[发明专利]一种杂交小麦选育方法

说明书

本发明属于农作物新品种选育中杂种优势利用技术领域。

目前，国内外在小麦杂种优势利用方面的研究最多的以及在生产上利用的小麦雄性不育系是Wilson和Ross(1962)所发现的具有T．timopheevi细胞质的T型不育系。经几十年的研究，已取得了重要进展，但杂种小麦还未能在生产上广泛推广，其中重要原因之一，是T型不育系的恢复源少，要培育大量农艺性状优良、配合力好的恢复系比较困难。

根据有关文献报道，目前通过小麦与其近亲种属间的杂交和置换回交，所得到的各种类型的小麦雄性不育系至少有70种以上(Tsuniwoki，K．Genetic：Diversity of the Cytoplasm in Triticum and Aegilops，JapcanSocity for the Proinotion of Scienice，1980：237-265)。在异源细胞质雄性不育系类型中，绝大多数都有不良细胞质效应，很难在杂种小麦上应用。Pconayotov(1983)曾研究了小麦属、山羊草属、大麦属的131种细胞质的异质小麦，其中有37种表现雄性不育系，同时发现一些异质小麦具有核质杂种优势。1987年他指出Sv类和M细胞质雄性不育系是最有利用价值的新型不育系，并在Sv类中育成了不产生单倍体的具有粘果山羊草细胞质的(Kotschyi)911-B-10不育系，可以投入生产应用。Maun和Luchen(1988)报道，在普通小麦中存在有一种基因(Scs)，该基因与外源细胞质互作可以产生雄性不育系，其恢复基因Rf则来自细胞质供体种，另外还有一种非细胞质专一的活性基因Vi，它可促进Scs和Rf半合基因的表达，并可改善细胞核与细胞质的亲和性，因而只要将Scs基因导入粗山羊草细胞质(或其它细胞质)，便可育成具有粗山羊草细胞质的新的雄性不育系，不过这种不育系的恢复系必须具有Rf+ViVi的基因组成。但至今还未育成在杂种小麦生产上可以应用的成套材料。

我国在研究利用T型不育系选育杂种小麦的同时，也开展了选育各种新型小麦雄性不育系的研究(杨天章 刘庆法：K型小麦雄性不育系应用问题研究陕西农业科学1990，[2])。据不完全统计，在异源细胞质雄性不育系方面，有西北农业大学杨天章等培育的具有粘果山羊草(Ae．Kotschy)细胞质的K型1B／1R易位不育系(K型不育系)，具有偏凸山羊草(Ae．Ventricoca)细胞质的V型不育系(张玫生 杨天章：偏型粘型和易型小麦雄性不育系的初步研究作物学报1989，15[1]：1-9)。K型和V型1B／1R雄性不育系既易保持又易恢复，恢复源广、种子饱满、发芽率高，有较大的应用前途。具有普通小麦细胞质的雄性不育系，由于是栽培小麦的同质系，一般无不良细胞质效应，而且易为一般小麦所恢复。与T型不育系相比，K型不育系的恢复源广，而且在普通小麦品种之中，有的恢复度比较高，然而K型不育系的恢复问题仍很复杂，按国内法计算，其恢复度最低只有1．4％，最高的为90％，而大多数均在60％以下，说明K型不育系的恢复源虽广，但恢复度高的恢复系并不多。培育恢复度高而稳定、制种性状优良、配合力好的恢复系是小麦杂种优势利用技术的关键。

恢复系的选育通过测交筛选、杂交选育、轮回选择等方法进行。轮回选择选育恢复系是以优良的带有太谷核不育基因的小麦品种为母本，选择若干个具有目标性状的恢复系为轮回亲本，组成基础轮回群体，设置隔离区，始花期，拔除母本行中的全部可育株。在群体中实现开放杂交，成熟时，分别收获不育株。按以上方法，完成第二轮群体的选择。将第二轮群体收获的种子，一部分种子继续组成第三轮群体，另一部分种子采用系统法，选育恢复系。小麦恢复系的育种既包括常规的育种目标性状，还包括对恢复系特有性状的要求。要把诸多的指标性状综合到一个品种中，难度相当大，一是不育系的恢复源狭窄；二是育性恢复遗传背景复杂。恢复力表现有较强烈的数量性状，在恢复系选育过程中，恢复力不易稳定，同一世代不同个体间恢复力差异很大，变幅表现在从0-100％，这就要求育种群体大，延续世代长，测交鉴定恢复力的工作量大，所需时间长。

本发明的目的是提供一种杂交小麦选育技术，它是选育恢复度高而稳定、制种性状优良的恢复系，组配出可供生产应用、杂种优势超过15％的杂交组合。通过阶梯式轮回选择，从狭窄的恢复源中实现恢复基因累加，将恢复度提高到95％以上，再通过K型细胞质直接选择，聚合目标性状和恢复基因的配子，从而简化恢复基因分离重组和系统选育过程，缩短育种世代，降低测交鉴定恢复力的工作量。