甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)資源創(chuàng)建及其株型性狀遺傳分析.pdf

1、油菜屬于十字花科蕓薹屬植物，是世界上四大油料作物之一，也是重要的食用油源和蛋白質(zhì)飼料來源及重要的工業(yè)原料。目前，在我國甘藍(lán)型油菜已經(jīng)代替了白菜型油菜和芥菜型油菜成為我國主要栽培油菜類型。但是，由于甘藍(lán)型油菜在我國種植時(shí)間較晚，遺傳基礎(chǔ)薄弱，嚴(yán)重制約了我國甘藍(lán)型油菜的育種工作。然而，蕓薹屬內(nèi)豐富的遺傳資源為甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源創(chuàng)新提供了條件。通過蕓薹屬內(nèi)種間雜交拓寬甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源，發(fā)掘出油菜近緣種中關(guān)于產(chǎn)量和農(nóng)藝性狀的優(yōu)良基因，已經(jīng)成為

2、改良現(xiàn)有甘藍(lán)型油菜、提高產(chǎn)量的重要手段，也是遺傳育種科研工作者研究的主要方向之一。本文利用芥菜型油菜和甘藍(lán)進(jìn)行種間雜交，采用幼胚培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)建異源三倍體，并對(duì)其后代進(jìn)行細(xì)胞學(xué)、形態(tài)學(xué)及分子生物學(xué)鑒定;對(duì)甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)（A+A+C+C+，由芥菜型油菜AjAjBjBj與甘藍(lán)CoCo染色體組部分交換后形成）中半矮稈衍生系10D130進(jìn)行了株高、角果長度等性狀進(jìn)行了遺傳分析。研究結(jié)果如下:
　　 1.通過15份芥菜型油菜和6份甘藍(lán)進(jìn)行種

3、間雜交，并統(tǒng)計(jì)30d后殘留子房和獲得幼胚數(shù)，結(jié)果表明不同的雜交組合子房殘留情況和每100蕾獲得幼胚數(shù)存在較大差異;對(duì)正反交獲得幼胚數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果表明以芥菜型油菜作母本有利于提高獲得幼胚的概率。
　　 2.對(duì)184個(gè)種間雜種無性系進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定，確認(rèn)真雜種43份。真雜種表現(xiàn)出較強(qiáng)的生長優(yōu)勢(shì)。根據(jù)花器官形態(tài)和花粉育性將三倍體真雜種分為高度不育（無粉，花粉可染率為0％）、少粉(花粉可染率為5.35％-12.00％)和微粉（花粉可染率

4、為25.3％-47.87％)三種類型。收獲時(shí)統(tǒng)計(jì)不同種間雜種材料自交結(jié)實(shí)情況，發(fā)現(xiàn)種子多表現(xiàn)為干癟或者半飽滿，結(jié)實(shí)率介于0-3.65％。另外，獲得一株染色體加倍植株，該植株花藥飽滿，每角果結(jié)實(shí)2-4粒種子。
　　 3.選擇其中20份真雜種無性系進(jìn)行染色體數(shù)目調(diào)查，發(fā)現(xiàn)8份染色體數(shù)目為27條，9份染色體數(shù)目在27-34之間，3份染色體數(shù)目因在不同細(xì)胞間變化較大而無法確定，表明雜種細(xì)胞在有絲分裂過程中存在非均等分裂，一些細(xì)胞存在著部

5、分染色體加倍現(xiàn)象。對(duì)細(xì)胞減數(shù)分裂過程進(jìn)行觀察，結(jié)果表明多數(shù)花粉母細(xì)胞前期聯(lián)會(huì)異常，大多形成單價(jià)體和部分二價(jià)體;在減數(shù)分裂后期Ⅰ和后期Ⅱ染色體落后嚴(yán)重，多為偏分離。染色體加倍后的植株，部分細(xì)胞仍然異常，后期Ⅰ、后期Ⅱ發(fā)現(xiàn)有染色體落后現(xiàn)象，但落后染色體數(shù)目和發(fā)生頻率較異源三倍體少。
　　 4.利用芥菜型油菜04K220和羽衣甘藍(lán)04K04種間雜種后代進(jìn)行系統(tǒng)選育甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)(A+A+C+C+)。研究發(fā)現(xiàn)種間雜種(S0)通過幼胚挽

