大豆細(xì)胞質(zhì)雄性不育

1、大豆細(xì)胞質(zhì)雄性不育大豆細(xì)胞質(zhì)雄性不育遺傳基礎(chǔ)的拓寬遺傳基礎(chǔ)的拓寬吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究中心吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究中心趙麗梅趙麗梅19831983年開始大豆不育系和大豆雜種優(yōu)勢年開始大豆不育系和大豆雜種優(yōu)勢利用研究利用研究 1993 1993年利用遠(yuǎn)緣雜交途徑育成了第一年利用遠(yuǎn)緣雜交途徑育成了第一個(gè)大豆細(xì)胞質(zhì)雄性不育系個(gè)大豆細(xì)胞質(zhì)雄性不育系 1995 1995年實(shí)現(xiàn)年實(shí)現(xiàn)“三系三系”配套，通過遺傳配套，通過遺傳學(xué)研究確認(rèn)該細(xì)胞質(zhì)雄性不育系屬單基因?qū)W研究確認(rèn)該細(xì)胞質(zhì)雄性不育系屬單基因配子體不育配子體不育大豆雜種優(yōu)勢利用研究回顧大豆雜種優(yōu)勢利用研究回顧 20022002年育成第一個(gè)大豆雜交種年育

2、成第一個(gè)大豆雜交種“雜交豆雜交豆1 1號(hào)號(hào)” ” 20052005年第二個(gè)大豆雜交種年第二個(gè)大豆雜交種“雜交豆雜交豆2 2號(hào)號(hào)”育成并通過審定育成并通過審定 19921992年開始進(jìn)行昆蟲傳粉和制種技術(shù)的年開始進(jìn)行昆蟲傳粉和制種技術(shù)的研究，先后于研究，先后于20002000年和年和20022002年突破了網(wǎng)年突破了網(wǎng)室傳粉和大豆制種技術(shù)室傳粉和大豆制種技術(shù) 目前，雜交大豆的研究處于產(chǎn)業(yè)化的前目前，雜交大豆的研究處于產(chǎn)業(yè)化的前夕，我們所面臨的是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。夕，我們所面臨的是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。 “ “三系三系”是選育大豆雜交種的物質(zhì)基礎(chǔ)，是選育大豆雜交種的物質(zhì)基礎(chǔ)，只有擁有豐富的只有擁有豐富的“

3、三系三系”，才能育成優(yōu)良的，才能育成優(yōu)良的雜交種。雜交種。 大豆對(duì)光溫反應(yīng)極為敏感，而我國大豆大豆對(duì)光溫反應(yīng)極為敏感，而我國大豆的種植制度又非常復(fù)雜，全國至少可以分為的種植制度又非常復(fù)雜，全國至少可以分為十幾個(gè)熟期組。僅吉林省就有早、中、晚三十幾個(gè)熟期組。僅吉林省就有早、中、晚三個(gè)熟期。選育適于不同生態(tài)區(qū)種植的個(gè)熟期。選育適于不同生態(tài)區(qū)種植的“三系三系”是大豆雜種優(yōu)勢利用的必要前題。是大豆雜種優(yōu)勢利用的必要前題。必要性必要性 不育系異交結(jié)實(shí)率的高低直接影響不育系異交結(jié)實(shí)率的高低直接影響著制種產(chǎn)量，也決定著該不育系的應(yīng)用著制種產(chǎn)量，也決定著該不育系的應(yīng)用前景。選育高異交率前景。選育高異交率“三系

