湘农油5 7 1细胞质雄性不育变异材料的发现与应用

谢培庚，涂义秋

（1.湖南省农业信息与工程研究所，湖南 长沙 410125；2.湖南省作物研究所，湖南 长沙 410125）

湘农油5 7 1细胞质雄性不育变异材料的发现与应用

谢培庚1，涂义秋2

（1.湖南省农业信息与工程研究所，湖南 长沙 410125；2.湖南省作物研究所，湖南 长沙 410125）

为了丰富甘蓝型油菜种质资源，以湘农油571细胞质雄性不育变异株系为材料，选育出具不同特性的不育系26S和41S，并筛选出强优组合26S×G15066和41S×G15057，初步实现了杂交油菜三系配套。同时，还介绍了不育系新材料的生物学特征特性。

甘蓝型油菜；细胞质雄性不育；湘农油571；选育

油菜是我国主要油料作物。我国传统上以种植白菜型油菜和芥菜型油菜为主，甘蓝型油菜自20世纪30年代引入我国以来，通过育种推广，现已成为我国油菜主栽品种。甘蓝型油菜杂种优势强，增产效果明显，20世纪90年代开始大面积应用杂交油菜，以细胞质雄性不育杂交品种应用面积最广。甘蓝型油菜起源于欧洲，在我国甘蓝型油菜遗传基础比较狭窄，虽然通过远缘杂交、诱变育种、基因工程、人工合成等技术可以不断创新甘蓝型油菜种质资源[1]，但利用以欧洲油菜为遗传背景的栽培品种或育种材料中产生的自然变异材料，是丰富甘蓝型油菜种质资源较廉价的途径[2]。笔者在湘农油571（甘蓝型半冬性中晚熟油菜品种）中发现雄性不育变异株，以此为材料育成了具有不同特性的不育系26S与41S，初步实现了杂交油菜三系配套。

1 雄性不育变异材料的发现

2005～2006年在湖南省作物研究所油菜品种（系）比较试验中，从湘农油571（湖南亚华种业经营的商品种子）中选单株套袋自交，于2006年秋季种植，2007年春发现2个株系群体花器在前期表现为半不育，后期表现为全不育，苗叶头大、植株偏高、开花迟等性状与可育株系相同，2007～2009年连续3 a对2个株系分别选单株微粉自交和用常规材料测交。微粉自交结实极差，自交后代在2月底至3月初开花，前期花的花丝短、花药黄色、明显低于柱头，随着温度的升高，到3月中旬，花蕾缩短，花蕾基部相对膨大、棱角明显，开花前柱头凸出花蕾，离花瓣，花瓣皱缩，花丝极短，花药呈白色小三角形。用51个常规材料（湖南省作物研究所提供，其中4个为波里马CMS恢复系）与其测交结实正常，F1代育性表现为：4个组合全部可育、5个组合可育与不育分离、42个组合全不育（见表1）。连续微粉自交和广泛测交的F1代育性表现说明，该自然变异材料雌蕊发育正常，雄蕊败育可遗传，不育类型为细胞质雄性不育。

表1 湘农油571雄性不育突变材料测交F1代的育性表现

2 不育性状的保持与不育系2 6 S、4 1 S的选育

2.1 试验材料

K013-3为湘农油571雄性不育自然变异株，09402H为湖南省作物研究所提供，11D033-2系笔者通过Y197×K004后代自交选育的双低育种中间材料。

2.2 选育方法

以A029为母本，以常规品种（系）及育种中间材料为父本广泛测交，选择不育株率为100%、不育度较好、植株偏矮的测交一代与原父本回交，在回交一代后，选择回交群体中不育性好、初花期同保持株接近的不育株与保持株进行成对侧交。在回交世代中，选取保持性能好的测交父本通过多代回交筛选，直至育性性状、经济性状及品质性状达到选育目标。在各选育世代，对选择的保持单株自交提纯和品质筛选，并选用不同遗传背景的育种材料进行测恢或不育性状转育。

图1 细胞质雄性不育系26S和41S的选育流程

2.3 不育系的选育过程

2.3.1 26S 2010年春用11份材料与微粉自交株测交，2011年春观察测交群体发现，以A029×09402H组合的不育性性状较好，植株偏矮、株形好、不倒伏，2011～2015年，选用09402H中品质好的自交单株与不育群体中初花期相近的不育单株连续回交，选育出不育性状稳定、植株性状较好、品质合格的不育系26S和保持系26B，选育过程如图1所示。

2.3.2 41S 在26S的选育过程中，鉴于保持系花期偏迟，为选育花期适中或偏早的不育系，以A029×09402H的回交一代为母本，用育种中间材料11D033测交，经4代回交及保持株的连续自交，选育出花期偏早、性状稳定的目标不育系41S和保持系41B，选育过程见图1。

