专利名称：一种大白菜杂交种的选育方法
技术领域：
本发明涉及农作物杂种优势利用技术领域，特别涉及一种大白菜杂交种的选育方法。
背景技术：
大白菜(Brassica campestris L.ssp.pekinensis(Lour)Olsson)，又称结球白菜、黄芽菜、包心白菜等。属十字花科芸薹属芸薹种中能形成叶球的亚种，为一二年生草本植物。原产我国，是我国分布最广、栽培面积最大、食用人群最多的大宗蔬菜。20世纪80年代中期，我国大白菜生产已基本实现杂优化，尽管近年来大白菜品种花色不断增加，新品种层出不穷。但是，目前大白菜杂种一代的繁育，主要还是采用自交不亲和系，该方法存在着原种生产成本高、双亲生活力易衰退和容易出现假杂种，品种的纯度得不到保证；其次，是利用核基因互作型雄性不育系和Polima胞质雄性不育系生产杂种一代。核基因互作型雄性不育系的不育度和不育株率均可达到100％，可以配制出优势杂交种，采种量也较高，其缺点是雄性不育系的转育相当困难，配制的杂交种属于三交种，杂种纯度也受到一定影响；Polima胞质雄性不育系在一定温湿度变化条件下常会出现微量花粉，表现出育性不稳，同样影响到杂交种的质量。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于利用大白菜胞质雄性不育系种质材料，提供一种大白菜杂交种的选育方法，该方法通过筛选、组配，能够得到优质、抗病、丰产、稳产大白菜杂交种。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种大白菜杂交种选育方法，其特征在于，该方法以甘蓝型油菜萝卜胞质雄性不育材料RC97-1为母本，以大白菜自交系1138为父本，通过种间杂交获得转育一代种子，选留表现与转育父本相似的无败蕾的优良单株作为下一轮的回交母本；经连续7代回交转育，并经经济性状选择、抗病性鉴定，选育出不育性稳定，不育株率和不育度达100％，经济性状和对应保持系完全一致的大白菜胞质雄性不育系种质材料RC7；然后再以大白菜细胞质雄性不育系RC7为母本，大白菜自交系04S245为父本杂交，即可得到大白菜杂交种金秋70(RC7×04S245)。
本发明的方法得到大白菜杂种一代金秋70(RC7×04S245)具有早熟，整齐一致，株型紧凑，抗病性强，适应性广，优质、丰产、稳产的特点。
图1为本发明大白菜胞质雄性不育系种质材料RC7和对应保持系花朵比较，左是不育系，右为保持系；图2为本发明大白菜胞质雄性不育系种质材料RC7及对应保持系花枝比较，左是不育系，右为保持系；图3为本发明大白菜胞质雄性不育系种质材料RC7植株特征。
以下结合发明人给出的具体实施例来对本发明作进一步详细说明。
具体实施例方式
1.大白菜胞质雄性不育系新种质材料RC7的选育以甘蓝型油菜萝卜胞质雄性不育材料RC97-1为母本，以大白菜自交系1138为父本，通过种间杂交获得转育一代种子，选留表现与转育父本相似的无败蕾的优良单株作为下一轮的回交母本；经连续7代回交转育，并经经济性状选择、抗病性鉴定，选育出不育性稳定，不育株率和不育度达100％，经济性状和对应保持系完全一致的大白菜胞质雄性不育系种质材料RC7；父本大白菜自交系1138来源于内蒙古引进的中青麻叶大白菜。经多代自交分离，按常规方法系统选育所得。其植株外形是莲座叶直立，阔披针形，叶色深绿，叶缘波状，叶面皱缩，叶脉细密，中肋宽厚，淡绿色，叶球高桩型，株高58.6cm，株幅45.3cm，叶长56.6cm，叶宽29.7cm，外叶数13片，叶球纵径48.5cm，横径16.3cm，球形指数2.98，单球重3.6kg左右，生长整齐，综合抗病性强。
