菜杂交种的含油量达到了50.12～54.4％。已成功选育出“秦优33”双低优质油菜杂交种，含油量47.77％，为黄淮区有品种试验以来最高的含油量，已于2008年9月通过国家审定，在黄淮区示范推广；选配出50％以上的杂交种已进入国家区试。

1、  一种油菜特高油种质及其高油杂交种的选育方法，其特征在于，该方法采用聚合育种、生态育种和黄籽育种，三者有效结合并合并利用，以获得特高油种质的含油量达59.10～61.4％的品种/系，然后利用“高油+化杀”的育种模式，实现培育高油高产优质的杂交油菜新品种；
所述的聚合育种是选择含油量较高的种质材料，按照杂交育种的原则，进行单交、复交、回交，使高含油量基因不断聚合，优良性状不断累加；
所述的生态育种是在高低海拔不同的生态区穿梭育种，为油菜种质材料创造含油量不断提升积累的生态环境；即：
在冬春不同生态区种植，动摇其种质油份遗传的保守性，在春播高海拔地区种植，有利油份的形成和积累，在秋播低海拔地区种植，进行农艺性状选择；
所述的黄籽育种是利用油菜黄色种皮薄、种皮含油高以及种仁比例大含油量也高的特点，提高种质的油分含量；
所述的“高油+化杀”的育种模式，是将育成的含油45％以上的高油优良种质或50％以上的特高油优良品系，采用化杀雄剂，对用作母本的高油或特高油种质/品系分两次实施化杀诱导雄性不育，在实施时还要适当增加母本种植密度、打掉母本主苔，以缩短母本花期，同时加强辅助授粉。

2、  如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的“高油+化杀”的育种模式，具体配制杂交种时按下列要求进行：
1)安全隔离：化学杂交制种设有1500m的安全隔离区，隔离区范围内不得种植非父本油菜品种和十字花科收籽蔬菜作物，一经发现有非父本的自生油菜和十字花科收籽蔬菜作物，均应在开花前彻底清除；
2)适宜行比：在花期相遇良好，花粉量充足的条件下，父母本行比采用1∶2、2∶3或2∶4，母本间行距40cm，父母本间行距45cm；父本的种植密度为8500～10000株/亩，而母本的种植密度为每亩12000株至14000株；
3)去杂去劣：在越冬期、蕾苔期、初花期，把不符合亲本典型特征的杂株劣株除去；对于母本行中个别杀雄不彻底的植株的花枝也应在初花期去除；
4)调节花期：研究证明化学杂交剂SX-1能使油菜初花期推迟2-3天，因而在选择强优势组合时，母本初花期宜比父本初花期提前3-4天，如不能相遇可采用打苔的措施，进行调节；
5)缩短花期：为确保两次喷药药效能延长到母本终花期，整个开花时间应控制在26天左右，其方法一是增加母本种植密度；二是适当推迟喷药时间即第一次喷药在最大花蕾2mm时，薹高20cm时；三是前期采取打苔措施，即父母本同时打苔；
6)母本杀雄：用专利号ZL 03105389.0中的化学杂交剂实施两次喷药，即对父母本行比为1∶2的母本，在油菜花粉母细胞发育的单核期，母本最大花蕾2mm时，实施第一次施药，浓度为6mg/l，亩喷23kg药液，第一次施药后11～14天，再喷施第二次，浓度为8mg/l，同样每亩喷施23kg药液；
如果春油菜区母本行比大，亩留苗密度大，应适当加大喷施量，为了避免将药喷在父本上，应采用简易的防护罩或防护架；如因喷施时期不当，初花期出现微粉的可将其有粉花枝打去；
7)辅助授粉：辅助授粉在初花至盛花期于晴天或多云无风天的上午10时至12时，用绳拉或缠有布条的拨竿将父本花粉赶落到母本柱头上，或者按照制种田放蜂的技术要求适量放蜂，并于父本近终花时将蜂及时撤走。

油菜特高油种质及其高油杂交种的选育方法
技术领域
本发明属农业领域的油菜特高含油量和杂交种的选育，特别涉及一种油菜特高油种质及其高油杂交种的选育方法。
背景技术
上世纪八十年代初期，我国成功地解决了油菜的杂种优势利用，培育出世界上第一个成功应用于生产的杂交油菜品种秦油2号，推广于我国黄淮、长江流域的12个省区，增产幅度达30％左右，促进了我国油菜单产由中产到高产的变革，常规品种到杂交品种的过渡；九十年代我国选育的单、双低(低芥酸、低硫苷)优质油菜品种先后在生产上开始应用，但早期育成的优质品种大多存在产量低、成熟晚、抗病差的问题，于是专家们提出了利用杂优+优质的技术路线，使这些问题得到了有效解决。新世纪育成的双低优质品种不仅品质好，而且产量已赶上或超过双高品种(高芥酸、高硫苷)或杂交种。