4、三系”對(duì)實(shí)現(xiàn)雜對(duì)實(shí)現(xiàn)雜交大豆產(chǎn)業(yè)化有非常重要的意義。交大豆產(chǎn)業(yè)化有非常重要的意義。 1 1、測交回交法。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)育速度快。缺點(diǎn)：盲、測交回交法。優(yōu)點(diǎn)：轉(zhuǎn)育速度快。缺點(diǎn)：盲目，有些不育系雖已育成，但由于配合力低，目，有些不育系雖已育成，但由于配合力低，無法應(yīng)用。無法應(yīng)用。2 2、強(qiáng)制轉(zhuǎn)育法。優(yōu)點(diǎn)：一旦育成不育系和恢復(fù)、強(qiáng)制轉(zhuǎn)育法。優(yōu)點(diǎn)：一旦育成不育系和恢復(fù)系即可馬上配出高優(yōu)勢組合。缺點(diǎn)：需要回交系即可馬上配出高優(yōu)勢組合。缺點(diǎn)：需要回交和測交同時(shí)進(jìn)行，需要的時(shí)間長。和測交同時(shí)進(jìn)行，需要的時(shí)間長。3 3、已有不育系改造法。優(yōu)點(diǎn)：目標(biāo)明確。缺點(diǎn)：、已有不育系改造法。優(yōu)點(diǎn)：目標(biāo)明確。缺點(diǎn)：時(shí)間長。時(shí)間長

5、。4 4、保、保保，恢保，恢恢，采用常規(guī)育種方法獲得新恢，采用常規(guī)育種方法獲得新的保持系和恢復(fù)系，再轉(zhuǎn)育不育系。優(yōu)點(diǎn)：拓的保持系和恢復(fù)系，再轉(zhuǎn)育不育系。優(yōu)點(diǎn)：拓寬了遺傳基礎(chǔ)。缺點(diǎn)：時(shí)間長。寬了遺傳基礎(chǔ)。缺點(diǎn)：時(shí)間長?！叭等怠边x育方法選育方法以不育系以不育系YAYA、OAOA和和JLCMS589JLCMS589為母本，以為母本，以廣泛收集的國內(nèi)外大豆品種和品系為測交廣泛收集的國內(nèi)外大豆品種和品系為測交父本進(jìn)行雜交，通過對(duì)測交父本進(jìn)行雜交，通過對(duì)測交F1F1的育性觀察，的育性觀察，確定材料的恢保關(guān)系。確定材料的恢保關(guān)系。保持，即保持，即F1F1花粉敗育率大于花粉敗育率大于90%90%。通過連續(xù)

6、。通過連續(xù)回交，可育成新的不育系和保持系；回交，可育成新的不育系和保持系；恢復(fù)，即恢復(fù)，即F1F1花粉敗育率小于花粉敗育率小于50%50%。通過對(duì)這。通過對(duì)這些材料的進(jìn)一步單株提純、擴(kuò)繁，可些材料的進(jìn)一步單株提純、擴(kuò)繁，可育成恢復(fù)系；育成恢復(fù)系；中間類型，既不保持也不恢復(fù)，即中間類型，既不保持也不恢復(fù)，即F1F1花粉敗花粉敗育率介于育率介于50%50%和和90%90%之間。之間。1994199420032003年共收集育成品種和優(yōu)良品系年共收集育成品種和優(yōu)良品系13201320份，份，其中包括春大豆、夏大豆、秋大豆及外國材料。其中包括春大豆、夏大豆、秋大豆及外國材料。來來 源源 吉林吉林 黑龍

7、江黑龍江 遼寧遼寧 黃淮和江南黃淮和江南 外國外國 合計(jì)合計(jì) 材料數(shù)材料數(shù) 407 250 193 163 307 1320 407 250 193 163 307 1320 % 30.83 18.94 14.62 12.35 23.26 100 % 30.83 18.94 14.62 12.35 23.26 100 CMSA CMSA適應(yīng)不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)良適應(yīng)不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)良 品種或品系（品種或品系（a a、b b、c c） F1 F1（育性觀察）（育性觀察） 保持保持 恢復(fù)恢復(fù) 回交回交 提純提純 新不育系和保持系新不育系和保持系 新恢復(fù)系新恢復(fù)系不育系、保持系和恢復(fù)系的轉(zhuǎn)育過程如下：不育系

