CN116965329B - 一种油菜杂交品种的选育方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于农业种植栽培及选育技术领域，具体涉及一种油菜杂交品种的选育方法及其应用，选择油菜F1代杂交品种及其亲本进行种植，对农艺性状进行鉴定；将得到的油菜杂交品种进行亲本基因组测序，筛选单核苷酸变异、***/缺失的变异位点，结合性状表型数据和杂交种与双亲遗传距离之间的相关性分析，得到杂交种的农艺性状与亲本遗传距离之间的关系；根据分析结果优化油菜高油高产杂交种亲本选配技术，对核心种质遗传距离及农艺性状进行互补性评价，筛选亲本组配杂交组合，对杂交组合进行农艺性状检测，明确各项指标数据，筛选得到油菜杂交品种。本发明能够指导高油高产优质多抗油菜杂交品种的选育。

Description

一种油菜杂交品种的选育方法及其应用
技术领域
本发明属于农业种植栽培及选育技术领域，具体涉及一种油菜杂交品种的选育方法及其应用。
背景技术
油菜是重要的油料与经济作物
利用油菜杂种优势实现优质高产的关键技术在于杂交亲本的选择。具有较高配合力且优良性状遗传力强的亲本杂交组配，容易获得产量结构理想的杂交组合。现有油菜杂种育种技术在筛选杂交亲本过程中存在效率低、盲目性大等问题，不适于油菜产业快速发展的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种油菜杂交品种的选育方法及其应用。本发明提供的油菜杂交品种的选育方法，通过对油菜农艺性状表型数据和杂交种与双亲遗传距离的相关性分析，指导高油高产优质多抗油菜杂交品种的选育。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种油菜杂交品种的选育方法，包括以下步骤：
选择油菜F1代杂交品种及其亲本进行种植，对农艺性状进行鉴定；
将得到的油菜杂交品种进行亲本基因组测序，筛选单核苷酸变异、***/缺失的变异位点，结合性状表型数据和杂交种与双亲遗传距离之间的相关性分析，得到杂交种的农艺性状与亲本遗传距离之间的关系；
对核心种质遗传距离及农艺性状进行互补性评价，筛选亲本组配杂交组合，对杂交组合进行农艺性状检测，明确各项指标数据，筛选得到油菜杂交品种。
优选的，所述农艺性状包括：含油量、分枝数、每角粒数、千粒重、株高、菌核病发病率和生育期中的一种或几种。
优选的，所述农艺性状中，分枝数、每角粒数与遗传距离呈正相关；含油量、菌核病发病率和生育期与遗传距离呈负相关。
优选的，所述的油菜杂交品种包括已知亲本的商品种。
优选的，油菜杂交品种的亲本及其F1代杂交种进行种植时，种植密度为1.8～2.2万株/亩。
优选的，所述条播的播种行距为0.1～0.5m，定苗后每行留苗20～30株。
优选的，按随机区分组，重复种植2～5次。
优选的，所述农艺性状检测的方法包括：近红外分析种子含油量，人工考察株高、分枝数、每角粒数、千粒重和生育期性状，田间接种检测菌核病发病率。
优选的，所述遗传距离的预测方法，包括：对所有油菜杂交品种亲本进行基因组测序，通过序列变异位点筛选单核苷酸变异、***/缺失标记对杂交种亲本进行基因分型，借助生物信息软件tassel 4.0获得遗传距离关系。
本发明提供了上述的选育方法在培育油菜杂交新品种中的应用。
有益效果：本发明提供了一种油菜杂交品种的选育方法，通过对油菜农艺性状表型数据和杂交种与双亲遗传距离的相关性分析，指导高油高产优质多抗油菜杂交品种的选育。本发明的方法通用性强，可推广至各种高油、高产、高抗病杂交油菜品种的选育，并为实践中更高效的获得杂交新品种提供保证。
本发明利用所述选育方法可筛选出产量、含油量均显著增加的高产高油高抗品种。本发明方法选育出的甘蓝型油菜杂交新品种具有高油、高产、高抗病等优点。
附图说明
图1为油菜杂交种亲本高效定向选配技术流程图；
图2为油菜品种中油杂39的田间种植图。
具体实施方式
本发明提供了一种油菜杂交品种的选育方法，包括以下步骤：
选择油菜F1代杂交品种及其亲本进行种植，对农艺性状进行鉴定；
将得到的油菜杂交品种进行亲本基因组测序，筛选单核苷酸变异(SNP)、***/缺失(in/del)的变异位点，结合性状表型数据和杂交种与双亲遗传距离之间的相关性分析，得到杂交种的农艺性状与亲本遗传距离之间的关系；
对核心种质遗传距离及农艺性状进行互补性评价，筛选亲本组配杂交组合，对杂交组合进行农艺性状检测，明确各项指标数据，筛选得到油菜杂交品种。
本发明选择油菜杂交品种的亲本及F1代杂交种进行种植。本发明所述的油菜F1代杂杂交品种选包括已知亲本的商品种，更优选为中油杂19、中油杂18、中油98D、中油杂16、中油36、中油112、中油115、中油杂22、中油杂24、中油杂26和中油杂200。在本发明中，所述油菜杂交品种的亲本优选包括P5163/5M145146、86A/20242、98A/20273、36A/52119120、36A/52001、9173×52123、9173/52037、P441/P5001、P441/P5011、P441/5M023和86A/54051。