6、救獲得自交結(jié)實(shí)無性系(S1)，其后代結(jié)實(shí)率逐代提高。通過2005年到2012年連續(xù)選育，共獲得122個(gè)外部形態(tài)類似于甘藍(lán)型油菜的后代衍生系(A+A+C+C+)。選取其中78份后代衍生系（甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)）和2個(gè)親本，利用37對(duì)多態(tài)性較好的SSR引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，結(jié)果表明，37對(duì)引物共擴(kuò)出144多態(tài)性位點(diǎn)，每對(duì)引物平均擴(kuò)增出3.89條，其中124條為多態(tài)性位點(diǎn)，占86.1％;124個(gè)位點(diǎn)中，較父本(04K04)和母本(04K22)新增加

7、34個(gè)，占總擴(kuò)增多態(tài)性位點(diǎn)的27.42％;丟失9位點(diǎn)，占總擴(kuò)增多態(tài)性位點(diǎn)的7.26％。對(duì)2個(gè)親本和78個(gè)衍生系進(jìn)行聚類分析，結(jié)果表明種間雜種在多代選育過程中遺傳物質(zhì)發(fā)生大量丟失和重排。78個(gè)雜種衍生后代品系遺傳相似系數(shù)在0.65-1.00之間變化，當(dāng)相似系數(shù)在0.72時(shí)，可以將所有甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)(A+A+C+C+)分為4個(gè)類群。
　　 5.對(duì)78份甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)(A+A+C+C+)株高及其相關(guān)性狀進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果部分衍生系植株

8、高度低于重慶地區(qū)正常油菜植株高度50-60cm，分枝部位低、分枝數(shù)目多。對(duì)78份新種質(zhì)的角果長度進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果該衍生群體內(nèi)角果長短，部分品系角果長低于4cm。利用近紅外對(duì)78份新種質(zhì)的含油量、硫甙和芥酸含量進(jìn)行測定，其中含油量高于45％的衍生系4個(gè)，硫甙低于35umol.g-1的衍生系3個(gè)，芥酸含量小于1％的23個(gè)，高于55％的2個(gè)。
　　 6.10D130是從甘藍(lán)型油菜新種質(zhì)(A+A+C+C+)中選育出的1個(gè)黃籽高油(＞45％

9、)半矮桿新種質(zhì)。其平均株高162cm，比中雙11號(hào)平均低54cm;有效分枝部位、主花序長、主莖長度和有效分枝間距分別較中雙11號(hào)減少39.46％、14.8％、22.49％、18.86％.有效分枝數(shù)較中雙11號(hào)增加28.59％。以主基因+多基因混合遺傳模型對(duì)組合（10D130×中雙11）6世代遺傳群體(P1、P2、F1、B1、B2和F2)株高及其組成性狀進(jìn)行遺傳分析。結(jié)果表明，其株高、主莖長、分枝部位、主花序長的遺傳均受到1對(duì)加性-顯性主

10、基因+加性-顯性-上位性多基因混合遺傳模型控制(D-0模型)。有效分枝間距的最適宜遺傳模型為E-1模型（2對(duì)加-顯-上位性主基因+加-顯-上位性多基因混合遺傳模型）。該組合有效分枝部位高度、主花序長、有效分枝節(jié)間距和有效分枝數(shù)與株高均呈顯著正相關(guān)。從性狀表現(xiàn)、遺傳來源和影響株高的遺傳模型等方面與前人報(bào)道的矮稈和半矮稈種質(zhì)相比，結(jié)果顯示10D130是一個(gè)新型的半矮稈種質(zhì)資源。
　　 7.10D130和中雙11在果身長、角果長和果喙

11、長3個(gè)性狀差異顯著(P＜0.05)。采用主+多基因遺傳模型對(duì)該組合6世代遺傳群體（P1、P2、F1、B1、B2和F2）果身長、角果長和果喙長進(jìn)行遺傳分析。結(jié)果該雜交組合果身長、角果長和果喙長3個(gè)性狀均受2對(duì)主基因+多基因混合遺傳模型控制。其中，果身長最適宜遺傳模型為E-0（2對(duì)加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性-上位性多基因混合遺傳模型）;角果長的最適宜遺傳模型為E-1（2對(duì)加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性多基因混合遺傳模型）;果