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甘蓝雄性不育系育种技术体系的建立与新品种选育

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  • 主要完成单位:中国农业科学院蔬菜花卉研究所
  • 主要完成人员:方智远,刘玉梅,杨丽梅,王晓武,庄木,张扬勇,孙培田
  • 起  止  时  间 :1979年1月—2010年12月
  • 获  奖  情  况 :2014年国家科技进步奖二等奖
  • 内  容  提  要 :
     甘蓝是主要的蔬菜作物。21世纪以前,甘蓝杂交种90%以上是用自交不亲和系配制的,该途径存在易出现假杂种、亲本繁殖需人工授粉成本高等缺陷。为克服甘蓝自交不亲和系杂交制种中的上述弊端,确立了寻找新型雄性不育源、建立雄性不育育种技术体系为主攻方向,培育优质、抗病、抗逆甘蓝新品种满足市场需求,历经30余年取得以下重要创新性成果。
  (1)国内外首次发现甘蓝显性核基因雄性不育源并建立不育系育种技术体系:历经多年从 30多万种株中发现了甘蓝新型雄性不育源79-399-3,研究阐明其不育性为显性核单基因控制;创制出低温诱导可出现携带不育基因的微量花粉的材料,从其自交后代中鉴定出纯合不育株,进而创建了通过回交、自交、测交结合分子标记辅助选择选育显性核基因雄性不育系的育种技术体系。育成DGMs01-216等5个不育株率达到100%、不育度达到或接近100%、配合力优良、熟性不同的甘蓝显性不育系,属国内外首创(发明专利ZL96120785.X)。
  (2)率先建立用自交亲和系转育获得优良CMSR3胞质雄性不育系的选育技术:历经10余年从CMSR1、CMSR2、CMSR3等3代不育源中筛选出优良胞质不育材料CMSR3625、CMSR3629,建立用87-534等自交亲和系转育的技术,并获得5个优良胞质雄性不育系,苗期低温不黄化、结荚正常、不育性稳定。亲本可蜜蜂授粉繁殖,成本仅为自交不亲和系繁种的1/10(发明专利ZL200510011406.0)。
  (3)创制出一批用于雄性不育系转育的优异甘蓝骨干自交系:率先育成“中甘87-534”等 8份花期自交亲和指数达到4的自交亲和系,“96-100”等4份抗枯萎病两个生理小种的抗源,“88-62”等4份成熟后7~10天不裂球的极耐裂球自交系,为优良雄性不育系的转育奠定了种质基础(发明专利ZL201110211317.6)。
  (4)利用上述1、2、3的专利技术培育出6个突破性甘蓝新品种,并实现甘蓝雄性不育系规模化制种:“中甘21”、“中甘192”、“中甘17”、“中甘18”、“中甘96”、“中甘101”6个新品种早、中、晚熟配套,全国区试中比对照品种增产5.8%~22.6%,其品质、产量或春甘蓝的早熟性等方面优于国内外同类品种,均通过国家审(鉴)定。规模化制种杂种杂交率100%,比自交不亲和系制种提高8%~10%,实现了甘蓝杂交制种由自交不亲和系到雄性不育系的重大变革。
  6个甘蓝新品种在25个省区市累计推广968.6万亩,新增社会经济效益约28.3亿元。2011—2013年推广551.9万亩,在北方春甘蓝和高原夏甘蓝主产区占栽培面积的60%~80%,新增社会经济效益15.8亿元,并出口印度、俄国、日本等国。获发明专利3项,新品种权2项,审(鉴)定新品种6个,论文58篇(SCI14篇),育种技术和材料已被兄弟单位应用。本成果是甘蓝育种技术的一次重大突破,开创了甘蓝杂交制种新途径,丰富了蔬菜雄性不育遗传育种理论与实践,对提升蔬菜育种水平、保障蔬菜供应、抵御国外蔬菜品种冲击发挥了重要作用。
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