甘藍(lán)型油菜人工合成種及雜交種親本遺傳多樣性評價(jià)與研究.pdf

1、雜種優(yōu)勢利用是提高油菜產(chǎn)量、選育優(yōu)質(zhì)高抗品種的主要途徑。親本間的遺傳差異則是產(chǎn)生雜種優(yōu)勢的遺傳基礎(chǔ)。然而，甘藍(lán)型油菜起源發(fā)生較晚，其種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)遠(yuǎn)不及白菜型油菜等蕓苔屬其它種，我國的甘藍(lán)型油菜系由歐洲和日本引進(jìn)，種質(zhì)資源顯得更為匱乏。這嚴(yán)重制約了我國油菜育種工作的進(jìn)一步發(fā)展。 自1935年日本學(xué)者Nagahara闡明甘藍(lán)型油菜是由白菜型油菜與甘藍(lán)天然雜交并二倍化后進(jìn)化而來以來，各國學(xué)者開始了利用白菜與甘藍(lán)人工合成甘藍(lán)型油菜

2、的研究。與甘藍(lán)型油菜不同，白菜型油菜與甘藍(lán)均具有十分豐富的遺傳變異，我國更是白菜型油菜的起源中心之一。因而，開展對甘藍(lán)型油菜人工合成種的利用研究在油菜育種中是一項(xiàng)很重要且必要的工作。 本研究利用RAPD和SSR技術(shù)對本課題育成的甘藍(lán)型油菜雜交種親本種質(zhì)資源進(jìn)行遺傳多樣性評估；同時，對自己合成及德國引進(jìn)的甘藍(lán)型油菜人工合成種的種質(zhì)資源也進(jìn)行分子標(biāo)記遺傳多樣性評估，利用系統(tǒng)進(jìn)化樹分析軟件構(gòu)建人工合成種SSR標(biāo)記進(jìn)化樹，并根據(jù)種質(zhì)資源

3、評估和進(jìn)化樹分析結(jié)果，提出利用人工合成種拓展甘藍(lán)型油菜及雜交種親本種質(zhì)資源的方法；對上述人工合成種種質(zhì)資源的部分有利用價(jià)值的性狀進(jìn)行了考察，對具有波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育(polCMS)恢復(fù)基因Rfp的人工合成種進(jìn)行恢復(fù)基因等位性鑒定，并篩選與Rfp連鎖的分子標(biāo)記。此外，還對AFLP技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。主要研究結(jié)果如下： 1.甘藍(lán)型油菜雜交種親本種質(zhì)資源分子標(biāo)記評價(jià) RAPD、SSR和ISSR聚類結(jié)果均表明，大部分甘藍(lán)型油菜雜交

4、種親本均聚在一個大的類中，雜交種親本種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)狹窄，不育系的種質(zhì)資源比恢復(fù)系的種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)更狹窄。同時，采用輪回選擇方法育成親本的遺傳變異大于常規(guī)雜交或回交方法育成親本的遺傳變異，2份人工合成種對照品系與甘藍(lán)型油菜雜交種親本的遺傳距離很大。通過輪回選擇育種方法可以有效利用現(xiàn)有甘藍(lán)型油菜的種質(zhì)資源，而將人工合成種特異種質(zhì)導(dǎo)入甘藍(lán)型油菜則可從根本上解決現(xiàn)有甘藍(lán)型油菜種質(zhì)資源匱乏的現(xiàn)狀。 2.甘藍(lán)型油菜人工合成種種質(zhì)資源

5、的評價(jià)與利用 對人工合成種脂肪酸組成、自交不親和性、抗(耐)菌核病性等性狀進(jìn)行分析與鑒定，獲得具有高油酸、高亞油酸、高芥酸、低亞麻酸含量等品質(zhì)性狀的材料，自交不親和品系，抗(耐)菌核病品系，無蠟質(zhì)品系以及核不育品系等特殊材料。不斷回交獲得不育性徹底的15個polCMS不育系。創(chuàng)建了一個用于長期改良目的的人工合成種輪回選擇群體。 在RAPD和SSR聚類中，大部分甘藍(lán)型油菜對照品種集中分布于一個大類中，甘藍(lán)型油菜品種(系)的

6、遺傳基礎(chǔ)較窄。國外甘藍(lán)型油菜品種(系)遺傳多樣性比國內(nèi)甘藍(lán)型油菜品種(系)豐富，冬性品種、半冬性品種和春性品種在遺傳多樣性豐富程度的表現(xiàn)為冬性品種＞春性品種＞半冬性品種。98份人工合成種則分布于其它類，其遺傳多樣性遠(yuǎn)大于甘藍(lán)型油菜對照品種的遺傳多樣性。 主成分分析表明人工合成種與甘藍(lán)型油菜品種(系)有顯著的差別，兩者各為一類，有少數(shù)交叉，表明甘藍(lán)型油菜可能由少數(shù)白菜型油菜與甘藍(lán)天然雜交并二倍化而來；SSR比RAPD主成分分析散點(diǎn)

7、圖分布更勻稱、分散，SSR比RAPD分析結(jié)果更準(zhǔn)確、可靠。 在SSR進(jìn)化樹上，46份甘藍(lán)型油菜品種(系)中有43份處于進(jìn)化樹的同一分枝上，該分枝又分化為兩個分枝，其中21份中國甘藍(lán)型油菜品種、2份德國甘藍(lán)型油菜品種以及全部3份日本甘藍(lán)型油菜品種位于第一個分枝，其余17份國外甘藍(lán)型油菜品種以及3份人工合成種位于第二個分枝，且第二分枝的相對進(jìn)化時間比第一分枝的相對進(jìn)化時間要早，符合甘藍(lán)型油菜首先起源于歐洲然后傳入亞洲的歷史。

8、 有6份人工合成種與甘藍(lán)型油菜品種(系)在進(jìn)化樹上位于同一分枝，1份與甘藍(lán)型油菜品種(系)在進(jìn)化樹上位于相鄰近的分枝，其余91份人工合成種在進(jìn)化樹上與甘藍(lán)型油菜品種(系)相距較遠(yuǎn)。 探討了加快甘藍(lán)型油菜人工合成種在油菜育種中利用的不同方法。 3.甘藍(lán)型油菜polCMS育性恢復(fù)基因的分子標(biāo)記 用RAPD、SSR和AFLP技術(shù)篩選到與polCMS育性恢復(fù)基因Rfp連鎖的2個分子標(biāo)記，這些標(biāo)記分布于Rfp的兩側(cè)，其中，