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摘要 谷子新品种选育仍然依靠人工杂交方法，由于其花器构造和开花习性的特殊性，人工去雄杂交十分困难，假杂交率高，人工杂交效率低，利用Ch显核不育材料作杂交工具，人工杂交效率提高百倍，为谷子育种工作者提供新的途径，对促进作物育种事业的发展具有重要意义。
关键词 Ch显核不育材料；谷子；育种；人工杂交
中图分类号 S515.035.1文献标识码A文章编号1007-5739（2008）06-0135-02
1谷子不育材料的获得
1976年，内蒙古赤峰市农科所在海南岛三亚组配澳大利亚谷×吐鲁番谷的杂交组合，1977年在赤峰种植F
1，得到12株真杂交种子。1977年冬在海南岛三亚种植F2，成12个株行，每行30株。1978年夏在赤峰种植F3，成68个穗行，每行40株。花期发现11个穗行出现不育株，其中“78182”穗行中出现了28株为不育株，12株为可育株。当时对这28个不育株进行了详细的观察记载，并分株选用分蘖穗在开花前套袋，同时杂交配对。以后的不育材料都是来自“78182”穗行。“78182”不育株幼苗、成株均为绿色，穗呈纺锤型，长刚毛，穗长约30cm，株高160cm，生育期115d，主茎和分蘖的育性一致，在赤峰不育株单株间育性没有中间类型。花药不开裂不散粉，自交结实率0．6%左右；在海南岛不育株花药部分开裂，能得到6%~10%的自交种子。它的雌蕊正常，自由授粉率可达70%~80%[1]。
2显核不育基因的发现
1980年夏，内蒙古赤峰市农科所又组配了原组合的反交吐鲁番谷×澳大利亚谷。F2也分离出少量不育株。不育株经测交、回交和姊妹交，其后代的育性表现与正交相似。说明78182不育材料的不育性与澳大利亚谷的细胞质无关，而仅受核基因所控制，从而证明78182是一份典型的显性核不育材料。通过不育株在海南岛的自交分离，1989年冬获得纯合不育系“Ch—吐—315”、“Ch—吐—330”（原始系）和“Ch—672124—678”、“Ch—672124—683”（转育系）。纯合不育系自交，育性不分离，为全不育；与隐性纯合体杂交，得到的杂合不育系育性不分离，为全不育。杂合不育系继续与隐性纯合体，F1的育性又出现1∶1分离，再次证实78182的育性是受显核不育基因所控制。
3显核不育基因的命名
细胞核雄性不育（即核不育），是自然界在最常见的雄性不育现象，但绝大数的核不育都是由隐性雄性不育基因控制的（即核不育），迄今已在43个科162个属617种植物中发现了这一现象[2]，但只有极少数的核不育是由显性雄性不育基因控制的（即显性核不育）。目前，世界上只在小麦、棉花、马铃薯、莴苣、亚麻、水稻、油菜、大白菜等10种作物上发现过14例显性核不育材料。我国谷子育种工作者先后育出40多份核不育材料，但它们都是隐性核不育材料。78182显性核不育材料的发现，在谷子上尚属首次。由于该不育材料是在赤峰发现的，故1984年将它定名为“赤峰谷子显性核不育材料”，简称“Ch型”，并将控制这个不育材料育性的显性核不育基因定名为“Msch型”，用符号“Ms”表示。
4谷子显性核不育材料不育性状的分离表现
4．1不育株自交后代的分离育性表现
1982~1985年胡洪凯等研究表明[3]，来自低海拔地区（海南岛、湛江）的不育株种子，不论在低海拔地区（海南岛、湛江），还是在高海拔地区（赤峰）种植，后代的育性分离比例都是3（不育）∶1（可育）。
4．2不育株杂交的后代育性分离表现
（1）不育株自由授粉，后代育性分离比例为1（不育）∶1（可育）。
（2）不育株×可育株（姊妹交），后代育性分离比例为1（不育）∶1（可育）。
（3）测交和回交F1后代育性分离比例为1（不育）∶1（可育）。
4.3可育株自交的后代育性分离表现
无论是不育株系群体内的可育株，还是测交和回交F1出现的可育株，自交后代的育性都是不分离的（皆可育）。
5ch显核不育材料应用于谷子常规育种
