文献类型： 获奖成果

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获奖名称： 神农中华农业科技奖

获奖等级： 一等奖

关键词： 甘;创制;甘蓝;油菜;不育系;甘蓝型油菜;甘蓝型;不育

第一完成单位： 四川省农业科学院作物研究所

获奖时间： 2012

摘要： 　　1、任务来源 　　国家863计划“强优势油菜杂交种的创制与应用 (2009 AA101105、2011AA10A104) ”、“优质、高产、多抗甘蓝型油菜新品种培育（2001AA241104、2004AA241104）”；国家现代油菜产业技术体系建设专项资金（2007-2012）；四川省油菜创新团队建设专项基金（2009-2013）；国家科技支撑计划“双低优质油菜育种技术研究与杂交新品种选育（2006 BAD01A04）”；四川省育种攻关“突破性油料作物新品种培育（2006YYGG005）”、“油菜品种资源收集、保存、评价利用及NEA胞质不育双低恢复系选育研究（200107001 -1-7-4）”、“油菜新杂交种选育（200107001-1-6-1）”、“油菜品种资源收集、保存、鉴定、评价及利用（9611001-1-6-5）”、“油菜育种亲本新材料研制（9611001-1-6-1）”；四川省青年科技基金“甘蓝型油菜新不育材料恢复基因分子标记”、“甘蓝型油菜新不育系及恢复系研制”、“油菜抗旱、耐湿基因的发掘、克隆和表达载体构建（2010JQ0054）”；国家发改委项目生物育种高技术产业化专项“优质超高产杂交油菜新品种繁育及产业化示范工程 ”、“优质新型胞质雄不育甘蓝型超级油菜杂交新品种繁育高技术产业化示范工程 ”、“油菜育种与栽培国家地方联合工程研究中心”；四川省应用基础项目“甘蓝型油菜新不育系NEA恢复基因遗传研究”。 　　2、技术原理和性能指标 　　（1）技术原理 　　本成果属于作物遗传育种应用领域。 　　技术原理：建立高效的育种技术体系，广泛收集甘蓝型油菜特殊资源材料，通过杂交、辐射诱变等选育新的甘蓝型细胞质雄性不育材料；育成JA系列不育系并进行遗传研究、细胞质相对效应研究，测定配合力；实现JA系列不育系三系配套，选育高产、优质、广适的突破性新品种。开展不育系亲本繁殖及杂交种制种技术研究；针对四川油菜主产区生态地理条件和JA系列杂交种的特征特性，开展优质、高产及多熟制栽培等配套技术体系研究。 　　（2）性能指标 　　1)育成的JA系列不育系与目前国内应用的杂交种雄不育胞质不同，克服了现有胞质不育类型易受环境影响产生微量花粉的缺点；与国内原有的萝卜质不育线粒体DNA碱基序列有差异，是一类全新的不育系。 　　2）JA系列不育系雄不育性彻底、稳定，异交结实率高，杂交种制种产量高，不育胞质对杂种一代主要性状无显著负效应。 　　中国农业科学院油料研究所、南充市农业科学院等单位先后引进该类不育材料，研究证明：该不育类型育性稳定，不受环境温度、光照影响，转育不育系繁殖产量可达180-200公斤/亩。 　　针对JA系列不育系特点，开展了不育系亲本繁殖及杂交种制种栽培技术等研究，集成了“JA系列不育系亲本繁殖及杂交种制种”等先进成熟技术体系。该技术体系可使不育系繁殖亩产达120公斤/亩以上；制种产量达120公斤/亩以上，显著降低种子生产成本，充分发挥杂种优势，为企业和农户增产增收。 　　对选育出的甘蓝型JA系列不育系雄性不育胞质和可育胞质杂种F1 12个主要性状进行了比较研究。研究结果表明：考察的12个主要性状中，除主序角果数不育胞质杂种F1 和可育胞质杂种F1 t检验差异达5%显著水平外，其余11个性状2种胞质杂种F1 t检验差异不显著。说明JA系列不育系细胞质对杂种一代主要性状无显著负效应。 　　3）JA系列不育系一般配合力高，所配组合高产、优质、广适、高效。 　　利用选育的JA系列不育系，选育出高产、优质、广适的JA系列突破性杂交种9个，适合机收组合1个。即：川油33、川油58、川油38、川油36、川油37、川油39、川油40、川油41、川油42、川杂NH352。其中，不育系JA1先后组配出川油58、川油39、川油40、川油41共4个品种通过四川省审定（川油58、川油39分别于2008、2009年获得国家发改委生物育种高技术产业化专项资金项目资助）。