油菜隐性核三系育种研究取得重大进展
由我所主持完成的“甘蓝型油菜新材料绵7MB-1与核三系育种方法的创制及应用”在09年荣获了中国农学会“神农中华农业科技二等奖”和四川省科技进步二等奖。
甘蓝型油菜应用隐性核不育两系法选配杂交品种应用较为广泛。隐性核不育两系的优点是育性彻底,不受气候等环境条件的影响,缺点是在制种时需拔除50%的可育株,工作量大,制种成本较高。若拔除可育株不及时彻底,杂种的质量将无法得到保证。
我所自1993年起对本所的绵AB系列不育系成对兄妹交中发现,不育株后代不育株率与相对应可育株自交后代不育株率成正相关关系。并利用以上规律,以育性为主要选择对象,通过连续多年的材料创新,获得了不育株率在90%以上的新型不育材料,最终实现了隐性核不育系不育株率的突破,与国内现有的核不育两系材料50%的不育株率相比,取得重大进展。该项研究得到了“十五”、“十一五”四川省农作物育种攻关、四川省联合育种攻关、四川省应用基础研究等项目的经费支持。
核三系新材料绵7MB-1的创制是油菜杂种优势利用研究领域的一项突破性新成果,属国内外首创。利用绵7MB-1保持后的核三系不育系具有不育株率高、育性稳定彻底、恢复源广的显著优点。以绵7MB-1为基础,针对材料遗传特点,摸索并建立了先选育核两系不育系,再利用绵7MB-1进行保持获得核三系不育系,进而测配强优势组合的核三系法育种方法。通过建立绵7MB-1保持系快速繁殖的技术方法,解决了保持后的核三系不育系从原种到制种生产用种过程中,如何使保持力不发生改变的技术瓶颈。采用核三系法制种,使油菜杂交制种产量比两系法提高了30-50%,亩用工成本下降50元以上,同时大大降低了劳动强度,是油菜制种技术的一次革新。
绵7MB-1是首次发现的新的双隐性核不育完全保持系,与安徽省农业科学院的9012A不育系体系不同。绵7MB-1所保持的核三系不育系与9012A隐性上位互作核不育系的不育性属两套相互独立的不育系统,两者的不育性不能互相保持。绵7MB-1除可完全保持绵AB系列核不育两系不育系外,还可完全保持与之等位的S45AB(四川大学)、117AB(贵州省油料所)等核不育两系不育系,并可回交保持。
利用该新材料及核三系育种方法已选育出优质双低国审品种1个,川审品种3个,陇审品种1个。以上新品种在全国累计推广应用达2235.5万亩,新增产量2.82亿公斤,新增收益6.85亿元,取得了显著的社会经济效益。
该项目针对油菜杂种优势利用中核不育两系法不育系繁殖、制种要人工拔除50%可育株的难题,利用甘白远缘杂交,发现了甘蓝型隐性核三系不育材料,丰富了我国油菜雄不育杂种优势利用遗传资源;通过研究发现了不育株后代的不育株率与相对应可育株自交后代不育株率呈正相关关系;形成了新的核三系法应用理论体系,推动了我国油菜杂种优势利用研究的发展。建立的核三系育种新方法创新性强,可操作性强,选育出核三系杂交双低优质油菜新品种5个,配制新组合25个,推广应用面积达到2000余万亩,解决了两系法制种中需拔除大量可育株的麻烦,起到了节本增产的显著效果,提升了我国杂交双低油菜制种和产业化生产的水平。创制的"利用体细胞组织培养实现油菜核三系育种的技术"申请了国家发明专利(专利公开号CN101238789A,公开日2008年8月13日)。通过组织快繁技术,有效提高了保持系的保持能力,解决了保持系保持后的核三系不育系从原种到大田制种的繁殖技术关键,技术具有新颖性和实用性。将组织培养技术用于核三系保持系的快速繁殖方法,目前国内外尚无相关报道。经专家鉴定该项目达国际同类研究领先水平。