甘蓝雄性不育系的选育和利用是怎样的?

从表10-6可以看出,隐性雄性不育材料,如83121ms,由于其后代不育株率最多在50%左右,所以在实际中很难应用。如果用来配制杂交种,必须拔掉50%左右的可育株,费工费时。黑芥细胞质雄性不育材料CMS SN 78091,虽然低温下不育株生长正常,叶色正常,但不育花雄蕊退化无花粉,雌蕊正常,人工授粉后坐果中等,多数不育花半开,蜜腺小或无蜜腺,影响昆虫授粉和自由授粉条件下的坐果。不育材料后代的不育株率保持在33.7% ~ 60%。因此,这种材料在实际应用中也有困难(方志远等人,2001)。目前,甘蓝中的不育材料有两种来源,具有广阔的应用前景。一个是来自79-399-3甘蓝的显性核基因雄性不育材料;第二,CMS SR3,一种来自Ogu CMS的萝卜和甘蓝的改良细胞质雄性不育材料(方志远等,2004)。

(1)核雄性不育系的选育和利用

中国农业科学院蔬菜花卉研究所在甘蓝79-399自然群体中首次发现显性核不育源DGMS 79-399-3,并于2001获得国家发明专利。这一优良显性雄性不育源的发现和应用,使一代杂交白菜的育种技术取得了重大突破,为一代杂交白菜的育种和制种开辟了新的途径。

以中国农业科学院蔬菜花卉研究所79-399-3为不育源,以25个不同类型的甘蓝自交系为父本进行转育,在回交后代中鉴定出70多个纯合显性不育株。在对这些纯合显性不育株配制的显性雄性不育系的不育性、经济性状和配合力进行综合调查的基础上,筛选出DGMS01-216、DGMS01-425等10多个优良显性雄性不育系,用于配制不同类型的杂交组合(方志远等前四个品种已通过国家审定。主导雄性不育甘蓝新品种中甘17、中甘19和中甘21已在生产中大面积种植,年推广面积超过1.5万km2。逐步建立了一套利用甘蓝显性雄性不育系进行杂交育种的新方法,并获得了与该不育基因连锁的分子标记如SSR、RFLP、SCAR、AFLP和EAPRD。1997—2001利用显性雄性不育系配制甘蓝杂交种试验成功,2005—2007年利用显性雄性不育系大面积生产甘蓝杂交种成功。2006年和2007年分别有近30km2的种子田,杂交种子产量为750 ~ 120 kg/km2。

(2)细胞质雄性不育系的选育和利用

来自Ogu CMS的甘蓝细胞质雄性不育系,不育性非常稳定,不受环境条件影响,很容易找到保持系。虽然它有一些缺陷,但它仍然是男性不育的理想来源。多年来一直受到芸薹属育种家的青睐。为了克服其缺陷,国内外许多学者对这种不育源进行了广泛的研究。1998年,中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝研究组从美国引进了改良的萝卜细胞质甘蓝不育系CMSR3,已有多份不同类型的甘蓝自交系与之回交。回交后代低温下叶片不黄,多数正常开花,雌蕊正常。虽然有些植物死亡,但仍然有很好的应用前景(方志远等,2001)。目前,课题组以萝卜胞质甘蓝改良不育系CMSR3为不育源,通过多代回交育成了10多个优良不育系,其中不育系CMSR37014不育性稳定,经济性状优良,与自交系8180组合,育成秋甘蓝新品种中甘22号,秋季种植表现早熟、优质、抗病。植株的生长势和产量与2007年通过全国农作物品种鉴定委员会鉴定并通过陕西省审定的保持系(回交父本)(方志远等,2004)配制的杂交组合基本相同。朱等(1998)利用改良的Ogura不育源转育上海不同类型的甘蓝材料,获得了两个Ogura胞质雄性不育系94BC-15和94BC-12。这两个不育系的不育性稳定,克服了不育源蜜腺退化和雌蕊畸形的生理缺陷,基本克服了苗期低温黄化现象,具有利用价值。他们将不育系94BC-15与亲本92-B6杂交,育成一代杂交种沪甘1,具有植株长势强、抗热性好、抗霜霉病、抗TuMV等特点,综合园艺性状优良,产量比夏光大白菜高10%左右。

黄玉书等(1998)通过对萝卜胞质不育材料的转化,获得了甘蓝雄性不育系Da 800382和Er 800382。两个雄性不育系均表现完全不育,不育率不受环境条件影响,植株性状与正常植株无显著差异,在甘蓝育种和生产中具有广阔的应用前景。以张恩辉等(2006)获得的低温下生长正常、性状稳定、配合力高的萝卜细胞质雄性不育系CMS03-12-58963为母本,与雄性自交系MP01-68-53192杂交,配制一代杂种绿球66。此外,戴忠良等(2006)以青花菜雄性不育株为不育源,与近球形甘蓝自交系回交,育成了综合性状优良、配合力强、不育株率和不育度达100%的甘蓝细胞质雄性不育系546A及其相应的保持系。利用该不育系试验了几个杂种优势明显的杂交组合。

利用雄性不育系生产第一代杂交种子,杂交率高,成本低,已广泛应用于水稻、油菜、高粱、洋葱、胡萝卜等多种作物。但用于生产甘蓝一代杂交种子才刚刚开始,许多问题需要进一步研究、探讨和改进。