[发明专利]一种洋葱雄性不育系和保持系的培育方法

说明书

本发明提供了一种洋葱雄性不育系和保持系的培育方法，本发明利用在经过严格选择在经济性状和配合力上都符合要求的优良品种中选择一定数量的可育单株做父本分别和不育株进行杂交，同时父本自交，根据F1和父本自交后代的育性变化，选择F1育性分离为50%、父本自交后代100%完全可育的杂交组合和父本，这样的父本即为NMsms基因型，然后经回交和自交等选育步骤，人工合成具有基因型为Nmsms的保持系。为了加快保持系的选育，采用小株繁种鉴定育性，母株繁种鉴定种性的繁、育种程序，缩短了育种进程，减轻了母株繁、育种的工作量。

技术领域

本发明属于洋葱杂种优势利用技术领域，具体涉及一种洋葱雄性不育系和保持系的培育方法。

背景技术

洋葱是一种世界性的蔬菜作物，其营养价值和保健功能被世人公认。我国是世界上的洋葱生产、出口大国，但育种研究起步较晚、相对落后。目前我国在生产上还没有大面积栽培的国产F₁代品种，只有小面积的示范性栽培。大面积种植的F₁代品种均从国外进口，每667M²种子成本在600元左右，占生产总成本的50%左右。鉴于我国洋葱生产效益低的现状，开展洋葱F₁代杂交种选育研究是提高我国洋葱生产力的前提条件。洋葱F₁代育种的主要途径是利用核质互作型雄性不育的三系法，既要同时具备不育系、保持系和恢复系。通过保持系与不育系杂交，不育系得以繁殖并保持不育性状；通过不育系与恢复系杂交获得杂交种子，其杂种优势的强弱直接取决于不育系和恢复系的情况，即只有选育出优良的不育系和优良的恢复系，才能培育出优良的杂种一代。因此，开展洋葱F₁代育种，必须从最基础的育种材料选育着手，“三系”选育的技术问题首先需要取得突破。在洋葱“三系” 选育中，雄性不育系可以通过杂种一代的分离或商业渠道从国外直接引进等途径获得，而且其性状决定于保持系，所以保持系和恢复系的选育技术成为洋葱F₁代育种的关键。

在洋葱“三系”育种实践中，恢复系的选育比保持系选育难度要低，不是杂种一代种子生产中的制约因素。因为洋葱是二年生作物，生产上主要是利用营养体生长期的鳞茎，无需再获得种子，所以不存在杂种一代育性恢复的问题，只需测定其杂种优势，不必选育专门的恢复系。只要能为不育系提供可育花粉，不管育性恢复的基因型如何，是纯合体还是杂合体均可作为选育恢复系的材料。因此，按照通常选育程序，从绝大多数品种或品系中可以选育出配合力高、性状优良的恢复系（或父本系）。

另一方面，不育系（Smsms）综合性状的提高较复杂，难度较大。因为不育系的繁殖需要用基因型为Nmsms的保持系与其反复回交，几代之后不育系的核遗传物质几乎被保持系的核所取代，不育系变成了保持系的相似系。因此，不育系的性状优劣取决于保持系。只有保持系性状优良，才能有优良的不育系，最终才能配制出优良的杂种一代。目前，如何选育出性状优良的保持系（Nmsms）是洋葱杂种一代品种更新换代的核心技术。

在长期的洋葱育种实践中发现，洋葱常规品种田间自然不育率在10%左右，有的甚至更高一些，是一个异质高度杂合的作物，在选育洋葱保持系的过程中，一部分自交系多代自交以后会出现不育株，还会出现整个自交系都不育的现象。因为，理论上讲洋葱带有正常可育的基因型为NMsMs，但是在一个品种和一个品系的长期选育和演变过程中，核基因会发生突变，在群体自然授粉过程中形成了各种基因型的混合群体，而不是只有一种基因型的纯合群体。通常自然环境状态下正常可育的基因型有5种，分别是NMsMs、NMsms、Nmsms、SMsMs、SMsms。在育种过程中，只有Nmsms这种基因型才有保持功能，即需要得到的保持系，因出现的概率较低，很难直接找到；通常采用细胞质基因是N型，核恢复基因是杂合的个体即NMsms（根据遗传理论这种基因型出现的概率较大），再通过自交才能够得到隐性纯合的基因型Nmsms，这样的个体对不育性有保持功能，即保持系。依据质核互作雄性不育的控制机制，基因型Nmsms表现育性正常，需要与不育个体杂交，从其后代的育性分离表现才能检测出这样的个体（NMsms或Nmsms），这样通过杂交进行鉴定的工作是十分繁重的。