CN111955340B - 一种对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质及其选育方法 - Google Patents

一种对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质及其选育方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质及其选育方法，属于小麦育种领域。本发明的种质由四种具有部分外源血缘的亲本材料两两组配，单交后再复交，然后再对复交后代连续自交，经混合选择与***选育得到的对蓝矮败或蓝败不育性具有完全抑制作用的种质。本发明得到的种质材料为蓝矮败或蓝败授粉，可使蓝矮败或蓝败植株上所结的种子全部可育，分拣出的蓝粒下代具有花药花粉，可自交结实能为普通小麦授粉杂交；打破了现有蓝矮败或蓝败所结蓝粒不育的现状。为未来解决不育系的细胞质置换提供了宝贵的种质资源，将破解不育系细胞质单一存在的潜在威胁。

Description

一种对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质及其选 育方法
技术领域
本发明涉及小麦育种领域，特别涉及一种对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质及其选育方法。
背景技术
蓝矮败与蓝败是两种新型小麦显性核不育系，都是4D#染色体的附加系单体。蓝矮败是蓝粒、矮秆两个性状标记的不育系；蓝败是蓝粒标记的不育系。两个不育系都以蓝粒作为标记性状，在种子下地之前就能将蓝粒的不育种子通过色选分拣出来，为未来小麦杂种优势利用开辟了新途径，带来新希望。
蓝败、蓝矮败两种不育系的不育基因都是来自太谷核不育的显性核不育单基因Ms2，该不育材料具有花药败育彻底、颖壳开张角度大等众多优点。
在育成蓝矮败与蓝败之前，于1972年高忠丽在山西太谷县发现显性单基因核不育系，后来被国际组织命名为Ms2，刘秉华研究员用其育成矮败，将Ms2基因与矮秆基因Rht10连锁，其性状基因被定位在4D#染色体的短臂上。太谷核不育系及矮败在后代分离群体中不育与可育个体均大约各占一半，但不育材料在种子下地之前都不能区分育性，因此很难直接用于小麦杂交种生产，多用于轮回选择及作为小麦杂交工具被利用。直到有了粒色标记的蓝败、蓝矮败才开始将Ms2基因用于小麦杂交种生产。
从太谷核不育、矮败，再到蓝败、蓝矮败，人们一直都在寻找抑制Ms2性状表达（抑制基因）的种质材料，但一直未能找到。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质。该种质对蓝败不育系和蓝矮败不育系具有育性恢复能力，为未来解决不育系的细胞质置换提供了宝贵的种质资源，将破解不育系细胞质单一存在的潜在威胁难题。
本发明的技术方案为：
一种对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质，由四种含有部分外源血缘的亲本材料两两组配，单交后再复交，然后再对复交后代连续自交，经混合选择与***选育而获得的对蓝矮败或蓝败不育性具有完全抑制作用的种质。这些具有外源血缘关系的小麦种质使得蓝矮败或蓝败单显性核不育基因Ms2表达受到抑制，这些可抑制蓝矮败或蓝败单显性核不育基因Ms2表达的含有外源血缘关系的小麦种质是通过对各类种质的广泛筛选得到的。
根据申请人的分析，四种具有外源血缘的亲本材料疑似含有对Ms2具有抑制作用或显性上位作用的非等位基因。
作为优选方案，四种具有外源血缘的亲本材料分别为普冰143、临远4094、天选46、小偃503。
所述种质的选育方法，包括步骤：
1）在多种小麦种质资源中筛选对测试蓝矮败或蓝败授粉所结蓝粒可育株占比高的种质材料，得到种质甲、种质乙、种质丙和种质丁（种质甲、种质乙、种质丙和种质丁疑似含有对Ms2性状表达具有抑制作用或显性上位作用的非等位基因，并发现四种种质都是具有部分外源血缘的种质资源）；
2）种质甲与种质乙单交，种质丙与种质丁单交，然后复交；
3）对复交后代连续自交，先混合选择再***选育，得到对蓝矮败或蓝败不育性具有完全抑制作用的单株；
