西藏蔬菜制种中三系配套法的运用及展望

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  1三系配套法   1.1育种中杂交的必要性   "杂种优势"可以大幅提高作物产量和各种性状

因此,杂种可以集合双亲的有利基因而产生杂种优势,并且两个亲本的亲缘关系越远,携带的异质基因越多,杂种优势越明显

然而杂种优势是不稳定遗传的,根据遗传定律,杂种F,自交后会出现性状分离,要保持作物的杂种优势,必须年年配置第1代杂交种

  进行杂交的第1个问题是需要亲本不能自交,否则产生的后代就不只是杂交种子,这就需要在亲本自然授粉前去除亲本的雄蕊

手工去除雄蕊对大量育种来说无疑是项巨大的工程,尤其是雌雄同花等情况;另一个选择是喷洒药物杀雄,但存在药物的效率、喷洒时间的掌握等问题,最好的办法是获得雄性不育系,这样只要将雄性不育系作为母本,和雄性可育的父本在大田间间隔种植,不育系产生的种子就是杂交的F,代

  1.2三系配套法的概念   三系配套法是一种常规的制种技术,由不育系、保持系、恢复系组成

  1. 2. 1雄性不育系(代号A)是指植株外形和普通植株没有多大差别,但雄性器官发育不正常,花粉败育,不能自交结实

雌性器官却发育正常,能接受外来花粉而受精结实

这种雄性不育能稳定遗传的品系叫雄性不育系(简称不育系)

  1.2.2雄性不育保持系(代号B)由于不育系本身的花粉不育,自交不结实,不能通过自花传粉繁衍具有不育特征的后代

必须要有一个正常可育的特定品种给不育系授粉并能结实,使不育系的后代仍保持其雄性不育的不育特征,这种能使不育系性能一代一代保持下去的特定父本品种称为雄性不育保持系(简称保持系)

  1.2.3雄性不育恢复系(代号R)一些正常可育的品种花粉授给不育系后,正常结实,而且新产生的杂种1代恢复正常,并能自然结实,且具有较强的优势,这样才能产出种子

这种能够恢复不育系雄性繁育能力的品种称为雄性不育恢复系(简称恢复系)

  1. 2. 4"三系"的关系不育系二不育系x保持系;保持系=保持系x保持系;杂交种子二不育系、恢复系

这三系中只有不育系没有花粉,通过保持系来维持它的不育性,不育系作母本由恢复系作父本来恢复它的可育性,长出的种子才能开花结果

保持系和恢复系都有花粉,可以自己繁殖

  1.3三系配套制种原理   三系配套制种是以不育系、保持系、恢复系制种的过程

其中不育系的选育是核心环节,即雄性不育系的选育,不育是指雄蕊的败育

雄蕊是否可育,由核基因和质基因共同决定

  核基因:可育基因R对不育基因r是显性;质基因:可育基因N,不育基因为S;核基因和质基因的关系:细胞质的可育基因N可使花粉正常发育,细胞核的可育基因R能够抑制细胞质不育基因S的表达

三系配套制种技术流程如附图所示

  这里需要强调的是恢复系和不育系之间要农艺性状互补

  2三系配套法优缺点   2.1优点   2. 1. 1省去人工去雄,简化制种手续对于自花授粉植物,不去雄,只授粉,就可获得高质量杂种1代

对于异花授粉植物,不去雄,任其天然杂交,在隔离区就可产生大量杂交1代种

杂交种的父本和不育系保持系均可以用自交亲和系,在隔离条件下蜜蜂授粉繁殖,成本较低,从而显着降低杂种1代的生产成本

  2. I.2在杂交种质量上有保证三系配套制种技术生产的杂种1代纯度一般可达到100%,比利用自交不亲和产生的杂交种的杂交率提高5%一8%,提高杂种1代的质量,有效地防治假杂种

  2.1.3解决买际中其他问题为一些花器小,人工去雄困难的十字花科、百合科、伞形科等园艺植物的杂种优势利用开辟新的途径

  2.1.4显着的经济和社会效益对育种者而言,干}J用三系配套制种简化了程序,节省了劳力,解决了其他育种手段无法解决的问题;对育种单位和种子公司来说,利用三系配套制种产生的杂种1代增加了蔬菜不子的商品性,提高J'种子的竞争力,且能较好地维持单位利益