此外，川油33、川油58、川油38、川油39先后被评为四川省油菜主推品种，川油36被评为全国油菜主推品种；川油41创四川省审定品种省区试产量最高记录，2010年和2011年创四川丘陵地区和平原地区产量最高记录；川油36是四川省育成的唯一通过国家区试长江上游、中游、下游审定的优质、广适突破性品种；川杂NH352通过了国家机收组第一年区试，正在续试。 　　4）研究并集成了JA系列保持系及杂交种选育的高效育种技术体系。 　　研究并集成了选育高产、优质、广适、高配合力JA系列保持系及相应恢复系的高效育种技术体系，包括：优良种质诱导创新的辐射诱变育种体系、聚合杂交集成优良基因、建立小孢子培养优化体系、NCⅡ不完全双列杂交及遗传聚类分析早代预测后代性状表现，指导新组合配制。 　　① 建立了优良种质诱导创新的辐射诱变育种体系。研究了60Coγ辐射、航天诱变、化学诱变处理时间、强度等因素对油菜不同基因型的作用，创制了一批高含油双低核心种质，为JA系列提供了一批优良保持系。 　　② 聚合杂交集成优良基因，建立小孢子培养优化体系。利用来源（生态、亲缘）不同材料复合杂交，集成优良基因和抗性、品质性状，研究制定了四川成都地区甘蓝型油菜小孢子培养技术规程，并利用该规程结合夏繁选育了一批优异保持系和恢复系。对四川成都生态区甘蓝型油菜小孢子培养的影响因素作了系统研究，结果表明：a、小孢子形成阶段的温度以10-15℃，昼夜温差5℃左右胚产量最高达到300枚/蕾，温度低于5℃或高于20℃胚产量都较低甚至不出胚；花蕾消毒液以0.1%的Hgcl2效果较好，培养浓度以3-4蕾/皿较好；b、提高小孢子胚发生能力试验表明：在诱导培养基上添加适当的6-BA和NAA有利于小孢子胚的发生；固液双层培养优于液体单层培养；在诱导直接成苗前对子叶型胚进行12h/12h弱光照1～2d、在生根培养基中添加一定浓度的NAA等处理能提高小孢子胚成苗率。 　　③ NCⅡ不完全双列杂交及遗传聚类分析早代预测后代性状表现，指导新组合配制。对课题组优良骨干亲本根据主要经济性状进行遗传聚类分析及NCⅡ不完全双列杂交，测试配合力，进行早代预测后代性状表现，指导新组合配制。 　　5）集成了JA系列杂交种优质、高产栽培技术体系。 　　针对四川油菜主产区生态地理条件，根据JA系列杂交种的生态适应性筛选和目标产量栽培技术体系研究，集成了“油菜迟直播避灾高产栽培技术”、“马铃薯/油菜套作高产栽培技术”、“旱坡地粮油种植栽培技术”、“盆地丘陵区稻田和旱地油菜高效施肥等栽培技术”体系。 　　6）发表了相关研究论文 　　通过对JA系列不育系及其配制组合的研究，发表了研究论文58篇，包括新不育胞质的发现、不育性状的遗传行为、新不育胞质杂交种的胞质效应研究、新不育胞质恢复系及JA系列杂交种的选育、新不育胞质恢复材料游离小孢子培养的研究等方面内容。 　　7）申请了JA系列不育系及其配制组合的6项品种权：JA20、JA18、JA9、JA1、川油39、川油36。 　　3、成果的创造性与先进性 　　（1）育种手段集成创新。采用60CO-γ、化学诱变剂EMS、航天搭载、小孢子培养等技术，建立了传统技术与现代技术相结合的油菜现代育种技术体系，创制了JA系列新型不育系及保持系。 　　（2）育种材料创新。JA系列不育系不育性彻底、遗传性稳定，恢保关系不同于Pol CMS、陕2A细胞质雄不育，线粒体DNA碱基序列与萝卜胞质雄性不育系有差异。该系列不育系除雄蕊败育外，花器正常、异交结实率高、繁殖制种简单易行、品质好、配合力高，是一类填补国内外空白的突破性新型不育系，育成了系列杂交油菜新品种，并在生产上大面积推广应用，社会经济效益显著，整体达到国际同类领先水平。 　　（3）育成品种创新。探索了早期配合力测定预测杂种优势的方法，提高了选择效率。配制的杂交组合有9个通过四川省或国家审定，其中川油36是四川省已育成的唯一通过长江上、中、下游审定的双低三系杂交油菜品种，川油41是四川省区试以来产量最高的油菜新组合，待审定新组合川杂NH352是四川省内育成的第一个适合全程机械化生产的杂交种。 　　（4）栽培技术创新。根据JA系列杂交组合特性，研究提出了稻田和旱地油菜高产、高效栽培技术、机播机收轻简高效栽培技术、套作栽培（模式）技术、油菜田直播避灾高产栽培技术；探索了四川油菜全程机械化生产模式，突破了油菜迟播不能高产的技术瓶颈。 　　