[00120741]玉米细胞质雄性不育制种技术的集成及应用

一、课题来源与背景本项目是2015年广西壮族自治区科学技术厅桂科计〔2015〕99号文件下达的广西科学研究与技术开发计划项目;合同编号：桂科合1599005-2-17;项目名称：玉米细胞质雄性不育制种技术的集成及应用;计划类别：科技合作与交流计划;实施期限为：2015年1月-2017年12月。 随着我国经济结构的转型,大量农村劳动力向城市转移,进而导致我国玉米制种基地目前劳动力缺乏。加上中国玉米育种受株型紧凑型的影响较深,难以实现机械去雄。因此玉米制种的去雄工作,面临用工荒、请工难等严峻问题,已成为中国育种企业不得不面对的一大难题。利用玉米雄性不育化制种技术生产杂交种不仅可以有效避免常规玉米制种过程中由于去雄不及时、不彻底导致的种子混杂外,还能有效的提高种子纯度,增加制种产量,充分发挥杂交种的杂种优势,提高优良杂交种的产量水平,同时还可以节省大量去雄人力,降低制种成本。因此,不育化制种是未来种业发展的必然趋势。 二、技术原理及性能指标（一）技术原理通过不同自交系对CMS-C不育系育性恢保关系鉴定,筛选出玉米CMS-C强恢复系和保持系,并通过遗传分析和分子标记技术确定恢复基因遗传模式以及开发紧密连锁的分子标记,用于强恢复系转育过程中的分子标记辅助选择。同时结合不育系的转育,实现不育化制种。（二）性能指标 1.考核指标（1）完成8-10个玉米优势组合亲本自交系对细胞质雄性不育系的恢保关系测定。（2）完成5-7个骨干亲本自交系的不育性状转育;开展3-4个骨干自交系恢复基因的转育。（3）力争完成2个杂交组合的不育化制种。（4）开发和筛选与恢复基因紧密连锁的分子标记2-3个。（5）构建一套基于分子标记辅助选择快速实现玉米细胞质雄性不育恢复基因转育的技术体系。 2.实际完成指标（1）完成9个玉米优势组合亲本自交系对细胞质雄性不育系的恢保关系测定;（2）完成6个骨干亲本自交系的不育性状转育;开展3个骨干自交系恢复基因的转育;（3）完成2个杂交种组合（ZH05A×ZH04,ZH08A×ZH04）的不育化制种;（4）开发了3个与恢复基因紧密连锁的分子标记B-2、B-6-2和F2/R2;（5）3个恢复系的转育已进入BC2F1,对 BC1F1代进行了分子标记鉴定和选择。后续的轮回杂交仍需对分离群体的单株进行分子标记选择。 三、技术的创造性与先进性（一）创造性：项目研究成果解决杂交玉米制程过程中因人工去雄与劳动力短缺的矛盾;去雄不及时和不彻底导致的种子混杂;传统回交转育特别是恢复系转育的费时费力问题。（二）先进性 1.在不育系的转育上,采用成对杂交,利用南北穿梭鉴定,保证不育系败育的彻底性、稳定性,以及不育系和保持系遗传一致性、受体自交系的典型性。 2.在恢复系的选择和转育中,采用多背景筛选、多环境鉴定,确保恢复系的恢复度高、恢复性稳定,充分了解恢复性组合在不同生态区域的雄花育性表现,从而提出不育化制种适宜的推广地区。 3.首次对具有热带血缘的玉米种质进行CMS-C不育系的恢保关系测定,筛选出3份恢复材料,其中2份为强恢复。突破了广西地区长期以来,因找不到CMS-C恢复资源而难以利用玉米不育化制种的困境。 四、技术的成熟程度,适用范围和安全性;（一）技术成熟度 1.本项目转育或创制的材料通过鉴定后可直接用于不育化制种生产,该技术突破了广西地区长期以来,因找不到CMS-C恢复资源而难以利用玉米不育化制种的困境。该技术在广西区属首创,在同类研究中为领先水平。 2.目前该技术已成熟应用于我公司的规模化、产业化生产中。（二）适用范围和安全性 1.适用范围：适宜推广不育化制种所有地区。 2.安全性：项目成果转育成的不育系和恢复系通过鉴定后可直接用于不育化制种生产。由于在课题成果主要是进行回交转育的工作,与传统的玉米育种途径获得的不育系和恢复系相似,并非改变玉米的抗性基因,对周边环境和生态没有产生不利的影响。 五、应用情况及存在的问题（一）应用情况 1.在课题实施期间主要是进行回交转育的工作,获得的不育系和恢复系在项目结题时只能小面积试验示范,产生经济效益不大。本项目的经济效益主要体现在课题成果大面积推广后,将会在玉米生产发展中起较大作用。 2.自项目完成至成果登记时,该技术已应用于我公司的规模化生产中。（二）存在问题利用CMS-C不育系进行三系配套制种,在制种基地需特别关注不育系雄花败育的彻底性和稳定性,以防因为败育不彻底或个别植株的花药外露导致种子混杂。其次,由于玉米的生长受气候影响较大,为了避免杂交种在推广种植过程中因气候条件原因导致散粉不畅,恢复度不高等因素影响结实率,建议在不育化制种推广中摻和一定比例的正常细胞质杂交种。这样一定程度上可以防止因不育细胞质的单一化导致的遗传脆弱性。 六、获奖情况：暂未报奖。