本发明优选将选好的油菜杂交品种的亲本及其F1代杂交种进行种植时，种植密度优选为1.8～2.2万株/亩，更优选为1.9～2.1万株/亩，最优选为2万株/亩。本发明优选采用条播的播种方式进行播种，行距优选为0.1～0.5m，更优选为0.2～0.4m，最优选为0.3m；定苗后每行留苗20～30株，更优选为23～28株，最优选为25株；按随机区分组，重复种植2～5次，更优选为3～4次，最优选为3次。
本发明对上述种植得到的植株的农艺性状进行鉴定，得到性状表型数据。本发明所述农艺性状优选包括：含油量、分枝数、每角粒数、千粒重、株高、菌核病发病率和生育期中的一种或几种。本发明所述农艺性状检测的方法优选包括：近红外分析种子含油量，人工考察株高、分枝数、每角粒数、千粒重和生育期性状，田间接种检测菌核病发病率。本发明优选对农艺性状进行多年多点鉴定，所述多年优选为指3年，所述多点优选为不同地点种植。
本发明将得到的油菜杂交品种进行亲本基因组测序，筛选单核苷酸变异(SNP)、***/缺失(in/del)的变异位点，结合性状表型数据和杂交种与双亲遗传距离之间的相关性分析，得到杂交种的农艺性状与亲本遗传距离之间的关系。其中，分枝数、每角粒数与遗传距离呈正相关；含油量、菌核病发病率和生育期与遗传距离呈负相关。本发明所述遗传距离的预测方法，优选包括：对所有油菜杂交品种亲本进行基因组测序，通过序列变异位点筛选单核苷酸变异、***/缺失标记对杂交种亲本进行基因分型，借助生物信息软件tassel 4.0获得遗传距离关系。
本发明对核心种质遗传距离及农艺性状进行互补性评价，筛选亲本组配杂交组合，对杂交组合进行农艺性状检测，明确各项指标数据，筛选得到油菜杂交品种。本发明筛选时，依据亲本的遗传距离及农艺相关系数的数据结果，明确了与遗传距离正相关的杂种优势性状分枝数、每角粒数选择遗传距离远的组合进行杂交，与遗传距离呈负相关的杂交种性状如含油量、菌核病发病率、生育期选择遗传距离近的组合进行杂交，以提高杂交种的中亲值，即双亲中某一性状的平均值；筛选出高产高油高抗的油菜品种，作为最终得到的杂交品种。
本发明提供了上述的选育方法在培育油菜杂交新品种中的应用，得到的甘蓝型油菜杂交新品种具有高油、高产、高抗病等优点。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的一种油菜杂交品种的选育方法及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种高油高产优质多抗油菜杂交品种的选育方法，包括以下步骤：
1.利用现有油菜杂交品种中油杂19，其亲本分别为P5163/5M145146。
2.将上述步骤1中的杂交种及其对应的亲本材料进行田间随机区组3次重复种植试验。试验设计如下：
2.1试验地点：中国农科院油料作物研究所武汉市阳逻基地，土壤肥力中等且均匀。
2.1试验设计：试验按随机区组进行3次重复，小区面积为10平米。定苗后每行留苗25株。施肥、管理按国家区域试验要求进行。
2.2试验方法：当年10月3日播种，采用条播方式，每小区长×宽为5m×2m，播种行距为0.3米。油菜3-4叶期定苗，每行25株。苗期取杂交品种亲本材料的叶片组织提取DNA进行基因组SNP分型，成熟期对杂交种及亲本材料进行种子含油量、分枝数、每角粒数、千粒重、菌核病发病率以及生育期进行测定和考察。
实施例2
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油98D，其亲本分别为86A/20242。
实施例3
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油杂18，其亲本分别为98A/20273。
实施例4
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油杂16，其亲本分别为36A/52119120。
实施例5
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油36，其亲本分别为36A/52001。
实施例6
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油112，其亲本分别为9173×52123。
实施例7
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油115，其亲本分别为9173/52037。
实施例8
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油杂22，其亲本分别为P441/P5001。
实施例9