1.1不育材料的回交转育从1997年春季开始，本申请的发明人在对引进的甘蓝型油菜萝卜胞质雄性不育材料RC97-1(甘蓝型油菜萝卜胞质雄性不育系是法国学者Bannerot，H.等于1974年将欧洲甘蓝型油菜细胞核导入日本萝卜不育胞质中，经过连续回交转育，育成了甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系，该不育系不育彻底，不育性对环境反应不敏感，几乎所有的甘蓝型油菜品种都能作它的保持系，且容易转育成不同熟性、不同品质的不育系，被公认为世界上不育性最稳定的油菜不育材料。中国农科院油料作物研究所1980、1982年分别从法国、加拿大引进该不育材料后，在不同甘蓝型油菜上进行转育。陕西省农科院经济作物研究所1982年由中国油料研究所引进该所转育的不育材料，继续在不同甘蓝型油菜上转育)的花器构造、不育性状等进行观察鉴定，确认为不育完全、性状稳定的胞质雄性不育材料后，选择生长势强，蜜腺发育正常，无败蕾，杂交结实率好的全不育单株为母本，先后以不同类型、配合力好的17份大白菜亲本材料为父本，采用人工花期套袋授粉技术，进行不育系RC97-1与不同类型大白菜自交系杂交和多代回交，转育其不育性。方法为开花期，分别将17份大白菜品系的花粉涂于对应的不育系RC97-1的柱头上，获得转育一代种子，秋季进行成株期经济性状选择，调查植株的植物学性状，淘汰叶柄有缺刻、偏向甘蓝型油菜的裂叶型等中间材料，选留表现与转育父本相似的无败蕾的优良单株作为下一轮的回交母本。同时，对其对应的轮回父本进行自交纯化。为了加快转育速度，采取了温室、露地和异地加代转育相结合的方法，具体做法是对入选的回交母本和轮回父本于8月10日左右进行露地直播，11月中、下旬成株期，严格进行经济性状的选择，将入选的种株定植于温室中，温室的温度应保持在20℃～25℃，并给予充分的光照，一般12月底到1月中旬抽薹开花，可与轮回父本进行人工回交授粉，到2月下旬即可收到种子。将收下的种子在22℃～25℃下催芽，待种子萌动露芽时，将其放到2℃～3℃冰箱中，进行不完全春化处理20天，于3月下旬播种到22℃～25℃的温室中育苗，4月中、下旬采用地膜栽培方式，定植在海拔高度1300m～1500m的冷凉地区，一般5月下旬到6月中旬抽薹开花，可与轮回父本继续进行人工回交授粉，7月下旬可收到种子。这样，可保证一年加代转育两次。到回交7代时，得到的不育系种质材料经济性状已同轮回父本(保持系)一致(图1、2)。
1.2农艺性状观察每个转育世代于成株期观察不育材料及其回交父本的叶形、叶色、球形、株高、株幅、单株鲜样质量等农艺性状。花期检查不育材料的花冠、花色、雄蕊、雌蕊和蜜腺的大小、形状以及败蕾情况等。人工授粉后，在种荚成熟时观察其结荚情况，包括结荚总数、荚长、荚粗及每荚种子数等。并且每个世代从始花期到终花期，检查不育材料的雄蕊是否完全退化及其花药内是否存在花粉。表1是转育7代时，转育的备类型大白菜材料与其对应转育父本的主要农艺性状比较。
表1 转育7代的大白菜雄性不育材料及其对应转育父本的主要农艺性状比较
注表中“RC”代表不育材料，“B”代表对应的转育父本(即保持系)经过7代的回交转育和严格的经济性状选择，于2003年成功的选育出不育性稳定，不育株率和不育度达100％，经济性状和对应保持系完全一致，生长整齐，可用于组合配制的大白菜胞质雄性不育系新种质材料RC7。
1.3不育系新种质材料RC7的主要特征特性1.3.1花器官特征不育系RC7的花朵与保持系相比，花瓣比对应的保持系稍小，雄蕊6枚、乳白色，花药干瘪、白色、纤瘦、退化成短丝状，雄蕊和花药长度明显变短，在显微镜下观察，找不到该不育系的花粉；雌蕊单生，柱头表面多乳突，子房外观形态大小与保持系基本相同，结构、功能正常；蜜腺数量与保持系相同，发育状况良好，色绿，并具芳香味，能吸引蜜蜂等昆虫正常采蜜传粉(表2)。
表2 不育系新种质材料RC7与保持系花器官特征比较
注为2005年调查数据1.3.2不育系新种质材料RC7的不育性表现1.3.2.1温度的影响
2003～2006年间，连续4年于冬、春季节在温室和大田，以及不同生态区，对不育系RC7的不育性进行观察鉴定，结果为不育系RC7的不育性稳定，不育株率达100％，不育度也为100％。