4）保留对蓝矮败或蓝败不育性具有完全抑制作用的单株后代，再经过连续若干代选择，育成稳定的对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有完全抑制作用的种质。
作为优选方案，步骤1）筛选得到的种质材料均为具有外源血缘的亲本材料。
作为优选方案，步骤1）中，种质甲为普冰143，种质乙为临远4094、种质丙为天选46、种质丁为小偃503。
步骤3）复交后经两代混合选择，在***选择的当代选株中即选到了对Ms2性状具有完全抑制作用的单株。
进一步地，保留对Ms2性状表达具有完全抑制作用的单株后代，再连续***选育数代，育成稳定的对蓝矮败/蓝败Ms2性状具有完全抑制作用的种质材料Ms2-R101。Ms2-R101种质，是一种携带了部分外缘染色体片段或基因的六倍体普通小麦品种，仍具有AABBDD染色体组，并具有下列基本特征：长芒白颖壳白粒，株高75厘米左右，为蓝矮败或蓝败授粉能使蓝矮败或蓝败植株上结出的籽粒（白粒与蓝粒）下代全部可育。
本发明的有益效果为：
1、本发明得到的种质材料为蓝矮败或蓝败授粉，可使蓝矮败或蓝败植株上所结的种子全部可育（不论蓝粒和白粒），分拣出的蓝粒下代具有花药花粉，可自交结实能为普通小麦授粉（通过人工去雄）杂交；打破了现有蓝矮败或蓝败所结蓝粒不育的现状。
2、本发明得到的种质材料对蓝败不育系和蓝矮败不育系具有育性恢复能力，可能存在对Ms2性状表达具有抑制作用或显性上位作用的非等位基因，为未来解决不育系的细胞质置换提供了宝贵的种质资源，将破解不育系细胞质单一存在的潜在威胁难题。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步解释说明。
本发明对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质的获得过程为：
一、筛选可能含有能对Ms2基因性状表达起抑制作用的种质材料（即可能含有非等位抑制基因或显性上位基因的种质材料）
1、广泛收集大量各种类型的小麦种质资源，尤其注重收集携带各类含有外源遗传物质（异易位系、异附加系、外缘渗透系、异代换系）的小麦种质资源；
2、构建杂交鉴定圃：
选定几个（或某一个）稳定的蓝矮败/蓝败回交群体为测试材料，以适当的蓝矮败/蓝败群体规模（通常播种两行，并预留一行父本播种位置，及1米左右与各隔离区之间的走道位置），分别将收集到的小麦品种播种在这些蓝矮败/蓝败旁边做父本，抽穗前用竹木支架、铁丝、塑料编织布等材料搭建隔离区，（每份材料建立一个蓝矮败/蓝败隔离区），这样便建成了蓝矮败/蓝败的杂交鉴定圃。在每一个隔离区内父本对蓝矮败/蓝败自然授粉，抽穗期注意及时拔除出现在蓝矮败/蓝败行中的可育株（蓝育株），蓝矮败/蓝败植株上所结种子（同株有蓝、白两种颜色的籽粒）按粒色分拣出蓝粒，各隔离区单独收获、脱粒、分别按粒色分拣（统计蓝粒占比）、各自单独装袋编号；
3、建立筛选鉴定圃：
将上述各品种对蓝矮败/蓝败授粉结实后所分拣出的蓝粒种子统一分别编号，秋季次序分别单独播种，建立各自的隔离区，通常播种2~3行分拣出的蓝粒种子，旁边播种1行父本（与上年为同一品种（回交）），并预留各隔离区之间的走道，在整个筛选鉴定圃中至少设置3~5处蓝矮败/蓝败原品种回交小区做对照。抽穗前用竹木支架、铁丝、塑料编织布等材料搭建隔离区，自然授粉，成熟后各隔离区单收、单放、单独脱粒、按粒色分拣蓝粒与白粒并统计各自占比。
4、分析评价、筛选：
对上述群体，在抽穗期观察记载各隔离区内播种的蓝粒种子植株可育与不育植株（或单穗）的数量及百分率，通过与对照（蓝矮败/蓝败原品种统一回交小区）比较，筛选隔离区内可育（自交结实）植株占比高的父本品种材料，分析筛选出这些可能含有抑制Ms2性状表达的种质材料，或存在显性上位关系的育性恢复材料。
二、杂交聚合抑制基因（或显性上位基因）同步鉴定测试育性恢复抑制效果