油菜是我国的主要油料作物，占我国食用植物油消费量的45％左右，所以种油菜是以取油为目的，但数十年来我国油菜的含油量一直徘徊在37％～40％，比国外含油量低3～5个百分点。苏联OpoбчeHκo，Б.II.在上世纪50年代(1959)曾预计油菜种子的含油量可达到60％，但至今没有任何科学家能达到这一目标，截止目前为止，已知的最高的种质材料含油量仅达到了55％左右，而在上世纪八、九十年代，我国油菜的含油量则与此相差甚远。申请人经过分析研究，认为油菜单产再提高难度较大，因油菜杂交种的成功推广，其产量已高达250kg/亩以上，但含油量的提高目前尚有较大的潜力和极大的增长空间，所以申请人从上世纪九十年代初就把高含油量的选育列为自己的重要育种目标之一。1994年，申请人购买了一台德国Brucker公司生产的核磁共振油分测定仪，该仪器能快速提供检验结果且不破坏活种子，从此申请人在以前品种选育的基础上正式开始了油菜高含油量的育种工作。
发明内容
本发明的的目的在于，提供一种油菜特高油种质及其高油杂交种的选育方法，该方法采用聚合育种、生态育种和黄籽育种等方法，不断聚合累加高油基因，获得了显著的高油育种效果；同时采取“高油+化杀”的育种模式，培育高油高产优质的杂交油菜新品种。本发明获得的特高油种质的含油量达到了59.10～61.4％，双低优质油菜杂交种的含油量达到了50.12～54.4％。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种油菜特高油种质及其高油杂交种的选育方法，其特征在于，该方法采用聚合育种、生态育种和黄籽育种，三者有效结合并合并利用，以获得特高油种质的含油量为59.10～61.4％的优良性状的品种/系，然后利用“高油+化杀”的育种模式，实现培育高油高产优质的杂交油菜新品种；
所述的聚合育种是选择含油量高的种质材料，按照单交、复交、回交的方法，使高含油量基因不断聚合，优良性状不断累加；
所述的生态育种是在高低海拔不同的生态区穿梭育种，为油菜种质材料创造含油量不断提升积累的生态环境；即：
在冬春不同生态区种植，动摇其种质油份遗传的保守性，在春播高海拔地区种植，有利油份的形成和积累，在秋播低海拔地区种植，进行农艺性状选择；
所述的黄籽育种是利用油菜黄色种皮薄、种皮含油高以及仁多含油高的特点，提高种质的油分含量；
所述的“高油+化杀”的育种模式，是将含油45％以上的高油优良种质或育成50％以上的特高油优良品系，采用专利号ZL 03105389.0中的化学杀雄剂对用作母本的高油或特高油优良种质/品系分两次实施化杀诱导雄性不育；在实施时还要适当增加母本种植密度、打掉母本主苔，以缩短母本花期，同时加强辅助授粉。
申请人采用本发明的方法，已成功选育出“秦优33”双低优质油菜杂交种，含油量47.77％，为黄淮区有品种试验以来最高的含油量，已于2008年9月通过国家审定，在黄淮区示范推广；选配出的含油量50％以上的杂交种也进入了国家区试。
附图说明
图1是本发明的油菜高含油量生态育种示意图；
以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施方式
本发明的油菜高油和特高油种质以及高油杂交种的选育方法的内容特作如下说明：
1、油菜高油和特高含油量选育方法主要包括聚合育种、生态育种及黄籽育种等。
a、聚合育种：利用核磁共振油分测定仪，于九十年代初快速、大量的对2万份现有种质材料和杂交选育后代的含油量进行测定，结果平均含油量仅40％左右。在此基础上，对个别含油量高达45％左右的材料，实施优中选优，并施以选择压。同时对选出的含油量较高且农艺性状较好的种质材料和优良品种(系)，按照杂交育种的原则进行组合选配，开始以单交为主，随后在含油量提高的基础上，再行复交、回交，有的甚至复交2～3次，使高含油量基因不断聚合，优良性状不断累加。如最初进行的单交组合有7399-8×A74、1721-1B×start、7399-8×772等，随后，又进行了诸如以下一些复交，以获得更高的含油量。如：1721-1B/start//955、7399-8/A74/3/1721-1B/start//955、7399-8/772//加219、7792-95/772//772/3/CO22/5C21//油研10号。