5.1技术路线
谷子是一个强大自花授粉作物，由于其花器构造和开花习性的特殊性，人工去雄杂交十分困难，假杂交率高，人工杂交效率低，1个熟练的技术人员1个工作日可以做2株杂交穗，1个生长季节不过20个杂交组合。因此，常规杂交育种效率低。携带“Ms”基因的显核不育株不育程度高，不育性稳定，柱头外漏，生活力强。用其作杂交工具，和谷子一般品种进行有性杂交，可免去繁杂的去雄手续，真杂交率可提高90%，1个熟练的技术人员在同一生长季节可做200~300个组合，提高杂交效率近100倍。
5.2选育过程
2000年，安阳市农科所在海南岛以Ch豫谷2号和Ch谷丰1号作母本配制160个组合，收获F1组合后，利用动态育种方法，南北穿插育种，对F2选种圃扩大繁殖。在F3中选择表现突出、长势旺盛的组合确定重点，在F4中选择株型好、病害轻、成穗率高的优良单株，结合室内考种选择品质优良、产量性状稳定株系。2003年在安阳市农科所试验地进行品系鉴定，筛选出了安1508（Ch豫谷2号×安2367）、安1596（Ch谷丰1号×安2411×豫谷1号×安3659）优良品系，这2个组合综合性状优良，达到育种预期目标性状，破格推荐参加2004年、2005年华北夏谷区域试验及生产示范试验。
5.3华北夏谷区域试验及生产示范试验
2003年安1508（Ch豫谷2号×安2367）、安1596（Ch谷丰1号×安2411×豫谷1号×安3659）在品系产量比较试验中表现突出，均位居前列，安1508产量达5 884.5kg/hm2，居第1位，较对照增产11.61%；安1596产量达5 824.5kg/hm2，居第2位，较对照增产10.47%。安1508于2004~2005年参加华北夏谷区区域试验，产量分别达5 251.2kg/hm2、4 813.5 kg/hm2，分别比对照增产7．3%、3．7%，2年平均增产5．5%，居2004~2005年度参试品种第3位。2005年参加华北夏谷区生产示范试验，产量达5 517.15kg/hm2，比对照增产9.7%，居5个参试品种的第2位。2006年3月通过国家农作物品种鉴定委员会鉴定，命名为豫谷12号[4]。安1596于2004~2005年参加华北夏谷区区域试验，产量分别达4 676.7 kg/hm2、4 613.26 kg/hm2，分别比对照增产0.04%和减少0.03%，与对照产量相当。
6讨论与建议
6.1重要性
豫谷12号及其优良品系及安1596的选育成功，不仅标志的是一个新品种（系）诞生，重要意义在于Ch显核不育材料在谷子育种研究中得到的应用，为谷子育种工作者提供新的研究途径，对促进作物育种事业的发展具有重要意义。
6.2用作杂交工具
利用Ch显核不育材料作母本，与谷子一般品种进行有性杂交，可免去繁杂的去雄手续，提高杂交效率。
6.3改进传统的育种方法
Ch显核不育材料杂交后代具有育性分离现象，即不育株杂交后代表现为1（不育）∶1（可育），使现代育种能够广泛地将复合杂交、聚合杂交、阶梯杂交、回交等技术应用于谷子育种，从而改变传统的系统选育、简单杂交等方法，提高谷子育种效率。
6.4Ch显核不育材料在改良谷子群体上的作用
将Ch显核不育材料授以不带显性上位基因的品种花粉，其后代总是分离出一半靠异交结实的不育株和靠自交结实的可育株。异交利于基因的重组和积累，自交利于基因纯合和稳定。如此循环往复，随着轮回次数的增加，群体中外来的优良基因及优良基因重组的频率就不断提高，通过丰富而广泛的基因交流得到优良的综合群体，有利于优良品种的选育。
7参考文献
[1] 胡洪凯.谷子显性核不育基因的发现与利用[M]//李荫梅.谷子育种学.北京：中国农业出版社，1997.
[2] 刘秉华.作物显性核不育基因的分类来源及在杂种生产中利用的可能性[J].作物杂志，1991（3）：26-28.
[3] 胡洪凯，石艳华.谷子显性核不育在谷子杂交育种上的应用[M]//程汝宏.谷子新品种选育技术.北京：天则出版社，1990.