选取筛选出的可育株占比高的不同品种，组配杂交组合。把认为可能含有对Ms2性状表达具有抑制作用（或显性上位作用）的种质材料两两组配。采取人工去雄、人工授粉杂交，然后再复交，后续各世代自交，先混合选择扩大基础群体，再***选育。从选单株开始，各世代都作为某选定蓝矮败/蓝败的授粉父本材料为蓝矮败/蓝败授粉，作授粉父本的各代材料仍单独收获利用，并继续按系谱选种程序进行后续选育，同时对授粉结实的蓝矮败/蓝败所结种子分拣蓝粒，继续种植观察记载可育与不育株数量及占比与选定蓝矮败/蓝败回交对照群体做比较，最终育成能够使蓝矮败/蓝败所结蓝白粒种子全部可育的种质材料。
实施例1
本发明对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质的获得过程为：
一、按照上述筛选可能含有能对Ms2基因性状表达起抑制作用的种质材料的过程，以爱民蓝矮败66为测交蓝矮败，通过对各种各类大量种质资源进行种植筛选，从中筛选到对蓝矮败授粉所结蓝粒可育株占比最高的四份种质材料，分别为种质甲、种质乙、种质丙、种质丁；发现筛选得到的四份种质材料均为含有部分外源血缘的亲本材料。
筛选出的：
种质甲为普冰143，陕西省审定品种；
种质乙为临远4094，山西省小麦所选育品系；
种质丙为天选46，甘肃省审定品种；
种质丁为小偃503，陕西省审定品种。
二、杂交聚合抑制基因（或显性上位基因）同步鉴定测试育性恢复抑制效果
2.1、种质甲与种质乙单交（甲/乙），种质丙与种质丁单交（丙/丁），然后复交（甲/乙） //（丙/丁）；
2.2、对复交后代连续自交，前两代按混合选种程序，只淘汰少数较差的个体，其余混收扩繁，扩大选种的基础群体，从复交后第三代开始按照***选种程序在自交分离群体中选单株，从选单株开始各当选单株单独种植（并做父本利用），同步对爱民蓝矮败66授粉，分别建立各自的隔离区，对下代统计蓝粒可育株的占比，与爱民蓝矮败66的回交（♂良星66）对照群体蓝育株占比进行比较，选留可育株占比高的株系，本实施例经下代种植测试发现在选单株的当代就选到了对Ms2具有完全抑制作用的单株，后续选育采用***选育方法，只对该单株的自交后代进行测试选择，保留对蓝矮败育性具有完全抑制作用且综合性状优良的单株后代，淘汰掉其他全部单株，在经过连续4代选择后，育成稳定且对蓝矮败育性有抑制作用的种质材料Ms2-R101及多个姊妹系材料。
用Ms2-R101为蓝败授粉，也可以完全抑制蓝败的不育性状表达。
其中的良星66为山东省审定品种；
爱民蓝矮败66是淄博爱民种业有限公司自主转育而成的冬性蓝矮败种质，是利用山东省审定品种良星66为轮回父本，对蓝矮败97-866（【注】：申请人与四川凉山彝族自治州西昌农科所合作协议有条件获得，该种质原称“小麦矮败蓝标性不育系”，曾在多种刊物发表公开）连续回交及在遗传背景冬性化的过程中选育转育而成（可有偿获得）。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (3)

1.一种对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有抑制作用的种质的选育方法，其特征在于，包括步骤：
1）在多种小麦种质资源中筛选对测试蓝矮败或蓝败授粉所结蓝粒可育株占比高的种质材料，得到种质甲、种质乙、种质丙和种质丁；
2）种质甲与种质乙单交，种质丙与种质丁单交，然后复交；
3）对复交后代连续自交，先混合选择再***选育，得到对蓝矮败或蓝败不育性具有完全抑制作用的单株；
4）保留对蓝矮败或蓝败不育性具有完全抑制作用的单株后代，再经过连续若干代选择，育成稳定的对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有完全抑制作用的种质；
步骤1）中，种质甲为普冰143，种质乙为临远4094、种质丙为天选46、种质丁为小偃503。
2.如权利要求1所述种质的选育方法，其特征在于：步骤1）筛选得到的种质材料均为具有外源血缘的亲本材料。
3.如权利要求1所述种质的选育方法，其特征在于：保留对Ms2性状表达具有完全抑制作用的单株后代，再连续***选育数代，育成稳定的对蓝矮败/蓝败Ms2性状表达具有完全抑制作用的种质材料Ms2-R101。
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