[發明專利]一種細胞核雄性不育雜交小麥的培育方法

無效

• 申請號: 200710080225.2
• 申請日: 2007-02-14
• 公開（公告）號: CN101243770A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 周寬基;王世紅
• 申請（專利權）人: 甘肅省農業科學院
• 主分類號: A01H1/02
• 分類號: A01H1/02;A01H1/04
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司
• 代理人: 夏晏平

技術領域

本發明涉及作物栽培領域，尤其是雜交小麥的培育方法。

背景技術

與作物細胞質雄性不育“三系”雜交優勢利用體系相比較，作物細胞核雄性不育性不存在特殊的恢復、保持關系，因此，核不育作物雜交優勢利用的最大優點，是可用于選育優良不育系、保持系和父本系的親本材料極為豐富，有利于選育強優勢雜交組合。但是，用常規方法難以實現核不育性的有效保持，即難以生產大量純合不育系種子。用小麥細胞遺傳學的理論，通過小麥染色體工程技術，設計某種特殊細胞遺傳機制，可實現核不育系的有效保持。其遺傳育種原理是：在純合雄性不育基因型中，附加一條外緣染色體或一條工程化染色體(Engineered?Chromosome，或稱修飾染色體Modified?Chromosome，它是用有關屬、種的部分同源染色體為目標材料，人工加工培育(合成)而成)，這條外緣或工程化染色體必需具備以下特殊遺傳功能：一、可以在普通小麥遺傳背景中獨立遺傳傳遞、表達，而不與ABD基因組的任何部分同源染色體在減數分裂期發生配對；二、攜帶顯性同源(部分同源)雄性可育基因Ms和顯性標記基因Ma；三、不能夠通過雄配子途徑傳遞，而僅以雌配子途徑傳遞。因此，這個帶有純合核不育基因(msms)的單體異附加系小麥，自交可結實，后代種子(植株)有兩種基因型個體，一是不攜帶異源染色體的具有純合msms基因型小麥的整倍體，植株表現完全雄性不育，二是帶有一條外緣染色體的具有純合msms基因型小麥的單體異附加系自身。通過附加染色體攜帶的顯性標記基因的表達，將上述整倍體雄性不育的種子或植株與雄性可育單體異附加系的種子(種子標記性狀)或植株(植株標記性狀)相區分。將整倍體雄性不育系和另一個純系雜交，生產雜交F1種子用于生產，將單體異附加系通過自交或與整倍體不育系雜交，用于繁殖整倍體雄性不育系和其自身。由此實現了小麥細胞核雄性不育性的保持，并將其應用于雜交小麥開發上。根據上述細胞遺傳理論設計原理，國內外公開報道了數例成功實例(包括本發明公開的內容)：

將黑麥的5R染色體導入小麥細胞核雄性不育突變體Cornerstone(mslc)上，Driscoll(1972)獲得了XYZ雜交小麥生產體系：X系、Y系和Z系分別是msms基因型小麥5R二體異附加系(2n＝42W(msms)+5R’’＝44)、5R單體異附加系(2n＝42W(msms)+5R’＝43)和msms基因型小麥整倍體(2n＝42W(msms)+＝42)。5R染色體上攜帶有部分同源等位的顯性雄性可育基因Ms和穗莖有絨毛顯性標記基因，5R染色體在減數分裂時不與普通小麥的染色體發生配對，而是獨立遺傳的。用Z系做母本與X系雜交生產Y系，再由Z系做母本和Y系雜交繁殖Z系，再由Z系和父本系雜交生產雜交種用于生產。XYZ體系開創了小麥核不育雜交優勢利用的新途徑、新方法。但是，由于5R染色體在Y系中能以一定的傳遞率通過花粉傳遞，同時，X系中兩個5R染色體間常常發生不配對的現象。為此，后來Driscoll(1985)提出了改良XYZ體系，其將原系統中5R染色體改換為5R等臂染色體，改良系統中的外緣染色體，通過雄配子途徑的傳遞率有所減少，但仍然能傳遞，意味著系統仍然不能夠生產純合度高的核不育系種子，由此限制了它的生產應用。另外，區分可育與不育，是根據植株穗莖有絨毛(可育株Y系)和無絨毛(不育株Z系)實現的，這需要等到抽穗后進行，由此增加了不育系繁殖成本。

黃壽松等(1991)將長穗偃麥草的4E染色體附加到一份隱性核不育小麥上，獲得的“藍標型小麥核雄性不育、保持系”，是帶有純合核不育基因的小麥的4E染色體單體異附加系，它自交可結實，后代可分離出三種粒色的種子：一種為白粒(正常小麥粒色)，約占64％，表現雄性不育，可用于F1制種；另一種為淺藍粒，約占33％，自交可結實，后代可永久分離出白粒不育和藍粒可育種子；第三種為深藍粒，占3％，自交可結實，后代僅為深藍粒親本自身。該報道的“藍標型小麥核雄性不育、保持系”(相當于本發明的淺藍粒系)的結實率約為40-50％，自交后代分離出的白粒不育系種子只有64％左右。

發明內容

本發明的目的是提供一種自交結實率和從自交后代分離出的白粒不育系種子都高的細胞核雄性不育雜交小麥的培育方法。

實現上述目的的技術方案為：