一种创制含不同细胞质的谷子雄性不育系的方法与流程

1.本发明属于育种技术领域，尤其涉及一种创制含不同细胞质的谷子雄性不育系的方法。


背景技术：

2.谷子，去壳称小米，是我国传统作物之一，广泛种植于我国北方干旱半干旱地区。谷子具有抗旱、耐贫瘠、适应性强的特点，适合在各种土壤中种植。谷粒营养价值高，含丰富的蛋白质、脂肪、维生素及微量元素等，深受广大消费者的喜爱。另外，谷草中粗蛋白质含量为3.16％，含可消化蛋白质0.7％
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1.0％，饲用价值接近豆科牧草，可以作为牧畜的优良饲草。
3.目前，国内外市场上推广应用面积最大的谷子杂交种为“张杂谷”系列两系杂交谷子品种，由张家口市农业科学院选育而来。然而其杂交品种谷子雄性不育系都为不育系a2或其衍生系，细胞质同质化严重，过于单一，影响到谷子杂交种选育的进一步提升。而细胞质呈现母性遗传，籽粒蛋白含量、淀粉含量、纤维含量等品质相关营养成分与细胞质遗传存在不同程度的相关性。如何创制出不同细胞质类型的谷子雄性不育系细胞质类型是目前谷子杂种优势利用亟待解决的问题之一。
4.关于谷子不育系细胞质类型代换的相关研究寥寥无几。刘正理等通过建立含有不育基因和抗咪唑乙烟酸基因的桥梁亲本，然后通过桥梁亲本，人工授粉于具有目标细胞质的谷子材料，连续套袋4
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6代，进行人工定向筛选，创制出不同细胞质类型的抗咪唑乙烟酸除草剂谷子雄性不育系材料，但是操作较为复杂，选育周期长。目前，谷子品种选育上应用最为广泛的为抗拿捕净特性，得到了市场的长期检验。因此，选育出适宜市场的不育系材料是目前急需解决的问题之一。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种创制含不同细胞质的谷子雄性不育系的方法。
6.为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：
7.一种创制含不同细胞质的谷子雄性不育系的方法，其包括以下步骤：
8.(1)根据育种目标需求，筛选出适宜的谷子雄性不育系a2或其衍生不育系材料配制的抗拿捕净谷子杂交种做为父本，具有目标细胞质、可育且不抗拿捕净的常规谷子材料做为母本。
9.(2)依据谷子材料抽穗期数据，父母本材料错期播种2～3期，每期间隔5
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7天，保证双方花期相遇，将父本花粉授于已人工去雄的母本，完成人工杂交。
10.(3)下一播种期，播种收获的人工杂交种，于4
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6叶期喷施拿捕净除草剂，去除不抗拿捕净材料，保留真杂交苗，套袋自交、收获、单穗脱粒。
11.(4)下一播种期，步骤(3)中获得的后代材料按照株系单独播种并在开花前套袋，
自交结实，每份材料留株数大于200株，在谷子开花期进行育性鉴定(利用碘
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碘化钾染色法鉴定花粉育性)，若单个株系后代材料全部为可育单株则舍去；若株系后代中出现不育单株，则单株收获、脱粒、保存。
12.(5)从每份不育系材料中取出5
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10粒种子，于室内培养，苗期进行拿捕净抗性鉴定(使用12.5％拿捕净乳油，每亩100毫升兑水30千克，喷施1次)。
13.(6)依据育种目标，步骤(5)中获得的抗与不抗拿捕净不育系材料可直接用作育种中间材料或经过2
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4代纯化即可得到稳定的不育系材料。
