甘蓝型油菜化学诱导不育系的创制及赣油杂8号的选育

陈伦林，李书宇，邹小云，邹晓芬，熊洁，张建模，宋来强

(江西省农业科学院作物研究所/油料作物重点实验室，江西南昌330200)

我国2013年消费食用植物油3 081.4万t，自给仅有1 000万t，自给率不及40%［1］。菜籽油占国产油料作物油脂的54%，占国产植物油的42%。油菜产业的稳定健康发展，是我国植物油供给安全的重要保障，优质高产品种的选育和推广是油菜产业发展的首要前提。

甘蓝型油菜(Brassica napus L.)杂交种选育与推广对于提高油菜产量具有非常重要的意义［2］，目前我国杂交油菜面积有余470万hm2，占总油菜面积的比例近70%。甘蓝型油菜杂种优势利用的途径很多，最为经济、有效的手段是雄性不育的利用。油菜杂种优势研究利用的途径主要有3种方法:细胞质雄性不育［3－4］(Cytoplasm Male Sterility，CMS);细胞核雄性不育［5－6］(Genic Male Sterility，GMS);化学诱导雄性不育［7－8］(Chemical Hybridization Agents，CHA)。CHA 途径具有可以自由利用常规品种、更换组合速度快、生产应用速度快、可以辅助解决微粉问题等优点［7］，己经成为目前油菜杂种优势研究利用的重要途径。成功运用CHA的关键是必须有优良的化学诱导药剂，目前已有很多这方面的报道［8－11］，并且有一些药剂已成功应用于生产［8－11］，化杀灵WP2被认为是比较理想的雄性不育诱导剂［8］。

培育优质、高产油量、多抗的油菜品种是目前油菜育种工作的主要任务。笔者紧抓“高产油”和“高抗”两条主线，以中双11号油菜品种为材料，应用化学诱导剂WP2，对诱导剂施药时期、用药浓度和处理次数进行筛选，获取最佳施药次数和浓度，诱导成功中双11A，并应用于新品种选育和杂交种生产，加快了新品种赣油杂8号的选育步伐。

1 材料与方法

1.1 试验材料 应用于化学诱导雄性不育系的油菜品种为中双11号，由中国农业科学院油料作物研究所提供;238B为该课题选育自交系。化学诱导剂WP2由陕西汉中付云龙提供。

1.2 试验方法

1.2.1 化学诱导型雄性不育系的创制。以中双11号为材料，设小区种植，每小区5行，行长2 m，行间距33 cm，每行定苗12株，设3次重复，处理随机排列。化学杀雄剂WP2设4个喷施浓度，依次为 0.03、0.06、0.09、0.12 g/L，并设清水作对照，每小区施药量为120 ml。晴天的上午10:00使用微型喷雾器喷施，行间用薄膜阻隔。施药次数设1、2、3次共3个处理。第1次施药时间为小区50%植株主花序最大花蕾直径2 mm左右，2次施药为隔15 d喷施第2次药剂，3次施药每隔10 d施药1次。各小区于初花期和终花前期取200朵花调查不育花率(有微量花粉认为是可育花)，同时用碘－碘化钾染色法检验诱导剂处理后可育花或微粉花，显微镜观察花粉活性，以此评价化学诱导剂的合适使用方法。

1.2.2 选育方法。亲本选育中低世代育种材料套袋自交保纯，高世代材料用尼龙网或选择自然条件隔离繁殖。配制杂交种以1∶1行比种植双亲并罩尼龙网隔离，化学诱导不育系，网内蜂媒授粉配制杂交种。

采用近红外光谱仪(perten DA7200)对油菜籽的含油率、芥酸含量、硫甙总量进行快速定量测定。

赣油杂8号产量及形态特征和生长习性的描述以江西省油菜区域试验的多年多点试验数据为准。

2 结果与分析

2.1 化学诱导剂处理比较 通过对不同处理在初花期和终花前期不育花率的调查发现，化学诱导剂在0.03 g/L浓度水平的所有处理不育花率均较低(表1)，达不到不育系使用的要求;0.06和0.09 g/L浓度处理1次在终花前期出现的可育花较多，达不到不育系要求。0.06 g/L浓度处理2和3次以及0.09 g/L浓度处理2次的不育花率均能达99%，达到油菜不育系纯度的要求。通过显微镜观察发现，微粉和极微粉花的有活力花粉极少，微粉和极微粉花单株套袋自交结角结实率极低(图1)。由此可见，这个浓度范围处理2次，均能达到不育系要求。而0.09 g/L处理3次以及0.12 g/L浓度有不同程度的药害。轻微药害表现为花期落蕾多;药害表现为植株矮化，开花推迟很久并落蕾严重。根据试验的观测结果并结合前人的研究［8］，选择0.08 ～0.09 g/L 浓度施药2 次诱导甘蓝型油菜不育系中双11A。

表1 中双11号经化学诱导剂处理后不育花率分析

2.2 选育经过

2.2.1 283B的选育。父本283B是由99B01-3系统选育而来，其选育过程始于1990年。在C14(中双2号选系)中选择性状优良的单株，连续自交，应用系统选育方法，通过对株系的抗耐性、品质和综合经济性状等定向选育而成。整个选育过程:C14选系→92A-2④(自交)→92A-2②P1(自交)→P25(自交)→95B101-2(自交)→96B101-2(自交)→97B101-1(自交)→98B101(自交)→99B01-3→自交→283B。