8、、保持系和恢復(fù)系的轉(zhuǎn)育過程如下： 在不育系回交轉(zhuǎn)育過程中，除重點(diǎn)選擇育在不育系回交轉(zhuǎn)育過程中，除重點(diǎn)選擇育性穩(wěn)定、配合力高等性狀外，還充分考慮抗性穩(wěn)定、配合力高等性狀外，還充分考慮抗病蟲性、倒伏性、品質(zhì)等農(nóng)藝性狀，特別是病蟲性、倒伏性、品質(zhì)等農(nóng)藝性狀，特別是注意高異交結(jié)實(shí)率不育系的選育。注意高異交結(jié)實(shí)率不育系的選育。恢復(fù)系除配合力高、恢復(fù)度與恢復(fù)株率高、恢復(fù)系除配合力高、恢復(fù)度與恢復(fù)株率高、農(nóng)藝性狀好外，花及花粉的數(shù)量要多，且開農(nóng)藝性狀好外，花及花粉的數(shù)量要多，且開花期持續(xù)時(shí)間應(yīng)較長?；ㄆ诔掷m(xù)時(shí)間應(yīng)較長。 利用網(wǎng)室，借助昆蟲傳粉，采用一父多母種植方利用網(wǎng)室，借助昆蟲傳粉，采用一父多母種植方式進(jìn)

9、行測交。式進(jìn)行測交。河南育種基地河南育種基地海南基地海南基地 現(xiàn)代化溫室加速了現(xiàn)代化溫室加速了“三系三系” ” 轉(zhuǎn)育速轉(zhuǎn)育速度度 到到20032003年，共完成測交組合年，共完成測交組合13201320，其中保持，其中保持的的422422個(gè)，占個(gè)，占31.97%31.97%；恢復(fù)；恢復(fù)440440，占，占33.33%33.33%；中間類型中間類型458458個(gè)，占個(gè)，占34.70%34.70%， 保持442份33%中間458份34%恢復(fù)440份33% 育成回交五代以上穩(wěn)定的不育系育成回交五代以上穩(wěn)定的不育系來源來源 吉林吉林 黑龍江黑龍江 遼寧遼寧 黃淮黃淮 外國外國 合計(jì)合計(jì)數(shù)量數(shù)量 17

10、26 5 20 13 81 17 26 5 20 13 81 這些不育系是從這些不育系是從19941994年年19981998年測交的后代中育成年測交的后代中育成的。測交組合的。測交組合708708個(gè)，有個(gè)，有267267份被測材料可保持不育。份被測材料可保持不育。在回交過程中，由于育性不穩(wěn)定或其他原因，又有在回交過程中，由于育性不穩(wěn)定或其他原因，又有近近70%70%材料被淘汰，最后育成的材料被淘汰，最后育成的8181個(gè)不育系，僅占個(gè)不育系，僅占708708個(gè)組合的個(gè)組合的11.4%11.4%。育成恢復(fù)譜廣、綜合農(nóng)藝性狀好、配合力強(qiáng)的優(yōu)良恢復(fù)系育成恢復(fù)譜廣、綜合農(nóng)藝性狀好、配合力強(qiáng)的優(yōu)良恢復(fù)系

11、 來源來源 吉林吉林 黑龍江黑龍江 遼寧遼寧 黃淮黃淮 外國外國 合計(jì)合計(jì) 數(shù)量數(shù)量 8 8 1 8 15 408 8 1 8 15 40占占708708個(gè)測交親本的個(gè)測交親本的5.65%5.65%高異交結(jié)實(shí)率不育系育成高異交結(jié)實(shí)率不育系育成不同基因型不育系之間異交結(jié)實(shí)率存在很不同基因型不育系之間異交結(jié)實(shí)率存在很大的差異。在同一條件下，有的不育系結(jié)大的差異。在同一條件下，有的不育系結(jié)莢實(shí)率可達(dá)到莢實(shí)率可達(dá)到100%100%，而有的卻不超過，而有的卻不超過10%10%。這說明提高大豆雜交種制種產(chǎn)量，。這說明提高大豆雜交種制種產(chǎn)量，植物本身存在很大的潛力。植物本身存在很大的潛力。育成的育成的2 2