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油杂24，其亲本分别为P441/P5011。
实施例10
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油杂26，其亲本分别为P441/5M023。
实施例11
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种中油杂200，其亲本分别为86A/54051。
3.试验结果：
3.1利用基因组测序获得的实施例1～11的油菜亲本材料基因型数据，借助tassel4.0软件计算出各材料之间的遗传距离(见表1)。
表1油菜品种亲本材料的遗传距离
从表1中可以看出，不同品种的油菜杂交品种与亲本的遗传距离。
3.2油菜重要性状与亲本遗传距离直接的相关性分析
利用考察的油菜品种及其亲本材料含油量、分枝数、每角粒数、千粒重性状，获得杂交种表型与亲本材料表型平均值的比值并与遗传距离进行相关性分析(表2)，利用油菜杂交种的含油量、菌核病发病率、株高以及生育期数据与遗传距离进行相关性分析获得相关系数(表3)。
表2杂交种性状杂种优势与双亲遗传距离的关系
组合 遗传距离 含油量 分枝数 每角粒数 千粒重
实施例1/亲本均值 0.3115 1.0358 0.8591 1.0360 0.9015
实施例2/亲本均值 0.4302 0.9151 1.06 1.0136 0.9498
实施例3/亲本均值 0.3249 0.9014 0.9239 0.9969 1.6897
实施例4/亲本均值 0.2892 0.9116 1.0055 0.9451 1.2201
实施例5/亲本均值 0.4333 0.9576 1.1241 1.1391 0.9974
实施例6/亲本均值 0.4371 0.9087 1.1616 1.1552 0.9800
实施例7/亲本均值 0.4195 0.9601 1.0587 0.9826 0.9600
实施例8/亲本均值 0.3804 0.9511 1.0535 0.9156 2.1901
实施例9/亲本均值 0.4175 0.9902 1.0307 0.9804 1.7683
实施例10/亲本均值 0.2963 0.9678 1.0261 1.0186 2.2711
实施例11/亲本均值 0.4121 1.0334 1.0791 0.9936 1.8850
相关系数 / -0.0039 0.73* 0.42 -0.22
P-value / 0.99 0.0102 0.049 0.5145
表3杂种性状与双亲遗传距离的关系
品种 遗传距离 含油量 菌核病发病率 株高 生育期比对照长短
实施例1/亲本均值 0.3115 49.95 28.50 162.68 2.20
实施例2/亲本均值 0.4302 43.28 3.78 184.22 -1.00
实施例3/亲本均值 0.3249 48.71 22.62 177.09 0.35
实施例4/亲本均值 0.2892 46.69 6.82 172.31 0.26
实施例5/亲本均值 0.4333 45.75 13.9 171.60 -0.54
实施例6/亲本均值 0.4371 45.37 14.96 153.52 -0.90
实施例7/亲本均值 0.4195 45.90 23.80 165.30 -1.25
实施例8/亲本均值 0.3804 45.30 7.58 178.29 0.90
实施例9/亲本均值 0.4175 40.82 12.92 159.20 0.20
实施例10/亲本均值 0.2963 47.45 49 175.42 2.20
实施例11/亲本均值 0.4121 45.12 1.25 140.09 1
相关系数 / -0.69* -0.51* -0.30 -0.71*
P-value / 0.0183 0.049 0.3627 0.0137
4.杂种优势亲本选配结论
由表2中可以看出，杂交种分枝数呈现超亲优势，其超亲优势与亲本遗传距离呈显著正相关(R＝0.73，P<0.05)，即亲本遗传距离越远，分枝数的超亲优势越强；每角粒数超亲优势与亲本遗传距离呈一定的正相关(R＝0.42，P<0.05)；含油量和千粒重无明显的超亲优势。
由表3中可以看出，杂交种含油量性状与亲本遗传距离呈显著负相关(R＝-0.69，P<0.05)，表明亲本遗传距离越远，杂交种的含油量性状提高越不显著；菌核病发病率数与亲本遗传距离呈显著负相关(R＝-0.51，P<0.05)，表明亲本遗传距离越远，菌核病抗性越强；生育期与对照间差值与亲本遗传距离呈显著负相关(R＝-0.71，P<0.05)，表明亲本遗传距离越远，杂种生育期越短。
