CN102144534A - 苜蓿雄性不育系的选育方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苜蓿雄性不育系的选育方法，其主要特点是利用内蒙古锡林郭勒草原野生黄花苜蓿为母本与内蒙古准格尔紫花苜蓿为父本进行种间远缘杂交，从其后代中获得雄性不育系Ms-4，再用4个优良父本与其回交，对各回交后代中的雄性不育株扦插繁殖并进行主要农艺性状配合力测定，从中进一步选择配合力强、制种产量高的优良苜蓿雄性不育系2个，定名为Ms-4-1和Ms-4-2。该方法获得的不育系配合力强，雌蕊可育性良好，雄性不育率达100％，遗传稳定。

Description

苜蓿雄性不育系的选育方法

技术领域

本发明涉及一种牧草育种方法，特别指一种苜蓿雄性不育系的选育方法。

背景技术

苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上广泛种植的豆科牧草之一，在全世界共有60多种，我国有16种。由于其营养价值和牧草产量等特性明显优于其它草类，因此被称为“牧草之王”。另外，苜蓿根系发达，根瘤固氮，改土肥田，具有优良的生态功能。随着畜牧业的发展、生态环境的建设及商品经济的推动，近年来苜蓿种植面积逐年扩大，其产业化规模发展迅速，至2008年全国苜蓿种植面积达413万hm²(卢欣石2010)，但满足不同生产需求的苜蓿新品种仍然短缺。因此，培育高产、优质、高效、多抗、生态和安全的苜蓿新品种已成为国内外苜蓿研究者们不断追求的目标。

杂种优势育种是提高苜蓿产量，改进品质，增强抗性的有效途径。雄性不育系的选育是杂种优势利用的重要基础。利用雄性不育系配制的杂交种，其产量及抗性优势显著。同时，利用雄性不育系可以省去人工去雄，进行大面积杂交制种。而苜蓿雄性不育系的利用具有比农作物更简便、更优越的特性。一是苜蓿主要收获茎叶等营养体，而不是种子，一般可以不需要恢复系。在没有找到保持系时，可以利用无性繁殖方法，将雄性不育植株繁殖和保持下来；二是苜蓿的F1代可连续利用多年，杂交制种隔离区也可以连续利用多年。因此，利用苜蓿雄性不育系配制杂交种，是杂种优势育种的有效技术措施之一。

苜蓿雄性不育系最早在加拿大被选育和利用(吴永敷1984)，以后美国、俄罗斯、匈牙利、保加利亚、法国、日本等国的许多学者也相继培育出苜蓿雄性不育系，并利用其做了大量的杂交试验，获得了优良的杂交种。而相关选育方法及专利发布的报道则少见。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种苜蓿雄性不育系的选育方法，用本方法可选育一种雄性不育性稳定、配合力强、制种产量高的苜蓿雄性不育系。

本发明要解决的技术问题由如下步骤来实现：

步骤一、利用内蒙古锡林郭勒草原野生黄花苜蓿为母本与内蒙古准格尔紫花苜蓿为父本进行种间远缘杂交，育成草原1号杂花苜蓿(Medicago varia Martin.cv.Caoyuan No.1)；

步骤二、在草原1号杂花苜蓿开花期，田间检查每个植株的花药，凡是发现花药干瘪，没有花粉或花粉极少的植株，挂上标签，按顺序标上代号，从中选出6株雄性不育株，进一步对其花粉的的育性进行重复鉴定，从中选出雄性不育完全而雌性可育的4号不育株，并对其采用枝条扦插方法进行繁殖，得到不育系Ms-4；

步骤三、选取40份苜蓿品种(种)，对不育系Ms-4进行测交试验，发现各父本均可与不育系Ms-4杂交并能恢复其育性；

步骤四、为改善不育系Ms-4的不良生殖性状，选取具有不同优良性状的4个苜蓿材料为父本(草原1号杂花苜蓿、草原2号杂花苜蓿(M.varia Martin.cv.Caoyuan No.2)、黄花苜蓿(M.falcate L.)、不育系Ms-4与新疆大叶苜蓿的杂交种(M.varia Martin.cv.CaoyuanNo.1×M.sativa L.cv.Xinjiang Daye))进行人工杂交，经1-3次回交转育，从后代分离得到12个雄性不育株，利用枝条扦插繁殖和组织培养技术，建立性状稳定的苜蓿雄性不育系；

步骤五、对回交转育得到的12个不育系，开展主要农艺性状的配合力测定，从中筛选出配合力和制种产量均高的不育系2个，定名为Ms-4-1和Ms-4-2；

步骤六、该不育系与特定苜蓿品种配制的杂交种，其F₁代牧草产量竞争优势大于40％。

用本发明育成的苜蓿雄性不育系具有如下优点：

1、克服了原苜蓿雄性不育系Ms-4及国外苜蓿雄性不育系普遍存在的制种产量低的问题。应用回交转育法，改善了不育系雌蕊育性，显著提高了结实率。进一步通过配合力和农艺性状测定，成功选育出制种产量和配合力均高的优良雄性不育系。

