专利名称：光、温敏核不育油菜在冬油菜区生产两系杂交油菜的制种方法
技术领域：
本发明属于农作物杂种优势利用方法领域，涉及两系杂交油菜的制种技术，具体 涉及光、温敏核不育油菜在冬油菜区生产两系杂交油菜的制种方法。
背景技术：
油菜当中的雄性不育类型非常丰富，光温敏核不育、化学杀雄都是利用作物两系 杂种优势的可行途径之一。目前利用光、温敏核不育、化学杀雄生产两系杂交油菜，均已经 从技术、实践上获得初步成功。实践中又将光、温敏核不育划分为温敏(为主)核不育、光敏(为主)核不育、光 温敏核不育(卢兴桂，两系杂交水稻理论与技术，科学出版社，2001)。油菜中报导的有湘 91S (席代汶等，湖南农业科学，1994 (4) 17-18)、H90S (王华等，中国油料作物学报，2001，:11-15)、附965(刘尊文等，江西农业大学学报，2006，28(5) :654_656)、373S(于澄宇 等，中国农学通报，2007，(7) 255-258)等，都是在低温、短日照下可育，在高温、长日照不 育。利用湘91S育成两系杂交种湘杂油5号(席代汶等，中国油料作物学报，2005，27(1) 23-25)、湘杂油7号已经通过国家审定并逐步推广。一般光、温敏感核不育油菜两系法制种的特点是“一系两用”，即不育系在冬油菜 区在短光、低温、湿润等气候条件下育性能恢复而自交繁殖，在春(夏)播油菜区长光、温 暖、干燥条件下表现不育，能和恢复系杂交制种。如上述湘杂油5号等品种的制种就是采用 这种模式。但是春(夏)播油菜制种区分布面积十分有限，冬油菜区春播很难实际应用，因 油菜生育期短，夏季高温逼熟，大田亩产量不足30kg。故一般选择我国的青海、甘肃的高纬 度、高海拔区域以及云贵高原高海拔区域为春播最适宜区域，制种亩产可达IOOkg以上(王 长新等，湘杂油5号在不同生态区域制种效果比较试验，湖南农业科学2008，(4) :6-8，11)。 但春区制种因地处偏远、交通不便、自然条件差、制种产量不能保证，以及所产当年种子不 能及时投放市场，存在很大缺陷，难以像两系杂交水稻那样大规模应用。如何利用广大的冬 油菜区制种是目前需要解决的问题之一。在我国南方冬油菜区，1月-2月气温在5度以上天数较多，油菜开花较早，如湖北、 四川油菜3月初开花，江苏油菜3月下旬开花。这时气温不稳定，常出现有10°C以下低温情 况。而在3月16日以后，日出日落间隔大于12h，温度比较高，所以光、温敏不育系的不育阶 段出现在3月底至4月或5月份。如果按通常秋季播期种植，光、温敏不育系的不育阶段将 会太短，所以一般不适宜于光、温敏不育系杂交制种，而适合于自交繁殖不育系。根据资料统计，我国北方冬油菜区气候特征是冬季冷而春季气温上升较快，一般 到3月份，气温会从5度跃升至大于13°C。在3月20、21日春分节气之后陡然变暖(此时 光周期约12h)，到3月底时，光周期大于12. 5h。这种气候条件导致油菜开花迟而加速快，花 期集中在4月份。也导致此地区种植的光、温敏核不育油菜表现为4月初花期可育或半不 育，随后逐渐转变，盛花期表现为全不育(于澄宇等，中国农学通报，2007，(7) :255-258)。基于这些情况，申请人将这些区域划分为光、温敏核不育油菜秋播制种的次适宜区，通过推 迟播期、延迟花期等措施可以获得全不育系。但是，在冬油菜区制种的还有一个缺点是育性在有些年份可能不稳定，例如，在制 种区如果花期遭遇连续阴雨、降温等特殊天气，育性容易暂时性(1 3日)部分恢复，形成 自交结实种子混入杂交种中，种子纯度就得不到保证，制种失败的风险较大，限制了这些两 系杂交油菜的推广。因此寻求一种能够在短光、低温等异常气候条件下人工控制育性的方 法是解决这一问题的关键。在中国地域，油菜化学杀雄技术应用比较普遍，以前研究过的油菜化学杀雄剂有 乙烯利、赤霉素、甲基砷酸盐，但大田使用效果均不理想。申请人在研究过程中，先后发现 了一些乙酰乳酸合成酶的抑制型除草剂如磺酰脲类的苯磺隆(tribenuron-methyl)、酰 嘧磺隆(amidosulfuron)、和咪唑啉酮类的咪草烟(imazethapyr)，可以作为敏感植物油 菜等的超高效化学杀雄剂，使用浓度在0. 6mg/L以下，如，杀雄剂二号(约0. 