同时，申请人还把一些已知的、我国自有的或外引的具有某种优良农艺性状的品种(系)与选出的高含油量品种(系)种植在一起，让其天然自由授粉杂交，而后从中连续多代选择，如陕2B、韩1等品种，通过该方法使这两种品种(系)的含油量分别由原来的40.86％、37.18％都提高到了50％以上。
在聚合育种中，申请人特别注意高油基因的不断聚合和聚合后的优中选优，使其含油量不断提升。
b、生态育种：就是在高低海拔不同生态区的穿梭育种，为油菜种质材料或品种(系)创造含油量不断提升积累的生态环境。申请人利用在陕西大荔低海拔区(海拔368m)与甘肃张掖高海拔区(海拔2300m)穿梭生态育种，既完成了加代(一年二代)，又有利含油量的提升，取得了双倍的效果。
为了加快高含油品种的育种进程，从2001年起，申请人于初冬的11月底到12月上旬将在陕西大荔秋播通过春化的高油品种(系)和杂交组合移到温室内，使其抽苔开花，并在温室内进行杂交、回交、系选等。于翌年3月底～4月中旬收获，经分析选择，于4月下旬到甘肃张掖春油菜区播种加代，再于当年9月中下旬收获，经含油量和品质筛选，于9月底在陕西大荔播种。这样一年两代，从2001年至今已进行了16代。在加代中，申请人研究认为，春油菜区十分有利于高含油量的形成和积累，所以，这不仅是一种加速育种进程的重要措施，也是一种极好的高含油量生态育种和生态适应性选择的方法。该方法既将育种材料每年在冬春两种完全不同的生态条件下种植，动摇其油分遗传的保守性，并以高含油量为育种目标，进行异地定向选择，特别让其在春播高海拔区种植，以利于油分的形成和积累。然后再在秋播低海拔区种植，适当稀植，利于品种性状的发挥，再以高油优良性状为目标，连续定向选择，育成高油分优良品种(系)(图1)。
c、黄籽育种：申请人利用黄籽高含油的特点，选育高油黄籽种质。前人研究黄色种皮油菜的含油量一般高于同类型的黑色油菜种皮的含油量，申请人的大量研究也充分地证实了这一点。为了提高含油量，申请人在创造黄籽种质和黄籽高含油的机理研究方面作了以下一些工作：
①从白菜型、芥菜型、甘蓝型油菜中广泛收集黄籽种质资源，并杂交选育、在杂交后代中重点研究和选育高含油量的甘蓝型黄籽种质材料。
②上世纪八十年代中期，申请人发现了甘蓝型油菜黄籽显性基因Y_{1_}Y_{2_}(已获中国专利，专利号：ZL 94119114.1)，获得了该显性基因在纯合和杂合的情况下，均能使油菜种皮色泽表现为黄色或黄褐色，这一发现为申请人创造新的黄籽种质提供了条件和可能。
③通过对含油量50％以上的遗传背景完全不同的54份品种(系)的种子研究结果显示：54份中，黄籽有28份，占51.85％，黑籽13份，占24.07％，中间类型13份，也占24.07％，在8份58％以上特高油分含油量的品种(系)中，黄籽(含黄绿籽)有6份，黄褐籽2份，未有纯黑籽的；且黄籽油菜皮壳率低，皮壳含油量高，种仁比例大，含油量也高，这对高含油量育种有重要的指导意义。多年来，申请人十分重视黄籽高含油量油菜的育种工作，选出了一大批高含油量的优异黄籽种质资源。
以上获得高含油量的三种育种方法结合并用，可以获得特高含油量的种质材料，以下仅举两个例子加以说明：
1、代号为07Sn538的品系是一个高芥酸低硫苷特高含油量的优良品系，芥酸含量41.18％，硫苷含量为30.05μmol/g饼，含油量61.6％。该品系的杂交组合为：1721-1B(SE₈×Midas)/Start//955(华黄1号)，组合中几个品种的来源是：
SE₈：来自陕西省汉中早丰油菜系统；
Midas：加拿大低芥酸品种；
Start：波兰双低(低芥酸、低硫苷)优质品种，含油量较高；
955：原华黄1号，华中农业大学刘后利教授育成的我国第一个甘蓝型黄籽油菜品种，含油量46.69％。
选育方法如下表：