图1 微粉花和正常花的花粉活力比较及微粉花套袋自交结实情况

2.2.2 组合选配。赣油杂8号的母本是化学诱导性雄性不育系中双11A，父本是283B。2008～2009年度组合观察试验中表现好;2009～2010年采用化学诱导不育系配制组合，2010年秋季进入正式组合比较试验，在组合比较试验中表现优异;2011～2013年通过2年度江西省区域试验。区试结果显示，赣油杂8号品质达双低标准，丰产性好，产油量高，抗倒性强，抗病性较强，熟期适中。

2.2.3 组合特征特性。在2011～2012年度江西省区试中，赣油杂8号平均产量2 112.00 kg/hm2，比对照中油杂2号增产17.68%，极显著。平均产油量893.40 kg/hm2，比对照增产32.74%。2012～2013年度平均产量2 401.95 kg/hm2，比对照中油杂2号增产4.89%，增产显著，居第2位。平均产油量 1 073.25 kg/hm2，比对照增产 9.55%。

两年平均产量 2 256.98 kg/hm2，比对照增产11.29%。两年平均产油量983.33 kg/hm2，比对照增产21.15%(表2)。

在2011～2013年度江西省区试中平均全生育期206.1 d，比对照迟熟1.2 d。株高176.5 cm，分枝数6.8 个，单株有效角果数 233.3 个，每角粒数20.9 粒，千粒重3.7 g，单株生产力14.75 g。菌核病发病株率8.5%，病指4.95，均好于对照。含油量 43.5%，硫甙含量为21.15 μmol/g，芥酸含量为0。

表2 赣油杂8号在江西省区试中的产量、含油量及理论产油量表现

2.2.4 栽培技术要点。赣油杂8号适宜在江西两熟地区种植。育苗移栽于9月上、中旬播种，苗床播种量1.5 kg/hm2，苗龄30～35 d;直播于9月下旬～10月上中旬播种，播种量3.0 ～4.5 kg/hm2。移栽密度 15.0 万 ～22.5 万株/hm2;直播密度定苗27.0万～37.5万株/hm2。重施底肥:施复合肥450 kg/hm2、尿素 75 kg/hm2、磷肥225 kg/hm2和硼砂 15 kg/hm2。75 kg/hm2尿素、45～75 kg/hm2钾肥作腊肥，施尿素45～75 kg/hm2作苔肥。初花期用硼砂1.5 kg/hm2叶面喷施。苗期注意防治菜青虫、蚜虫，花期注意防治菌核病。油菜终花30 d后，角果有80%黄熟时，及时收割，并抓紧有利天气脱粒晾晒，进仓贮藏。

3 结论与讨论

在各类作物育种中很早就已经开展了化学诱导雄性不育的研究，如小麦［12］、水稻［13］、棉花［14］、油菜［15］、玉米［16］等，但是因为合适的化学剂筛选或化学诱导剂的毒性等问题，目前仅在小麦和油菜多见研究报道，小麦的研究还处于化学诱导剂的筛选阶段［17］，而能在生产上大面积应用的目前只在油菜中有报道。

油菜化学诱导剂报道较多，根据刘志勇的研究，应用化学诱导剂WP2能更安全稳定地诱导出油菜不育系［8］。在该研究中，笔者应用化学诱导剂获得了系列不育系，如浙油5002A、沪油21A、G5034A等，这些不育系均能满足要求，并应用到杂交种的规模创制。经过2010～2013年的多年生产、试验，应用化学诱导不育系小面积(＜667 m2)配置的杂交组合杂种纯度能达到96%以上，而大面积(＞4 hm2)制种杂种纯度能达到90%以上。应用化学诱导雄性不育系，人们已经选育成了赣油杂7号、赣油杂8号和赣油杂9号。目前还有一批材料正参加国家区域试验或江西省油菜区域试验，有望审定出更多更好的甘蓝型油菜新品种。

虽然油菜化学诱导剂具有亲本选择范围广、配制组合快等诸多优点，但是CHA途径也有其自身的缺点。首先是寻找优良的油菜化学诱导剂比较困难。自20世纪70年代我国开展油菜化学诱导剂研究以来，目前能在生产上应用的安全无毒化学诱导剂仅有4～5个剂型［7］，如诱导剂WP2。其次，化学诱导效果在品种间存在差异。通过多年的应用，人们发现不同的品种对诱导剂的敏感性(耐受性)是不同的，这要求育种家需要针对不同的亲本开展多年试验，筛选适合对应亲本的适宜浓度，这样才能保证生产上的安全使用。第三，施药方式和施药时的气象因素对制种纯度和制种产量有影响。不同的亲本对诱导剂均有一个耐受范围，过量施药会造成药害，降低制种产量;施药量过少则不能保证制种纯度。因此，在施药过程需要准确配制化学诱导剂浓度，并培训专业施药队伍，保证合适的施药量。气象因素上，雨天会明显影响诱导剂效果，要求施药前需多观察天气，保证施药后4 h没有雨。总之，应用目前筛选的安全无毒害诱导剂(主要成分为除草剂［7］)，采取专业的保障措施，化学诱导雄性不育系在生产上的安全大面积应用是可行的。

赣油杂8号在2011～2012年度江西区域试验中7个点全部增产，2012～2013年度仅九江点减产，其他点增产。两年试验中产量均排在第2位，产油量第一。菌核病发病株率8.5%，病指4.95，均好于对照，抗倒性强。由此，赣油杂8号不仅产量高，稳产性也好，含油量高，抗性强，在生产上应用推广将能促进油菜生产增产增收。

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