[4] 蒋自可，刘海萍，刘金荣，等.高产优质大穗谷子新品种豫谷12号的选育[J].河南农业科学，2006（11）：29-30.
关键词 Ch显核不育材料；谷子；育种；人工杂交
中图分类号 S515.035.1文献标识码A文章编号1007-5739（2008）06-0135-02
1谷子不育材料的获得
1976年，内蒙古赤峰市农科所在海南岛三亚组配澳大利亚谷×吐鲁番谷的杂交组合，1977年在赤峰种植F
1，得到12株真杂交种子。1977年冬在海南岛三亚种植F2，成12个株行，每行30株。1978年夏在赤峰种植F3，成68个穗行，每行40株。花期发现11个穗行出现不育株，其中“78182”穗行中出现了28株为不育株，12株为可育株。当时对这28个不育株进行了详细的观察记载，并分株选用分蘖穗在开花前套袋，同时杂交配对。以后的不育材料都是来自“78182”穗行。“78182”不育株幼苗、成株均为绿色，穗呈纺锤型，长刚毛，穗长约30cm，株高160cm，生育期115d，主茎和分蘖的育性一致，在赤峰不育株单株间育性没有中间类型。花药不开裂不散粉，自交结实率0．6%左右；在海南岛不育株花药部分开裂，能得到6%~10%的自交种子。它的雌蕊正常，自由授粉率可达70%~80%[1]。
2显核不育基因的发现
1980年夏，内蒙古赤峰市农科所又组配了原组合的反交吐鲁番谷×澳大利亚谷。F2也分离出少量不育株。不育株经测交、回交和姊妹交，其后代的育性表现与正交相似。说明78182不育材料的不育性与澳大利亚谷的细胞质无关，而仅受核基因所控制，从而证明78182是一份典型的显性核不育材料。通过不育株在海南岛的自交分离，1989年冬获得纯合不育系“Ch—吐—315”、“Ch—吐—330”（原始系）和“Ch—672124—678”、“Ch—672124—683”（转育系）。纯合不育系自交，育性不分离，为全不育；与隐性纯合体杂交，得到的杂合不育系育性不分离，为全不育。杂合不育系继续与隐性纯合体，F1的育性又出现1∶1分离，再次证实78182的育性是受显核不育基因所控制。
3显核不育基因的命名
细胞核雄性不育（即核不育），是自然界在最常见的雄性不育现象，但绝大数的核不育都是由隐性雄性不育基因控制的（即核不育），迄今已在43个科162个属617种植物中发现了这一现象[2]，但只有极少数的核不育是由显性雄性不育基因控制的（即显性核不育）。目前，世界上只在小麦、棉花、马铃薯、莴苣、亚麻、水稻、油菜、大白菜等10种作物上发现过14例显性核不育材料。我国谷子育种工作者先后育出40多份核不育材料，但它们都是隐性核不育材料。78182显性核不育材料的发现，在谷子上尚属首次。由于该不育材料是在赤峰发现的，故1984年将它定名为“赤峰谷子显性核不育材料”，简称“Ch型”，并将控制这个不育材料育性的显性核不育基因定名为“Msch型”，用符号“Ms”表示。
4谷子显性核不育材料不育性状的分离表现
4．1不育株自交后代的分离育性表现
1982~1985年胡洪凯等研究表明[3]，来自低海拔地区（海南岛、湛江）的不育株种子，不论在低海拔地区（海南岛、湛江），还是在高海拔地区（赤峰）种植，后代的育性分离比例都是3（不育）∶1（可育）。
4．2不育株杂交的后代育性分离表现
（1）不育株自由授粉，后代育性分离比例为1（不育）∶1（可育）。
（2）不育株×可育株（姊妹交），后代育性分离比例为1（不育）∶1（可育）。
（3）测交和回交F1后代育性分离比例为1（不育）∶1（可育）。
4.3可育株自交的后代育性分离表现
无论是不育株系群体内的可育株，还是测交和回交F1出现的可育株，自交后代的育性都是不分离的（皆可育）。
5ch显核不育材料应用于谷子常规育种
5.1技术路线