1.3.2.2不同播期的影响2003年冬至2004年春，分12月20日、1月5日、1月20日和2月5日四个播期播种不育系RC7，3月25日定植于大田，从始花期起每间隔4天调查一次不育株率和单株不育度。4个播期的调查结果为不育系RC7的不育株率均为100％，不育度也为100％，说明不同播期条件下不育系RC7的不育性不受环境条件的影响。
1.3.3不育系种质材料RC7的细胞形态学观察2006年春季，对不育系种质材料RC7进行了细胞形态学研究，结果表明不育系种质材料RC7花药发育受阻于四分体至单核花粉期，花药在减数分裂早期绒毡层细胞中出现液泡，在花囊腔中央形成一团，造成小孢子发育受阻，形成空腔花药。
1.3.4综合园艺性状经过7代的回交转育和严格的经济性状选择，在主要植物学性状上，育成的不育系RC7经济性状与对应保持系B7基本一致(图2)。生育期85天，株高58.6cm，株幅45.3cm，叶色碧绿，叶缘波状，叶球高桩型，叶长56.6cm，叶宽29.7cm，外叶数13片，叶球纵径48.5cm，横径16.3cm，球形指数2.98，单球重3.6kg左右，生长整齐，综合抗病性强(表3)。
表3 不育系新种质材料RC7与保持系的综合园艺性状比较
1.3.5结实能力1.3.5.1与对应保持系结实性比较2004～2005年连续两年的试验结果表明不育系RC7与保持系B7按3∶1～4∶1的比例定植在纱网棚中，花期人工辅助授粉，不育系RC7的荚长、单荚结籽与保持系B7无明显差异(表4)。
表4 不育系新种质材料RC7和保持系的结实性比较
1.3.5.2杂交组合自然授粉结实情况用不育系RC7配制的杂交组合RC7×04S245和RC7×03S1207，2005～2006年在自然隔离区内由蜜蜂自然传粉，通过调查，两个杂交组合的杂交结实率极高，达到100％，其中，单荚结籽数最多可达21粒，最少为9粒，采种株平均分枝数(1、2级)分别为35.8个和37.3个，单株产种量分别为42.6g和44.2g(图3)。这表明不育系RC7自然结实性良好(表5)。
表5 不育系新种质材料RC7的自然授粉结实情况
1.3.6抗病性鉴定结果1.3.6.1人工苗期接种抗病性鉴定2004年对不育系RC7及保持系B7进行人工苗期接种抗病性鉴定。结果为不育系RC7病毒病病情指数10.8，表现为高抗(HR)；霜霉病病情指数9.9，表现为高抗(HR)(表6)。
表6 不育系新种质材料RC7与保持系的人工抗病性鉴定结果
注HR表示高抗，R表示抗病1.3.6.2田间抗病性鉴定2004年对不育系RC7及保持系B7进行田间抗病性鉴定。结果为不育系RC7病毒病病情指数11.2，表现为抗病(R)；霜霉病病情指数8.8，表现为高抗(HR)；黑斑病病情指数19.2，表现为抗病(R)；软腐病发病率为0(表7)。
表7 不育系新种质材料RC7与保持系田间抗病性鉴定结果
1.4大白菜胞质雄性不育系新种质材料RC7的繁殖用大白菜胞质雄性不育系RC7为母本，以对应保持系B7为父本进行杂交，繁殖大白菜胞质雄性不育系新种质材料RC7，具体步骤是于秋季大白菜收获前，严格按照亲本标准选留不育系RC7和保持系B7母株，进行假植，安全越冬，翌年春季3月初，定植在40～60目纱网隔离区，定植密度为行距60cm，株距40cm。
不育系RC7繁殖棚不育系RC7与保持系B7按4∶1～5∶1比例定植，固定专人授粉，或网棚内人工放蜂，将保持系B7花粉授予不育系RC7，花谢后及时拔除保持系B7植株，种株黄熟期采收。
保持系B7繁殖棚人工花期辅助授粉，或网棚内人工放蜂，自交繁殖，种株黄熟期采收。
2.杂交种父本自交系04S245的选育是本申请的发明人由天津地方品种青麻叶小核桃纹和山东地方品种福山包头大白菜杂交后的混合群体中，经多代自交分离，按常规方法系统选育获得的净菜率高，成球性好，综合抗病性强的大白菜优良自交系。其植株外形是植株生长势强，株型较直立、紧凑，株高45cm，株幅41cm，外叶碧绿，叶柄绿色，叶缘锯齿，叶片较厚，外叶数8～10片。叶球中桩，合抱，叶球纵径28cm，横径17cm，球形指数1.6，单球净重2～2.5kg，净菜率78％。抗病性强，成球快。
