一種紅麻無刺紫花基本營養型細胞質雄性不育系的選育方法
【技術領域】
[0001]本發明具體涉及一種紅麻無刺基本營養型細胞質雄性紫花不育系的選育方法，屬于作物遺傳育種學領域。
【背景技術】
[0002]福建省是全國三大黃紅麻育種與留種基地之一，自然光溫條件好，素以種子質量優而著稱。但紅麻為常異交作物，系蟲媒花，異交率可達30%以上，在三系配套生產雜交紅麻良種的過程中，這一特性給雜交紅麻制種、不育系繁殖及原種提純造成極大的難度。紅麻不育系純度是保證雜交紅麻良種純度的關鍵，因此選育大田生產中容易識別去雜提純的紫色花冠不育系對提高雜交紅麻良種純度具有重要意義。此外，目前我國大面積推廣的紅麻品種，莖桿和葉柄上著生細小剛刺，蒴果全萼覆蓋密集白色茸毛，給麻農的田間作業和種子收獲帶來較大痛苦。為減輕麻農生產過程的肌膚之苦，早在20世紀40年代，前蘇聯烏孜別克試驗站就進行紅麻和玫瑰麻嫁接雜交，以期創造無刺新品種，但未選育出高產無刺紅麻新品種應用于生產的報道，福建農林大學采用誘變技術，于2005年來先后育成無刺紅麻新型常規品種金光I號和金光2號，但上述兩個品種生育期短，纖維產量稍低，在生產應用上具有一定的局限性。因而，將紅麻無刺基因導入細胞質雄性不育系中，可為無刺光鈍感雜交紅麻的選育奠定良好基礎。
[0003]紅麻為喜溫短日作物，在短日條件(日照長度〈12.5h)下播種可誘導早花，使生物產量大幅下降，纖維產量降低。基本營養型紅麻材料播種至開花天數不受高低瑋度不同光周期反應影響，而與有效積溫有關。本研宄育成的無刺基本營養型細胞質雄性紫花不育系在福州長日條件(日照長度>13.5h)與三亞冬季短日條件(日照長度〈12.5h)下，營養生長期可達140天左右。該基因的發掘和利用，不僅可解決我國紅麻“南種北植”出現早花造成嚴重減產的生產問題，又可將紅麻的種植區域全球大幅擴展，實現低瑋度國家和地區一年兩季周年種植，有效提高紅麻纖維產量。
[0004]綜上所述，如何將無刺、基本營養型及紫花等重要性狀聚合轉導到紅麻細胞質雄性不育系，并在紅麻雜種優勢上加以利用，對推動我國乃至世界雜交紅麻生產具有極大的應用潛力。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種紅麻無刺紫花基本營養型細胞質雄性不育系的選育方法，即采用自然生態與人工遮光短日處理相結合等技術手段，通過雜交復交等方法，通過選擇紅麻無刺基本營養型紫花保持系，進而以現有的紅麻細胞質雄性不育系為母本，以上述特異型保持系進行測交，從中選出測交一代表現不育的株系，以對應的材料為輪回父本進行飽和回交，最終選育出綜合性狀與父本一致，即花冠紫色、生育期為基本營養型且莖桿無刺的細胞質雄性不育系，其輪回父本即為其對應的保持系。
[0006]本方法基于紅麻花色、刺及生育期性狀的遺傳方式主要受主效基因控制的數量性狀。其中(I)紅麻紫色花冠對黃色花冠為顯性遺傳為主(以下紫色花冠性狀主效基因以AA表示)；(2)紅麻生育特性光敏感對基本營養型性狀為顯性遺傳為主(以下基本營養型性狀bb表示)；(3)紅麻莖桿有刺對無刺為顯性遺傳為主(以下莖桿無刺以cc表示)。具體原理為采用雜交復交等方法，并對分離后代采用自然生態與人工遮光短日光處理相結合等技術手段，育成含有無刺、基本營養型、紫花等目標性狀的保持系(AAbbcc)，繼而通過飽和回交(核置換)，最終育成紅麻紫花、無刺、基本營養型細胞質雄性不育系。
[0007]其具體步驟如下:
a采用基因型為AABBCC的紫花保持系，與基因型為AAbbCC的基本營養型保持系，雜交產生雜種一代，
b種植雜種一代，開花時，以雜種一代為母本，以基因型為aaBBcc的無刺保持系雜交產生復交一代；
c種植復交一代，并收獲F2R種子，
d在長日照條件下種植1500株一 2000株分尚F2群體，生長中期，米用人工逐株對分尚群體中各單株莖桿的上、中、下部進行觸摸，拔除莖桿有刺單株；并在開花期時，去除花冠黃色單株，獲得基因型為AAcc的花冠紫色、莖桿無刺單株，收獲F3代種子，建立株系；
e、在日照長度〈12.5h的短日照條件下，種植F3代，以基本營養型品種為對照，如上步驟進行繼續篩選無刺、紫花性狀，且在生育期與基本營養型對照相當的單株，收獲F4種子；