3 恢复系的筛选与杂交组合配制

利用常规育种材料广泛测恢，在2009年春配制K029A×Y148、Y147×K005的自交后代中，发现7个株系与26S、41S测交F1代表现为完成恢复，2016年春对杂交种组合进行比较，筛选出强优组合26S×G15066、41S×G15057，拟进入不同生态区的生产试验。

4 不育系的生物学特征特性

4.1 26S

26S属半冬性甘蓝型油菜，匙形叶，茎绿色；长沙地区9月底播种，翌年2月底开花，5月初成熟；中等肥力土壤中以1.8万株/667m2的密度种植，其株高170 cm左右，一次分枝 5～7个，分枝细长，二次分枝少，株型紧凑；花瓣偏小、不皱缩、覆瓦状不明显，花正常开放，雌蕊偏细，雄蕊明显低于雌蕊，前期花药有极少量微粉，中后期花药呈白色三角形无微粉；荚果偏细、中等长度，千粒重3.8 g左右。

4.2 41S

41S属半冬性甘蓝型油菜，苗期叶为柄短叶、2对侧裂片，成熟叶片椭圆形、叶色绿色、叶缘波状，茎绿色；长沙地区9月底播种，翌年2月初开花，4月底成熟；中等肥力土壤中以1.8万株/667m2的密度种植，其株高165 cm左右，一次分枝7～9个，二次分枝多，株形偏散；花瓣偏小微皱、离花瓣、黄色，遇暖冬前期无花粉，遇低温有微量花粉；荚果粗偏短、籽粒18～20粒/荚，千粒重4.2 g左右。

5 小结与讨论

26S与41S在长沙地区以秋播为主，苔花期如遇日均气温连续2～3 d低于10℃，植株将出现不同程度微粉现象，影响杂交制种的纯度。根据两个不育系对低温度敏感的特点，可探索不同时空条件下不育系无微粉的制种技术。

不育系26S与41S的不育胞质均来源于湘农油571自然变异体，湘农油571系湖南农业大学油料研究所从引进的“瑞典油菜”中选育成的甘蓝型油菜品种[3]。据有关研究认为欧洲品种均具有不育胞质，因此26S与41S的不育胞质可能来自“瑞典油菜”，这有待进一步研究证实。至于是否属于波里马CMS类型，需要验证与波里马CMS不育系是否具有相同的恢保关系。

细胞质雄性不育在生产上应用需利用三系配套才能实现杂种优势，关键是筛选出与相应的不育系具有高配合力的恢复系，而这类不育系的一个共同特点就是不育性恢复的品种较少，要从常规育种材料中筛选恢复系难度较大[4-5]。结合品质等目标性状转育，利用有恢复基因的品种与其他品种杂交或用有恢复基因的品种进行杂交，比较容易获得新的恢复材料。

[1] 蒋梁材，蒲晓斌，张启行，等. 甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料NEA的发现与遗传研究[J]. 中国农业科学，2002，35（1）：72-78.

[2] 冯学金，刘根科. 甘蓝型油菜种质资源创新途径研究[J]. 华北农学报，2004，19（F12）：92-96.

[3] 陈社员，官春云，王国槐，等. 优质油菜新品种湘农油571的选育[J].作物研究，1999，（4）：23-24.

[4] 王国槐，陈社员，官春云. 甘蓝型油菜细胞质雄性不育系681A选育研究[J]. 作物研究，2000，（4）：31-32.

[5] 傅廷栎. 杂交油菜的育种与利用[M]. 武汉：湖北科学技术出版杜，1995. 42-91.

（责任编辑：成 平）

The Discovery and Application of Cytoplasmic Male Sterile Mutant Materials in Xiangnongyou 571

XIE Pei-geng1，TU Yi-qiu2
（1. Hunan Institute of Agriculture Information and Engineering, Changsha 410125, PRC; 2. Hunan Crops Researh Institute, Changsha 410125, PRC）

In order to enrich the germplasm resources of the Brassica napus L. of rape, the male sterile variation of 571 cytoplasmic male sterile line was used as the material, and the sterile lines with different characteristics were selected to produce 26S and 41S. Then we selected the strong combination named 26S×G15066 and 41S×G15057, and three series of hybrid rape were established preliminarily. At the same time, the biological characteristics of new materials of sterile lines were introduced.

Brassica napus L.; cytoplasmic male sterility; Xiangnongyou 571; breeding

S565.403.5

：A

：1006-060X（2017）07-0011-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.007.004

2017-05-23

谢培庚（1964-），男，湖南衡南县人，副研究员，主要从事作物育种与栽培方面的工作。

涂义秋