3.大白菜杂种一代金秋70的配制用大白菜胞质雄性不育系新种质材料RC7作为母本，以04S245作为父本，配制出大白菜杂种一代金秋70(RC7×04S245)。金秋70的特征特性表现如下3.1高产、稳产2005年秋季先后在陕西、甘肃和山西等地进行品种区域试验和适应性试验，试验结果为金秋70的产量水平一般在每667m26751～7965kg，较对照津绿60增产6.4～34.7％(表8)。
表8 金秋70大白菜品种比较试验产量统计结果
3.2综合抗病性强3.2.1人工苗期接种抗病性鉴定2005年人工苗期抗病性鉴定结果为病毒病病情指数为13.4，表现为抗病(R)；霜霉病病情指数为12.5，表现为抗病(R)(表9)。
表9 金秋70大白菜的人工抗病性鉴定结果
3.2.2田间抗病性鉴定2005年田间抗病性鉴定结果为金秋70大白菜病毒病病情指数20.7，表现为抗病(R)；霜霉病病情指数5.5，表现为高抗(HR)(表10)。
表10 金秋70大白菜田间抗病性鉴定结果
3.2.3品质优良2005年12月2日营养品质分析结果(陕西省农产品质量监督检验站测定)金秋70大白菜100g鲜样质量中含可溶性糖2.83％，Vc25.8mg，粗纤维0.586％，蛋白质1.19％，水分94.19％。其中，可溶性糖比对照品种津绿60高4.04％，Vc含量和对照品种相同(表11)。
表11 金秋70大白菜营养品质分析结果
4.大白菜杂种一代金秋70的制种技术4.1亲本繁殖4.1.1原原种繁殖严格按照三级圃地留种，于秋季白菜收获前，按照亲本标准选留母株，冬季安全假植贮藏，于翌年春季定植在40～60目纱网隔离区内，各棚固定专人授粉。
不育系RC7繁殖棚不育系RC7与保持系B7按4∶1～5∶1比例定植，固定专人授粉，或网棚内人工放蜂，花期人工或利用蜜蜂将保持系B7的花粉授予不育系RC7，花谢后及时拔除保持系B7植株，种株黄熟期采收。
保持系B7繁殖棚人工花期辅助授粉，或网棚内人工放蜂，自交繁殖，种株黄熟期采收。
父本04S245繁殖棚人工花期辅助授粉，或网棚内人工放蜂，自交繁殖，种株黄熟期采收。
4.1.2原种繁殖选取性状典型的亲本，抗病株上采收的种子，翌年春季纱网棚隔离小株扩繁。
4.2杂交制种技术选择地势平坦，能排能灌，蜂源充足的较肥沃的中性砂质土壤。为防止串花，保证种子纯度，采种田应和其它十字花科芸薹属植物(如小白菜、雪里蕻、芥菜、薹菜)及不同品种的大白菜采种田间隔2000m以上，平川地区间隔4000m以上。陕西关中地区9月上、中旬育苗，双亲同期播种，10月上、中旬定植，露地越冬。亦可12月左右冷床育苗，母本比父本播期提早5～7天，翌年3月初地膜覆盖定植。母本和父本定植比例为4∶1～5∶1，每667m2定植密度3000～3200株。上冻前冬灌培土，抽薹显蕾期重施磷、钾肥，开花前注意防治蚜虫，末花期根外施肥，花期不能喷防虫药，以免杀伤授粉媒介蜜蜂，按时实施打顶摘心，调节花期，培土架扶，根外喷硼，人工放蜂等增产措施。制种田末花期后及时拔除父本，种株黄熟期采收。
权利要求
1.一种大白菜杂交种选育方法，其特征在于，该方法以甘蓝型油菜萝卜胞质雄性不育材料RC97-1为母本，以大白菜自交系1138为父本，通过种间杂交获得转育一代种子，选留表现与转育父本相似的无败蕾的优良单株作为下一轮的回交母本；经连续7代回交转育，并经经济性状选择、抗病性鉴定，选育出不育性稳定，不育株率和不育度达100％，经济性状和对应保持系完全一致的大白菜胞质雄性不育系种质材料RC7；然后再以大白菜细胞质雄性不育系RC7为母本，大白菜自交系04S245为父本杂交，得到大白菜杂交种RC7×04S245，即金秋70。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的大白菜自交系1138的植株外形是莲座叶直立，阔披针形，叶色深绿，叶缘波状，叶面皱缩，叶脉细密，中肋宽厚，淡绿色，叶球高桩型，株高58.6cm，株幅45.3cm，叶长56.6cm，叶宽29.7cm，外叶数13片，叶球纵径48.5cm，横径16.3cm，球形指数2.98，单球重3.6kg左右，生长整齐，综合抗病性强。