2、由此选育出的苜蓿雄性不育系，其雄性不育性彻底，不受环境影响，不育率达100％。该不育系可与特定苜蓿品种配制杂交种，其牧草产量优势显著，假杂种产生的机率极小。

本发明中，不育系Ms-4是从苜蓿远缘杂交种(草原1号杂花苜蓿)中选育出来的，而回交转育所用父本材料为草原1号杂花苜蓿、草原2号杂花苜蓿、黄花苜蓿、不育系Ms-4与新疆大叶苜蓿的杂交种F₁代。因此，组配出的一切不育株及杂交种均为本发明所保护的范围。

附图说明

图1是苜蓿雄性不育系的选育方法的流程图

具体实施方式

下面结合附图举一选育方法的实施例：1、在草原一号杂花苜蓿(以内蒙古锡林郭勒草原野生黄花苜蓿为母本，准格尔紫花苜蓿为父本杂交而成)开花期，田间检查每个植株的花药，凡是发现花药干瘪，没有花粉或花粉极少的植株，挂上标签，按顺序标上代号，从中选出了6株雄性不育植株，平均7-10万株中选出1株雄性不育株。

2、对6个不育株花粉的育性进行重复鉴定，将田间挂上标签的每个植株剪取3-4个花序，带回室内，在显微镜下观察并检测花粉育性。其中可育花粉粒体积较大，为不育花粉粒的3-4倍，并有核及浓厚的细胞质充满整个花粉粒。而不育花粉粒体积较小、无核、干瘪、空壳，仅在花粉粒的四周有细胞质，中间的液泡较大，花粉粒表面的褶皱纹理较深。统计完全没有花粉粒(无花粉型)，或有花粉粒但全部是不育花粉粒(花粉败育型)的植株所占比例。经花粉粒育性鉴定发现，1、2、3号为部分雄性不育系，花粉不育率为80.0％-90.2％；不育系4-6号为完全雄性不育系，花粉不育率均为100％，但5号和6号既是雄性不育系，又是雌性不育系，在杂交种配制上无应用价值。因此，从中选出雄性不育而雌性可育的4号不育株，并对其采用枝条扦插方法进行繁殖，得到不育系Ms-4。

3、选取40份苜蓿品种(种)，对不育系Ms-4进行测交试验，发现各父本均可与不育系Ms-4杂交并能恢复其育性。其中不育系Ms-4与新疆大叶苜蓿所配制的杂交种F1代牧草产量优势明显，但制种产量低。为此，进一步开展了苜蓿雄性不育系Ms-4的生殖生物学、雌雄蕊细胞形态学、花蜜腺解剖学的研究。结果发现，不育系Ms-4花序短、每花序小花数少、柱头面积小、蜜腺分泌物少等缺陷是造成制种产量低的主要原因。通过文献了解到国外利用苜蓿雄性不育组配杂交种在生产上未广泛应用的原因，主要也是受制种产量低影响。

4、为改善不育系Ms-4的不良生殖性状，选取具有不同优良性状的4个苜蓿材料为父本(分别是草原1号杂花苜蓿、草原2号杂花苜蓿、黄花苜蓿、不育系Ms-4与新疆大叶苜蓿的杂交种)进行人工杂交。经多次回交转育，从后代分离得到12个雄性不育株。利用枝条扦插繁殖和组织培养技术，建立了性状稳定的苜蓿雄性不育系。

5、对回交转育得到的12个不育系，开展主要农艺性状的配合力测定，从中筛选出配合力和制种产量均高的不育系2个，定名为Ms-4-1和Ms-4-2。

Claims (1)

1.苜蓿雄性不育系的选育方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、利用内蒙古锡林郭勒草原野生黄花苜蓿为母本与内蒙古准格尔紫花苜蓿为父本进行种间远缘杂交，育成草原1号杂花苜蓿；

步骤二、在草原1号杂花苜蓿开花期，田间检查每个植株的花药，凡是发现花药干瘪，没有花粉或花粉极少的植株，挂上标签，按顺序标上代号，从中选出6株雄性不育株，进一步对其花粉的的育性进行重复鉴定，从中选出雄性不育完全而雌性可育的4号不育株，并对其采用枝条扦插方法进行繁殖，得到不育系Ms-4；

步骤三、选取40份苜蓿品种或种，对不育系Ms-4进行测交试验，发现各父本均可与不育系Ms-4杂交并能恢复其育性；

步骤四、为改善不育系Ms-4的不良生殖性状，选取具有不同优良性状的4个苜蓿材料为父本，进行人工杂交，父本材料分别为草原1号杂花苜蓿、草原2号杂花苜蓿、黄花苜蓿、不育系Ms-4与新疆大叶苜蓿的杂交种，经1-3次回交转育，从后代分离得到12个雄性不育株，利用枝条扦插繁殖和组织培养技术，建立性状稳定的苜蓿雄性不育系；

步骤五、对回交转育得到的12个不育系，开展主要农艺性状的配合力测定，从中筛选出配合力和制种产量均高的不育系2个，定名为Ms-4-1和Ms-4-2；

步骤六、该不育系与特定苜蓿品种配制的杂交种，其F₁代牧草产量竞争优势大于40％。

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