甘藍型油菜顯性細胞核雄性不育的遺傳與應用模式.pdf

1、甘藍型油菜核不育育性穩(wěn)定不育徹底，細胞質(zhì)來源豐富，恢復源廣泛并能生產(chǎn)全不育群體，近年來已成為油菜雜種優(yōu)勢利用研究的熱點，越來越受到油菜育種家的重視。我國目前研究應用的核不育主要有兩對隱性墓因控制的核不育、互作型隱性核不育和顯性核不育等。李樹林等通過深入研究提出了甘藍型油菜顯性核不育的兩對顯性基因控制的遺傳模式和三系利用模式，得到廣泛認可，沿用近二十年。但是，在育種實踐中發(fā)現(xiàn)了這一遺傳模式難以解釋的現(xiàn)象。 本研究以609A

2、B作為基礎材料，通過深入的遺傳分析、分子驗證，首次確認了甘藍型油菜顯性核不育的復等位基因遺傳模式，并提出相應的應用模式，主要結果如下： 1.獲得DH不育系S148，并通過無性繁殖保持。同時，獲得DH臨保系S467、DH恢復系S103和DH生態(tài)型不育系EDGMSl03。 2.609AB屬純合型不育系。通過廣泛測交，篩選得到GS2250、6-1002等28個恢復系，入選比例介于11.3％-18.8％之間，表明甘藍型油菜

3、顯性核不育有較為廣泛的恢復源。白菜型油菜及其人工合成甘藍型油菜中得到恢復系，表明恢復基因位于A基因組。 3.采用了新的臨保系測驗方法，即不育系與恢復系雜交F<,1>與臨保系測交，將F<,2>群體13：3與3：1的分離比例轉(zhuǎn)換為測交群體3：l與l：1，可有效區(qū)分兩對顯性基因與復等位基因兩種遺傳模式。3年觀察調(diào)查了609A與23個恢復系和1個半恢系雜交F<,1>與臨保系正反測交一共38個組合的育性分離表現(xiàn)，這些測交群體育性分離比

4、例均符合1：1，表明迄今所測驗的恢復基因均與不育基因等位。 4.609B與多個臨保系雜交，F(xiàn)<,1>1：1分離，選可育株自交或與臨保系回交，后代僅有可育株，沒有育性分離，表明不育系可育株的恢復基因也與不育基因等位。經(jīng)同樣的方法鑒定，Rs1046AB的遺傳方式與609AB相同，等位測驗表明兩個不育基因等位。因此，甘藍型油菜顯性核不育符合復等位基因遺傳，不育株的基因型為MsMs，可育株的基因型為MsMf，臨保系的基因型為msms

5、，恢復系的基因型為MfMf。討論了甘藍型油菜顯性核不育可能的遺傳模式。 5.在Popul回交群體中，應用AFLP結合BSA法，篩選了l536對AFLP引物組合，獲得8個與不育基因連鎖的AFLP標記，相距目標基因1.1cM一5.3cM之間。在DH親本配制的驗證群體Popu2中，有4個AFLP標記保留了多態(tài)性，P05MGl5、P04MCll、P03MC15位于同一側(cè)，而SAl2MGl4定位在另一側(cè)，不育基因兩側(cè)最近的標記SAl2

6、MGl4和P05MGl5的遺傳圖距分別是0.3cM和1.6cM。 6.通過克隆測序和PCR walking，將SAl2MGl4和P05MGl 5成功轉(zhuǎn)化為SCAR標記SC6和SC9。應用甘藍型油菜EST，成功延長了AFLP標記SAl2MGl4的側(cè)翼序列，并轉(zhuǎn)化獲得一個更穩(wěn)定的SCAR標記$683。充分發(fā)揮AFLP揭示多態(tài)性的能力和借助現(xiàn)有EST等序列資源可能是開發(fā)特定基因PCR標記的有效途徑。 7．揭示了甘藍型油菜

7、顯性核不育基因側(cè)翼10.7cM大小的區(qū)域與擬南芥染色體1上一段2Mb區(qū)域的共線性關系，并且可能被染色體倒位重組所中斷。本研究開發(fā)的不育基因標記位點與陸光遠(2003)在RslO46AB開發(fā)的不育基因標記PO6MCO6和恢復基因標記EAl6MGO4檢索到的擬南芥同源位點均位于包括上述區(qū)域在內(nèi)的3.5Mb的一段區(qū)域內(nèi)。標記順序、間距及與目標基因的距離同擬南芥同源位點間存在一定的對應關系，這與遺傳測驗分析的結果一致。 8．將不育基因

8、標記PO5MGl5直接轉(zhuǎn)成恢復基因標記SC9f，連鎖分析表明，SC9f與恢復基因的圖距為1.6cM，同SC9或PO5MGl5與不育基因的圖距一致。DH群體Popu4上的檢測分析表明，SC9f與同位點的不育基因標記SC9-5共分離，與不育基因標記S6B3緊密連鎖，確認SC9f正是從不育基因標記SC9轉(zhuǎn)化而來，這為甘藍型油菜顯性核不育復等位基因遺傳提供了有力的分子證據(jù)。 9．通過連續(xù)回交，將2個雙低臨保系GS2467和GS2487

9、轉(zhuǎn)育成雜合型不育系HG01和HG02。結實性比較表明，不育株的結實性比可育株低，但不育系間差異顯著，HG02的每角粒數(shù)顯著高于HG01，表明通過遺傳改良可提高不育系的結實性。 10．根據(jù)復等位基因遺傳模式，提出了臨保系同源的純合型不育系或純合型不育系同源的臨保系選育技術途徑，并采用這一技術途徑培育純合型不育系，再經(jīng)2—3代可望獲得臨保系同源的雙低純合型不育系。 11．顯性核不育的部分可育型屬于環(huán)境敏感型。對S4C的溫