14.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
15.本发明提供的创制不同细胞质的谷子雄性不育系的方法只需利用现大面积推广的谷子雄性不育系a2或其衍生不育系材料配制的抗拿捕净谷子杂交种，将其花粉授于已人工去雄且具有目标细胞质的不抗拿捕净常规谷子材料上，充分利用谷子抗拿捕净及隐性雄性不育特性，经过4～6个世代，可获得含目标细胞质的抗与不抗拿捕净除草剂的不育系材料。
16.本发明具有以下优点：(1)拓宽了谷子雄性不育系细胞质类型，对谷子米质等提升有着极其重要的影响；(2)选取材料范围广，现主要推广的谷子杂交种均通过谷子雄性不育系选育而成的，谷子常规品种基本上均为不抗拿捕净除草剂品种，适宜做父母本的谷子材料非常广；(3)便于推广应用。现大面积推广的抗拿捕净谷子杂交种均由谷子雄性不育系a2或其衍生不育系材料配制，创制出来的不育系材料可以快速应用于生产实践中。
具体实施方式
17.下述实施例子中所用的材料、耗材等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
18.下面以2016年具有大白谷细胞质的谷子雄性不育系材料创制为例，阐述本发明的创制不同细胞质的谷子雄性不育系的方法。
19.实施例1
20.1.试验材料：
21.本试验选用的杂交种为“张杂谷10号”，来自于谷子雄性两系不育系a2，且抗拿捕净，是由河北省张家口市农业科学院育成的高产优质谷子杂交种，其穗呈棍棒型，松紧适中，黄谷黄米，生育期为132天，综合性状表现良好，适应性强，稳产性好，抗病抗倒，熟相好。在2009年12月25日全国小米鉴评会上被评为一级优质米，且在29个参赛样品中米色最好。而母本材料为国内最为优质的常规谷子品种大白谷，主要种植于张家口市谷子春播区，生育期约为135天左右，因米质优而闻名于国内外。
22.2.选育过程：
23.选育过程主要在河北张家口及海南三亚交替筛选：
24.2016年春季，依据材料生育期特点，在张家口市农业科学院沙岭子试验站，从5月5日开始同期张杂谷10号和大白谷，每份每期播种5行，间隔5天播种1期，共3期，8月5日左右开花，对第一期处于盛花期的大白谷穗进行修剪，利用湿报纸及塑料袋包裹。同时，用白色蜡纸纸袋对预计第二天开花的张杂谷10号穗进行套袋。第二天根据天气情况，将修剪的大白谷穗去报纸和塑料袋，轻轻的反复敲打手背，去除即将开了的花药。将收集到张杂谷10号的花粉授于修剪后的大白谷，重复步骤2
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3次，最后收获8个大白谷人工杂交穗，收获、混脱
粒。
25.2016年冬季，在海南三亚张家口南繁基地，11月12日，人工开沟条播，播种20行混脱粒，行长2.5米，等到谷苗长至5叶期，喷施拿捕净除草剂。2个星期后，再次对未表现出除草剂药害的植株进行喷施拿捕净除草剂，确保存活苗完全抗拿捕净除草剂。最终有65株苗存活，单株套袋、收获及脱粒等。
26.2017年春季，5月4日，将株系材料播种于张家口市农业科学院沙岭子试验站。由于种子量较少，采用人工穴播，每穴播种5粒，每个株系材料播种穴数多于300穴。从谷子开始开花进行套袋，初步调查花药育性，标记，成熟后调查结实率，筛选出不育性好且结实率不高的植株，严格单株收获、脱粒，合计筛选出278份不育材料。等谷子种子休眠期打破后，每份材料取10粒种子，播种于室内穴盘中，植物人工气候箱中发芽、培养，至3叶期后，喷施拿捕净除草剂，鉴定不育性材料抗拿捕净特性。最终，有79份材料不抗拿捕净，其余均抗。
27.2018年至2020年，对79份不育系材料进行穗行播种，全部播种，根据育种目标，筛选出综合性状较好的高代新细胞质不育系材料156份。
28.实施例2
29.本实施例所选用的不育系为a2长粗不育系，该不育系是在实施例1不育系a2基础之上，筛选出的大穗不育系“a2长粗不育系”。与前例同时进行试验，方法相同，最终获得113份高代不育系材料。
30.以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。