3g/L)，赤霉 素(约3g/L)、乙烯利(约6g/L)剂量的1/1000，成本非常低廉(参照有关文献①Yu et al, Inducing male sterility in Brassica napus L.by a sulfonylurea herbicide, tribenuron-methyl，Plant Breeding，2006，125(1) :61_64;② Yu et al，Efficiencyof a novel gametocide amidosulfuron on rapeseed(Brassica napus).PlantBreeding,2009, 128(5) 538-540 ；③于澄宇等，中国专利申请200810231884. 6)。还发现磺酰脲类的氯磺 隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆等也对油菜具有一定杀雄效果，但不如苯磺隆、酰嘧磺隆使用技术 简单。将化学杀雄剂用于消除polima、陕2A型细胞质不育系微粉已经得到广泛应用(尚毅 等，我国油菜化学杀雄+细胞质雄性不育的应用研究.西北农业学报，2005，14(1) :27-29)。综上可见，光、温敏核不育的突出缺点(1)稳定性不足、(2)制种区域面积小而位 置偏远。严重限制了两系优势的发挥。因此，如何扩大制种区域、提高杂交种纯度，是光、温 敏核不育面临的主要难题之一。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种光、温敏核不育油菜在冬油菜区生产两系杂交油菜 的制种方法，该方法适用于在广大冬油菜区生产高纯度两系杂交油菜的制种。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案一种光、温敏核不育油菜在冬油菜区生产两系杂交油菜的制种方法，其特征在于， 具体包括下列步骤1)以光、温敏核不育系为母本，以恢复系为父本，在秋季将母本和父本按一定行 比间隔种植于冬油菜区，在冬油菜区的周围1公里内不种植其它油菜品种以及十字花科植 物；所述的冬油菜区域，是当地在油菜盛花期气象条件满足光周期大于12小时、气温上升 较快的任意冬油菜区；2)在母本的开花前至初花期，对母本喷洒一次或二次化学杀雄剂，降低母本自交 授粉的几率，使母本在开花期保持稳定不育状态，然后再和父本杂交，花期授粉结束后砍除 父本，收获母本所结的种子，经晾晒、清选后即生产出高纯度两系杂交油菜种。本发明在冬油菜区配制杂交种，利用化学杀雄剂处理作为母本的光、温敏核不育 系的辅助手段，以防止育性波动，再和父本杂交生产杂交种。相比于单独应用光、温敏核不育的制种方法，将光、敏不育系可以制种的地域扩大至广大的冬油菜区，从而形成可以大规 模产业化应用。提高了两系杂交油菜的丰产潜力。
具体实施例方式按照本发明的技术方案，光、温敏核不育油菜在冬油菜区生产两系杂交油菜的制种是以冬油菜区为制种地，以光、温敏核不育为母本，恢复系为父本，开花前至初花期对母 本喷洒化学杀雄剂，降低母本自交授粉的几率，母本和恢复系父本(一般品种)杂交后，得 到高纯度杂交种。适于本发明的冬油菜制种区，可以是当地气象条件在油菜盛花期，能满足光周期 大于12小时、气温上升较快的任意冬油菜区，特别是地处北方黄淮流域的陕西、河南、江苏 北部、安徽北部、甘肃南部、山西南部。如在甘肃天水_陕西关中-山西运城-河南三门峡 一带，效果将会更好。在开花较早的区域如长江流域，如要作为杂交制种区，要设法推迟光、温敏不育系 的花期。可以适当推迟播期10 30日，并采取喷洒植物生长调节剂(如多效唑，有效浓度 80 120mg/L)、摘薹等延迟开花的农艺、栽培措施，使母本、父本的开花期在3月15日以 后。如此将极大程度上扩大了制种区，避免了在春油菜区远途异地制种的麻烦。与其它制种方式一样，为了避免外源花粉污染、保证制种纯度，要求制种田周围1 公里内不得种植其它油菜品种以及十字花科植物。母本和父本恢复系间隔种植于制种田，按照油菜生产实践，经常采用的父本母本 行比可以是1 1，1 2,1 3,2 2,2 3,2 4,2 5,2 6等，但如果采用机械播 种及收获，就不限于这些行比，也可以是3 6或4 6等本领域常用的行比。在母本开花前直至初花期，喷洒一次或二次化学杀雄剂，使母本在开花期稳定不 育。如果在开花前喷药，最好在15日以内，再早则容易过早失去药效，而且可能对油菜抽薹 有影响。