上述结果表明，杂交种不同性状的杂种优势与亲本遗传距离的相关性是不一致的，有的是正相关，有的相关性不显著。在此基础上优化了油菜高油高产杂交种亲本选配技术：在针对杂交种分枝数和每角粒数性状的超亲优势改良方面，筛选遗传距离>0.42的材料作为亲本；为提高油菜杂交种的含油量性状筛选遗传距离<0.29的材料作为亲本；为提高杂交种的菌核病抗性筛选遗传距离>0.40的材料作为亲本；为缩短生育期选择遗传距离>0.40的材料作为亲本。根据以上选配技术对遗传距离与性状的进行互补性评价，筛选遗传距离合适的亲本组配杂交组合，以提高杂交种的中亲值。已获得多个新组合在进行区域试验中，其中3个(中油杂39、中油杂41和中油杂45)已获得了国家品种审定/登记(见图1)。
对比例1
按照实施例1的方式进行，区别在于油菜杂交品种秦油10。
5.高油高产多抗甘蓝型油菜杂交品种实际验证
2020年通过国家品种登记的中油杂39，在2018-2020年度国家长江下游区油菜新品种试验中，平均亩产量207.56公斤，比对比例1(秦油10)增产7.2％，平均亩产油量100.36公斤，比对比例1增产16.41％。经油料及制品监督检验测试中心检测，含油量48.35％，芥酸0.03％，硫甙23.77μmol/g(饼)，双低品质优于国际先进水平(加拿大标准：种子芥酸<1％，商品籽硫甙<30μmol/g饼)。在湖北、湖南、江西等地大面积示范推广种植，表现出高产稳产、品质优良、抗菌核病、高抗倒伏、抗裂角、适宜机收等特点，是全程机械化生产品种(见图2)。
在生产应用中，该杂交组合充分展示了上述选择方法的可行性与高效性。该品种示范推广以来，在长江流域各示范区产量优势明显，其籽粒出油率高，经济效益提升空间较大，如在江苏省东台市中油杂39油菜绿色高效生产关键技术集成千亩示范片现场，经江苏省农技推广总站组织专家现场测产，中油杂39实收亩产达320.6公斤，创造了江苏省油菜机收实产的新纪录，获种植大户、种子经销商和油脂加工企业认可。
由此可见，本发明方法选育出的甘蓝型油菜杂交新品种具有高油、高产、高抗病等优点。本发明的方法通用性强，可推广至各种高油、高产、高抗病杂交油菜品种的选育，并为实践中更高效的获得杂交新品种提供保证。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (6)

1.一种油菜杂交品种的选育方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择油菜F1代杂交品种及其亲本进行种植，对农艺性状进行鉴定；
将得到的油菜杂交品种进行亲本基因组测序，筛选单核苷酸变异的***/缺失的变异位点，结合性状表型数据和杂交种与双亲遗传距离之间的相关性分析，得到杂交种的农艺性状与亲本遗传距离之间的关系；
对核心种质遗传距离及农艺性状进行互补性评价，筛选亲本组配杂交组合，对杂交组合进行农艺性状检测，明确各项指标数据，筛选得到油菜杂交品种；
所述的油菜杂交品种包括已知亲本的商品种；所述的油菜F1代杂杂交品种选为中油杂19、中油杂18、中油98D、中油杂16、中油36、中油112、中油115、中油杂22、中油杂24、中油杂26和中油杂200；
所述农艺性状为：含油量、分枝数、每角粒数、菌核病发病率和生育期；
所述农艺性状中，分枝数、每角粒数与遗传距离呈正相关；含油量、菌核病发病率和生育期与遗传距离呈负相关；
所述遗传距离的预测方法，包括：对所有油菜杂交品种亲本进行基因组测序，通过序列变异位点筛选单核苷酸变异的***/缺失标记对杂交种亲本进行基因分型，借助生物信息软件tassel4.0获得遗传距离关系；
进行互补性评价时，筛选的亲本遗传距离包括：对杂交种分枝数和每角粒数性状的超亲优势改良方面，筛选遗传距离>0.42的材料作为亲本；为提高油菜杂交种的含油量性状筛选遗传距离<0.29的材料作为亲本；为提高杂交种的菌核病抗性筛选遗传距离>0.40的材料作为亲本；为缩短生育期选择遗传距离>0.40的材料作为亲本。
2.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，油菜杂交品种的亲本及其F1代杂交种进行种植时，种植密度为1.8~2.2万株/亩。
3.根据权利要求2所述的选育方法，其特征在于，条播的播种行距为0.1~0.5m，定苗后每行留苗20~30株。
4.根据权利要求2或3所述的选育方法，其特征在于，按随机区分组，重复种植2~5次。
5.根据权利要求1所述的选育方法，其特征在于，所述农艺性状检测的方法包括：近红外分析种子含油量，人工考察分枝数、每角粒数和生育期性状，田间接种检测菌核病发病率。
6.权利要求1所述的选育方法在培育油菜杂交新品种中的应用。
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利用全基因组SNP 芯片分析油菜遗传距离与杂种优势的关系;桑世飞等;中国农业科学;20151231;第48卷(第12期);摘要 *

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