  2.2缺点   2. 2. 1技术难度大几系配套制种技术环节多,过程繁琐,对制种过程中的枝术要求比较高

  2. 2. 2恢复系和保持系的选择困难三系配套恢复系、保持系的选择范围较窄,恢复系的选择有严格要求

  2. 2. 3不育系获取难度大二系配套不育系的选育和获得难度大,正常的不育系受光照强度、温度、孚,i.}}度等因素的影响,在}如句生产中会出现"微粉"和"散粉"植株

  3二系配套在育种中取得的成果   各国育种专家在结球甘蓝、萝卜、番茄、洋葱、辣(甜)椒等蔬菜上都已经发现和不q用雄性不育,我国科研人员在对雄性不育的选育和和J用上取得重大进展,这吧主要讲大白菜和萝卜的雄性不育的选育和利用

  3.1大白菜   张书芳等育成大白菜细胞核基因互作雄性不育系,用该系制成'8801'等优良的1代杂种已经在生产L大面积推广应用

1992年柯桂兰等育成具有甘炊型油菜不育细胞质雄性不育系'CMS3411-7',并配制成'杂13' ,'杂14'等1代杂种,大面积应用于生产

  3.2萝卜   在萝卜生产中,我国儿乎都在利用杂种1代种子,韦顺恋等以郑州,li蔬菜研究所的'金花墓48A'萝卜为雄性不育系,用浙江省的优良萝卜'浙大长'等为转育亲本,获得100%小育系'浙3A',并配成'浙3A' X'翘青头': , h应用

[力西省农科院蔬菜研究所培育的'丰光一代',已推广到山西、陕西、廿肃、云南、河南等省份

  4西藏三系配套制种技术的应用现状   西藏农牧科学院蔬菜研充所应用三系配套育种技术起步较晚,目前所采用的制种技术主要是不}l用自交不亲和系繁育杂种1代,对二系配套制种技术的应用还比较落后

  4.1大白菜   2009年西藏农牧科学院蔬菜研究所从中国农科院蔬菜研究所得到支援的大白菜细胞核基因互作雄性不育系'78AMS',通过近几年的不断探索,获得雄性不育系和保持系28份,在制种过程中还未得到应用

  4.2萝卜   2010年西藏农牧科学院蔬菜研究所在萝卜大田试验中发现雄性不育株,并对雄性不育株进行选育,但出现雄性不育株的概率为25%一40%,效果不是很理想,目前还在进一步选育;2012年在大田试验中再次发现雄性不育株,并对其进行选育,效果需进一步观测

  口前西藏杂种制种过程还属于不育系的选育过程,经过近几年的雄性不育系的选育

在大白菜雄性不育系的选育中,通过调节温度和湿度,在合适的时间种植,有效地控制了雄性不育系出现"微粉"现象

经过几年的选育,雄性不育系在不久将应用于制种中;萝卜雄性不育系的选育,需进一步研究

  5三系配套制种的前景      随着科技改革深入和"种子法"的实施,育种、繁育、经营一体化势在必行,为实现良种的产业化创造条件,促进进口种子国产化和我国优良种子进入国际市场

利用三系配套制种技术生产的杂种1代,既可以提高杂种1代的优势,又可提高杂种1代的质量,同时提高竞争力

同时,利用三系配套培育杂交种子在许多蔬菜作物上已经或者正在进行有效利用,并培育出许多性状优良的杂交1代新品种,在生产中发挥着重要作用

三系配套制种技术必将成为今后育种家培育优良品种的首选途径之一,将会有巨大的发展潜能


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