如果喷药后5小时内有较强降雨淋洗叶片，可以补喷一次化学杀雄剂。在首次喷药后10 15日，可以再喷施一次化学杀雄剂，由于此时油菜植株已经生 长的较大，第二次喷药的剂量可以增大一些，例如是第一次的1. 5倍或2倍。考虑到光、温敏核不育一般是在初花期短日照、低温气候下育性恢复，盛花期以后 气象条件有利于保持不育，故可以只在油菜开花前15 10日喷施一次化学杀雄剂，这样可 以在满足较高的杂交种纯度前提下，减少喷药的劳动强度。化学杀雄剂的活性成分可以是乙烯利、赤霉素、苯磺隆、酰嘧磺隆、氯磺隆、氯嘧磺 隆、吡嘧磺隆、咪草烟、之中的任何一种，也可以是其中几种的混合物。例如按每亩喷施溶液 量IOkg 40kg标准，乙烯利、赤霉素浓度可以是500mg/L 5000mg/L。苯磺隆、酰嘧磺隆、 氯磺隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆、咪草烟的活性成分浓度可以是0. lmg/L 1. Omg/L(参考有关 文献，普通技术人员可以很容易掌握具体配制方法)。花期授粉结束后，应当砍除父本以避免机械混杂，母本成熟后及时收获，经脱粒、 晾晒、精选之后即得到高纯度杂交种。应用实例2008年把甘蓝型油菜温敏细胞核不育系373S正常秋播于陕西杨凌，在373S现蕾 后期(3月18日，最大花蕾约2-3mm)叶面喷施化学杀雄剂酰嘧磺隆，酰嘧磺隆按0. 2mg/L 浓度配制，喷药液量为8ml/株。以未喷药为对照，酰嘧磺隆处理设置2个重复，每重复3行共45株。开花后套袋。花期取成熟花药，用1/100醋酸洋红溶液染色，在显微镜下观察花粉活力。未处理 373S前期会产生较多花粉，4月1日采样发现平均63. 6%花粉染色较深，具有一定生活力。 而杀雄剂酰嘧磺隆处理使得373S不能产生任何有活力的花粉，只发现少数畸形、不能染色 的无活力花粉空壳。全花期检查杀雄剂酰嘧磺隆处理的373S，所有植株保持完全不育。人工授予带有 显性深裂叶片标记的“花叶油菜”的花粉，结实率为373S的可育近等基因系373F自交结实 率的63. 0%，制种产量折算达到76. 4kg/亩。杂交F1播种后在苗期检查，出现裂叶标志性 状的苗子达到100.0%，说明种子杂交率为100.0%。这一试验结果表明采用化学杀雄剂处理可以明显提高用373S作母本的杂交种制 种纯度。最重要的是，可以实现在陕西本地制种，相比在青海春播制种，可以大幅度降低制 种成本，且种子收获期早，当年便可以供应市场。
权利要求
一种光、温敏核不育油菜在冬油菜区生产两系杂交油菜的制种方法，其特征在于，具体包括下列步骤1)以光、温敏核不育系为母本，以恢复系为父本，在秋季将母本和父本按一定行比间隔种植于冬油菜区，在冬油菜区的周围1公里内不种植其它油菜品种以及十字花科植物；所述的冬油菜区域，是当地在油菜盛花期气象条件满足光周期大于12小时、气温上升较快的任意冬油菜区；2)在母本的开花前至初花期，对母本喷洒一次或二次化学杀雄剂，降低母本自交授粉的几率，使母本在开花期保持稳定不育状态，然后再和父本杂交，花期授粉结束后砍除父本，收获母本所结的种子，经晾晒、清选后即生产出高纯度两系杂交油菜种。
2.如权利要求1所述的制种方法，其特征在于，所述的父本和母本行比是1 1，1 2， 1 3,2 2,2 3,2 4,2 5,2 6,3 6 或4 6。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的化学杀雄剂的活性成分是乙烯利、赤 霉素、苯磺隆、酰嘧磺隆、氯磺隆、氯嘧磺隆、吡嘧磺隆、咪草烟之中的任何一种，或者是其中 几种的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种光、温敏核不育油菜在冬油菜区生产两系杂交油菜的制种方法，在冬油菜区配制杂交种，利用化学杀雄剂处理作为母本的光、温敏核不育系的辅助手段，以防止育性波动，再和父本杂交生产杂交种。该方法的积极性效果在于扩大了油菜制种区域，提高了两系杂交油菜的丰产潜力。
文档编号A01H1/04GK101810134SQ20101012889
公开日2010年8月25日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者于澄宇, 何蓓如, 胡胜武 申请人:西北农林科技大学