12、個(gè)不育系個(gè)不育系JLCMS82JLCMS82和和JLCMS29JLCMS29，在，在多年的試驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)，無論在自然條件多年的試驗(yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)，無論在自然條件下，還是在有昆蟲傳粉的網(wǎng)室內(nèi)或開放大下，還是在有昆蟲傳粉的網(wǎng)室內(nèi)或開放大田，都具有很高的異交結(jié)實(shí)率。這兩個(gè)不田，都具有很高的異交結(jié)實(shí)率。這兩個(gè)不育系的育性穩(wěn)定，在套袋情況下，結(jié)實(shí)為育系的育性穩(wěn)定，在套袋情況下，結(jié)實(shí)為0 0。 不放蜂開放條件下不放蜂開放條件下JLCMS82JLCMS82和和 JLCMS29JLCMS29結(jié)實(shí)情況結(jié)實(shí)情況 材材 料料 調(diào)查年份調(diào)查年份 地點(diǎn)地點(diǎn) 面積面積( (株數(shù)株數(shù)) ) 單株莢數(shù)單株莢數(shù) 結(jié)莢率結(jié)莢率% %

13、 JLCMS82 1999 JLCMS82 1999 公主嶺公主嶺 8 8株株 30.430.4JLCMS29 1999 JLCMS29 1999 公主嶺公主嶺 1010株株 26.826.8JLCMS82 2000 JLCMS82 2000 公主嶺公主嶺 9 9株株 35.3 57.435.3 57.4JLCMS29 2000 JLCMS29 2000 公主嶺公主嶺 1010株株 42.4 44.542.4 44.5JLCMS82 2002 JLCMS82 2002 內(nèi)蒙古內(nèi)蒙古 1.361.36畝畝 22.2 63.222.2 63.2JLCMS29 2002 JLCMS29 2002 洮

14、南洮南 7.487.48畝畝 21.6 46.621.6 46.6 在網(wǎng)室內(nèi)放蜂情況下在網(wǎng)室內(nèi)放蜂情況下JLCMS82JLCMS82和和 JLCMS29JLCMS29的結(jié)實(shí)情況的結(jié)實(shí)情況 不育系不育系 年份年份 株數(shù)株數(shù) 單株莢數(shù)單株莢數(shù) 單株粒數(shù)單株粒數(shù) 結(jié)莢率結(jié)莢率% % 結(jié)實(shí)率結(jié)實(shí)率%JLCMS82 1999 21 87.5 173.6 105.3 103.3JLCMS82 1999 21 87.5 173.6 105.3 103.3JLCMS29 1999 29 111.0 205.7 95.2 118.9JLCMS29 1999 29 111.0 205.7 95.2 118.9JL

15、CMS9 1999 21 16.9 35.6 17.4 15.7JLCMS9 1999 21 16.9 35.6 17.4 15.7JLCMS82 2001 255 48.2 105.8 43.9 54.3JLCMS82 2001 255 48.2 105.8 43.9 54.3 JLCMS29 2001 289 31.2 55.8 41.8 41.7JLCMS29 2001 289 31.2 55.8 41.8 41.7JLCMS9 2001 215 33.7 74.3 35.9 34.0JLCMS9 2001 215 33.7 74.3 35.9 34.0JLCMS82 2002 50 1

16、05.1 208.4 90.4 92.5JLCMS82 2002 50 105.1 208.4 90.4 92.5JLCMS29 2002 50 70.5 124.1 61.0 60.2JLCMS29 2002 50 70.5 124.1 61.0 60.2JLCMS9 2002 50 52.2 106.5 40.2 36.5JLCMS9 2002 50 52.2 106.5 40.2 36.5注：注： JLCMS9JLCMS9為一般結(jié)實(shí)率不育系為一般結(jié)實(shí)率不育系不育系不育系保持系保持系網(wǎng)室內(nèi)傳粉的網(wǎng)室內(nèi)傳粉的JLCMS29AJLCMS29A不育系不育系不育系不育系保持系保持系保持系保持系20012001年年JLCMS29AJLCMS29A大田放蜂結(jié)莢率大田放蜂結(jié)莢率808020022002年內(nèi)蒙年內(nèi)蒙JLCMS82AJLCMS82A不放蜂結(jié)莢率到不放蜂結(jié)莢率到63.263.2