谷子是一个强大自花授粉作物，由于其花器构造和开花习性的特殊性，人工去雄杂交十分困难，假杂交率高，人工杂交效率低，1个熟练的技术人员1个工作日可以做2株杂交穗，1个生长季节不过20个杂交组合。因此，常规杂交育种效率低。携带“Ms”基因的显核不育株不育程度高，不育性稳定，柱头外漏，生活力强。用其作杂交工具，和谷子一般品种进行有性杂交，可免去繁杂的去雄手续，真杂交率可提高90%，1个熟练的技术人员在同一生长季节可做200~300个组合，提高杂交效率近100倍。
5.2选育过程
2000年，安阳市农科所在海南岛以Ch豫谷2号和Ch谷丰1号作母本配制160个组合，收获F1组合后，利用动态育种方法，南北穿插育种，对F2选种圃扩大繁殖。在F3中选择表现突出、长势旺盛的组合确定重点，在F4中选择株型好、病害轻、成穗率高的优良单株，结合室内考种选择品质优良、产量性状稳定株系。2003年在安阳市农科所试验地进行品系鉴定，筛选出了安1508（Ch豫谷2号×安2367）、安1596（Ch谷丰1号×安2411×豫谷1号×安3659）优良品系，这2个组合综合性状优良，达到育种预期目标性状，破格推荐参加2004年、2005年华北夏谷区域试验及生产示范试验。
5.3华北夏谷区域试验及生产示范试验
2003年安1508（Ch豫谷2号×安2367）、安1596（Ch谷丰1号×安2411×豫谷1号×安3659）在品系产量比较试验中表现突出，均位居前列，安1508产量达5 884.5kg/hm2，居第1位，较对照增产11.61%；安1596产量达5 824.5kg/hm2，居第2位，较对照增产10.47%。安1508于2004~2005年参加华北夏谷区区域试验，产量分别达5 251.2kg/hm2、4 813.5 kg/hm2，分别比对照增产7．3%、3．7%，2年平均增产5．5%，居2004~2005年度参试品种第3位。2005年参加华北夏谷区生产示范试验，产量达5 517.15kg/hm2，比对照增产9.7%，居5个参试品种的第2位。2006年3月通过国家农作物品种鉴定委员会鉴定，命名为豫谷12号[4]。安1596于2004~2005年参加华北夏谷区区域试验，产量分别达4 676.7 kg/hm2、4 613.26 kg/hm2，分别比对照增产0.04%和减少0.03%，与对照产量相当。
6讨论与建议
6.1重要性
豫谷12号及其优良品系及安1596的选育成功，不仅标志的是一个新品种（系）诞生，重要意义在于Ch显核不育材料在谷子育种研究中得到的应用，为谷子育种工作者提供新的研究途径，对促进作物育种事业的发展具有重要意义。
6.2用作杂交工具
利用Ch显核不育材料作母本，与谷子一般品种进行有性杂交，可免去繁杂的去雄手续，提高杂交效率。
6.3改进传统的育种方法
Ch显核不育材料杂交后代具有育性分离现象，即不育株杂交后代表现为1（不育）∶1（可育），使现代育种能够广泛地将复合杂交、聚合杂交、阶梯杂交、回交等技术应用于谷子育种，从而改变传统的系统选育、简单杂交等方法，提高谷子育种效率。
6.4Ch显核不育材料在改良谷子群体上的作用
将Ch显核不育材料授以不带显性上位基因的品种花粉，其后代总是分离出一半靠异交结实的不育株和靠自交结实的可育株。异交利于基因的重组和积累，自交利于基因纯合和稳定。如此循环往复，随着轮回次数的增加，群体中外来的优良基因及优良基因重组的频率就不断提高，通过丰富而广泛的基因交流得到优良的综合群体，有利于优良品种的选育。
7参考文献
[1] 胡洪凯.谷子显性核不育基因的发现与利用[M]//李荫梅.谷子育种学.北京：中国农业出版社，1997.
[2] 刘秉华.作物显性核不育基因的分类来源及在杂种生产中利用的可能性[J].作物杂志，1991（3）：26-28.
[3] 胡洪凯，石艳华.谷子显性核不育在谷子杂交育种上的应用[M]//程汝宏.谷子新品种选育技术.北京：天则出版社，1990.
[4] 蒋自可，刘海萍，刘金荣，等.高产优质大穗谷子新品种豫谷12号的选育[J].河南农业科学，2006（11）：29-30.