4、技术的成熟程度，适用范围和安全性 　　（1）利用JA系列不育系已育成9个品种通过国家或四川省审定，另有14个新组合正在参加国家和省级区（预）试，其中川油36是四川省已育成的唯一通过长江上、中、下游审定的双低三系杂交油菜品种，川油41是四川省区试以来产量最高的油菜新组合，待审定新组合川杂NH352是四川省内育成的第一个适合全程机械化生产的杂交种。将直接或间接地在我省乃至全国油菜产业中发挥更大的作用，创造更多的经济和社会效益。 　　（2）JA系列不育系是种质创新的重要材料。JA系列不育系不育性彻底、稳定、异交结实率高，同时很好地协调了高产、优质、广适、高效的矛盾，是很好的优良种质，本课题组将进一步利用该系列不育系和保持系开展种质创新和材料改良。国内外其它研究单位将利用该系列不育系和保持系作为材料或亲本，选育出适应性更广的突破性材料。可以预期，利用JA系列为材料将育成一系列突破性新组合。 　　总之，JA系列不育系及其应用将对四川和中国油菜产业发展发挥更大的作用，创造更加显著的经济和社会效益。JA系列不育系及其系列组合在生产上应用，繁殖、制种产量高，杂交种高产、优质、广适、高效，应用前景十分广阔。 　　5、应用情况及存在的问题 　　（1）应用情况 　　1）川油33、川油58、川油38、川油36、川油37、川油39、川油40、川油41、川油42等JA系列杂交种高产、优质、广适、高效，获得了两项国家发改委生物育种高技术产业化专项资金资助。2005-2010年在四川省及全国范围内大面积应用推广，产生了巨大社会经济效益。 根据2005～2010年统计（四川省内）： 　　川油33：累计推广524万亩，平均亩增产15.5公斤，增产8144万公斤。 　　川油58：累计推广719万亩，平均亩增产13.5公斤，增产9709万公斤。 　　川油38：累计推广476万亩，平均亩增产8.4公斤，增产4014万公斤。 　　川油37：累计推广258万亩，平均亩增产10.8公斤，增产2777万公斤。 　　川油39：累计推广184万亩，平均亩增产13.1公斤，增产2413万公斤。 　　川油40：累计推广38万亩，平均亩增产9.2公斤，增产349万公斤。 　　川油41：累计推广15万亩，平均亩增产10.4公斤，增产155万公斤。 　　川油42：累计推广10万亩，平均亩增产8.8公斤，增产88万公斤。 　　以上8个杂交组合累计应用面积2224万亩，累计增产27650万公斤。每公斤菜籽按单价3.0元/公斤计算，新增产值8.295亿元，节约生产成本近4亿元，累计新增社会经济效益11.2687亿元。 2008-2010年川油36在长江上、中、下游14个省（市）示范推广，社会经济效益显著。 　　2）2006年9月，中国农业科学院油料作物研究所从四川省农业科学院作物研究所引进NEA胞质JA1等不育系进行试验研究。经观察，该类型不育系综合农艺性状优，不育系不育性彻底（不育株率和不育度均达100%），不育性不受环境温度、光照影响；利用该单位选育的高产优质油菜自交系与之回交转育，选育出NEA胞质新型不育系10个（NEA-9548、NEA-9558等）。育成不育系保持了NEA细胞质不育特点，且异交结实率高，繁殖产量高达200公斤/亩。 　　3）2006年9月，南充市农业科学院从四川省农业科学院作物研究所引进NEA胞质JA1等不育系进行试验研究。经连续多年观察，该不育系为叠瓣花、中等大小，花丝短、花药小、白色、无花粉，育性稳定而彻底，异交习性好，具有极大的应用前景。 　　4）2002年6月，四川省农业科学院水稻高粱研究所从四川省农业科学院作物研究所引进NEA胞质JA1不育系进行试验研究。经连续多年观察，该类型不育系综合农艺性状优；不育系不育性彻底，不育性不受环境温度、光照影响；不育系异交结实率高；繁殖产量128公斤；与该单位选育的恢复系配组，育成新组合3个。 　　5）甘蓝型JA系列不育系及其系列组合在生产上应用，提升了四川油菜种子产业的科技竞争力。省内外种子企业利用JA系列生产杂交种种子，企业和农户均可通过种子生产获得较好的直接经济效益，同时降低了我国细胞质雄不育杂交种胞质单一可能带来的灾难性风险，应用前景十分广阔。 　　（2）存在的问题 　　推广力度不够，速度不快。建议加大成果转化力度。 　　6、历年获奖情况 　　油菜资源收集利用与新种质创造研究 2000 四川省科技进步奖二等奖