f、在長日照條件下將匕種子播成株系行，每行均勻種植10-20株，當紅麻生長從圓葉、三裂葉、五裂葉再轉為七裂葉時，對剛進入七裂葉期的各株系采用黑布短日遮光處理，光照時長=12.5h，遮光時光照強度〈50LUX，處理30d，并設置基本營養型品種為對照；淘汰因短日遮光處理出現早花株系，選擇出播種到始花天數與基本營養型對照相當、基因型為AAbbcc的無刺紫花株系，入選株系采用系譜法加代，獲得F5種子；
g、在短日照條件下，種植無刺、紫花且基本營養生長型的匕代，重復以上步驟e;在紅麻開花時，以紅麻細胞質雄性不育系為母本，從各株系中選擇植株高大，綜合性狀優良的F5單株進行成對測交，收獲測交父本，獲得F6代種子；
h、分別同時成對種植父本與測交一代，鑒定出測交一代為不育的株系，即表現出花冠較小，花藥干癟，不開裂，高度雄性不育，柱頭發育正常；將其相應的父本入選，同時繼續選擇單株回交；
1、逐代對無刺、紫花且營養生長型的父本進行鑒定篩選，加代穩定，并對入選轉育的不育株系進行成對飽和回交，回交4-6代，最終選育出綜合性狀與父本一致，不育性穩定的紅麻紫花無刺基本營養型細胞質雄性不育系，其輪回父本即為其對應的保持系。
[0008]聚合無刺，基本營養型和紫花3種有利性狀于紅麻保持系中，其中以無刺保持系為金光I號(國鑒麻2006005，閩認麻2004001)、贊引I號(贊比亞引進無刺紅麻材料)或新安無刺為無刺親本供體；基本營養型保持系為福紅航2B (閩教科評字(2013) 20號)；紫花材料為福紫992B (閩教科評字(2013) 21號)分別為基本營養型和紫花等優異性狀供體。
[0009]本發明優點:(I)、創制雜交紅麻新種質，在紅麻雜種優勢利用上具有廣闊的應用前景；(2)打破紅麻喜溫短日等生物學特性，即可有效解決我國紅麻“南種北植”出現早花減產等生產問題，從而將紅麻的種植區域全球大幅擴展，實現低瑋度國家和地區一年兩季周年種植；(3)紅麻為常異交作物，異交率可達30%以上，種質保純難度大。紫色花冠的不育系創制，對不育系提純、制種去雜，確保雜交種子的生產安全具有重要意義。(4)無刺種質的創制，可有效為減輕麻農在生產過程中的肌膚之苦。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
(1)采用紫花保持系福紫992為母本，與基本營養型保持系福紅航2B為父本，雜交產生雜種一代匕代；
(2)種植匕代，開花時以其為母本，以無刺保持系贊引I號為父本，雜交產生復交一代；
(3)種植復交一代，并收獲F2R種子，
(4)在福州夏季長日照條件下種植分離&分離群體2000株，生長中期，采用人工逐株對分離群體中紅麻的各單株莖桿的上、中、下部進行觸摸，拔除莖桿有刺單株；并在開花期時，再次拔除花冠黃色單株，選擇花冠紫花的單株(基因型為AAcc)，收獲&代種子；
(5)在海南三亞冬季短日照條件下，種植F3代各株系，以基本營養型品種福紅航2B為對照，如上步驟進行繼續篩選無刺、紫花，且生育期與基本營養型福紅航2B對照相當(播種至始花天數140d左右)的單株，收獲F4種子；
(6)在長日照條件下，將匕代株系種子播成株系行(均勻種植10株)，當紅麻生長從圓葉、三裂葉、五裂葉再轉為成七裂葉時，對剛進入七裂葉紅麻株系采用黑布進行短日遮光處理(光照時長=12.5h,遮光時內部光照強度=45LUX)，處理30d，并設置基本營養型品種福紅航2B為對照。淘汰因短日遮光處理早花株系，選擇出播種到始花天數(生育特性)不受影響，與基本營養型對照福紅航2B相當的無刺紫花株系(基因型為AAbbcc)。加代獲得F5種子。
[0011](7)在短日照條件下，種植無刺、紫花且營養生長型的匕代，重復以上步驟(5)。在紅麻開花時，以紅麻細胞質雄性不育系福紅航2A為母本，從入選各株系中選擇植株高大，綜合性狀優良的單株進行成對測交。
[0012](8)分別成對種植父本與測交一代，從中鑒定出測交一代為不育的株系(即表現出花冠較小，花藥干癟，不開裂，高度雄性不育，柱頭發育正常)，將其相應的父本入選加代；同時繼續選擇單株回交；
(9)逐代對無刺、紫花且營養生長型的父本進行鑒定篩選，加代穩定，并對入選轉育的不育株系進行成對飽和回交(回交4代)，最終選育出綜合性狀與父本一致，不育性穩定的紅麻紫花無刺基本營養型細胞質雄性不育系“無刺紫航2A”，其輪回父本即為其對應的保持系“無刺紫航2 B”。
[0013]“無刺紫航2 B”為紅麻紫花無刺基本營養型細胞質雄性不育系，其配制的雜交紅麻能在低瑋度國家和地區周年種植，紫色花冠為明顯的標記性狀對不育系的提純、制種的去雜具有明顯效果，確保雜交種子的生產安全，無刺性狀可有效為減輕麻農在生產過程中的肌膚之苦