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的大白菜胞质雄性不育系种质材料RC7的特征特性为①花器官特征大白菜胞质雄性不育系RC7的花朵与保持系相比，花瓣比对应的保持系稍小，雄蕊6枚、乳白色，花药干瘪、白色、纤瘦、退化成短丝状，雄蕊和花药长度明显变短，在显微镜下观察，找不到该不育系的花粉；雌蕊单生，柱头表面多乳突，子房外观形态大小与保持系基本相同，结构、功能正常；蜜腺数量与保持系相同，发育状况良好，色绿，并具芳香味，能吸引蜜蜂等昆虫正常采蜜传粉；②综合园艺性状生育期85天，株高58.6cm，株幅45.3cm，叶色碧绿，叶缘波状，叶球高桩型，叶长56.6cm，叶宽29.7cm，外叶数13片，叶球纵径48.5cm，横径16.3cm，球形指数2.98，单球重3.6kg左右，生长整齐，综合抗病性强。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的大白菜胞质雄性不育系种质材料RC7的繁殖方法采用大白菜胞质雄性不育系RC7为母本，以对应保持系B7为父本进行杂交，具体方法是于秋季大白菜收获前，严格按照亲本标准选留不育系RC7和保持系B7母株，进行假植，安全越冬，于翌年春季3月初定植在40～60目纱网隔离区内，不育系RC7与保持系B7按4∶1～5∶1比例定植，定植密度为行距60cm，株距40cm，花期固定专人授粉，或网棚内人工放蜂，将保持系B7花粉授予不育系RC7，花谢后及时拔除保持系B7植株，种株黄熟期采收。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的自交系04S245的植株外形是植株生长势强，株型较直立、紧凑，株高45cm，株幅41cm，外叶碧绿，叶柄绿色，叶缘锯齿，叶片较厚，外叶数8～10片，叶球中桩，合抱，叶球纵径28cm，横径17cm，球形指数1.6，单球净重2～2.5kg，净菜率78％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的大白菜杂交种RC7×04S245，即金秋70的特征特性和制种方法为①特征特性属中、早熟杂种一代，生长期70天左右；植株生长势强，高桩直筒型，外叶深绿色，球叶浅绿色，叶柄淡绿，叶球纵径46cm，横径16cm，单球重3.5～4kg，净菜率80％，每667m2产量7500kg，突出特点表现为早熟，整齐一致，株型紧凑，抗病性强；②制种方法a.亲本繁殖i.原原种繁殖严格按照三级圃地留种，于秋季白菜收获前，按照亲本标准选留母株，冬季安全假植贮藏，于翌年春季定植在40～60目纱网隔离区内，不育系RC7与保持系B7按4∶1～5∶1比例定植；父本04S245自交繁殖；ii.原种繁殖选取性状典型的亲本，抗病株上采收的种子，翌年春季纱网棚隔离小株扩繁；b.杂交制种陕西关中地区9月上、中旬育苗，双亲同期播种，10月上、中旬定植，露地越冬；亦可12月左右冷床育苗，母本比父本播期提早5～7天，翌年3月初地膜覆盖定植；母本和父本定植比例为4∶1～5∶1，每667m2定植密度3000～3200株。
全文摘要
本发明公开了一种大白菜杂交种选育方法，其特征在于，该方法以甘蓝型油菜萝卜胞质雄性不育材料RC97－1为母本，以大白菜自交系1138为父本，通过种间杂交获得转育一代种子，选留表现与转育父本相似的无败蕾的优良单株作为下一轮的回交母本；经连续7代回交转育，并经经济性状选择、抗病性鉴定，选育出不育性稳定，不育株率和不育度达100％，经济性状和对应保持系完全一致的大白菜胞质雄性不育系种质材料RC
文档编号A01G1/00GK1887061SQ20061004298
公开日2007年1月3日 申请日期2006年6月15日 优先权日2006年6月15日
发明者柯桂兰, 赵利民 申请人:西北农林科技大学, 柯桂兰