甘藍(lán)型油菜顯性細(xì)胞核雄性不育的遺傳與應(yīng)用模式.pdf

1、甘藍(lán)型油菜核不育育性穩(wěn)定不育徹底，細(xì)胞質(zhì)來(lái)源豐富，恢復(fù)源廣泛并能生產(chǎn)全不育群體，近年來(lái)已成為油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用研究的熱點(diǎn)，越來(lái)越受到油菜育種家的重視。我國(guó)目前研究應(yīng)用的核不育主要有兩對(duì)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(shù)林等通過(guò)深入研究提出了甘藍(lán)型油菜顯性核不育的兩對(duì)顯性基因控制的遺傳模式和三系利用模式，得到廣泛認(rèn)可，沿用近二十年。但是，在育種實(shí)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(chǔ)材料，通過(guò)深入的遺傳分析、分子驗(yàn)證，首次確認(rèn)了甘藍(lán)型油菜顯性核不育的復(fù)等位基因遺傳模式，并提出相應(yīng)的應(yīng)用模式，主要結(jié)果如下： 1.獲得DH不育系S148，并通過(guò)無(wú)性繁殖保持。同時(shí)，獲得DH臨保系S467、DH恢復(fù)系S103和DH生態(tài)型不育系EDGMSl03。 2.609AB屬純合型不育系。通過(guò)廣泛測(cè)交，篩選得到GS2250、6-1002等28個(gè)恢復(fù)系，入選比例介于11.3％-18.8％之間，表明甘藍(lán)型油菜

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

4、例均符合1：1，表明迄今所測(cè)驗(yàn)的恢復(fù)基因均與不育基因等位。 4.609B與多個(gè)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(méi)有育性分離，表明不育系可育株的恢復(fù)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(cè)驗(yàn)表明兩個(gè)不育基因等位。因此，甘藍(lán)型油菜顯性核不育符合復(fù)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(fù)系的基因型為MfMf。討論了甘藍(lán)型油菜顯性核不育可能的遺傳模式。 5.在Popul回交群體中，應(yīng)用AFLP結(jié)合BSA法，篩選了l536對(duì)AFLP引物組合，獲得8個(gè)與不育基因連鎖的AFLP標(biāo)記，相距目標(biāo)基因1.1cM一5.3cM之間。在DH親本配制的驗(yàn)證群體Popu2中，有4個(gè)AFLP標(biāo)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(biāo)記SAl2

6、MGl4和P05MGl5的遺傳圖距分別是0.3cM和1.6cM。 6.通過(guò)克隆測(cè)序和PCR walking，將SAl2MGl4和P05MGl 5成功轉(zhuǎn)化為SCAR標(biāo)記SC6和SC9。應(yīng)用甘藍(lán)型油菜EST，成功延長(zhǎng)了AFLP標(biāo)記SAl2MGl4的側(cè)翼序列，并轉(zhuǎn)化獲得一個(gè)更穩(wěn)定的SCAR標(biāo)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(kāi)發(fā)特定基因PCR標(biāo)記的有效途徑。 7．揭示了甘藍(lán)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(xiàn)性關(guān)系，并且可能被染色體倒位重組所中斷。本研究開(kāi)發(fā)的不育基因標(biāo)記位點(diǎn)與陸光遠(yuǎn)(2003)在RslO46AB開(kāi)發(fā)的不育基因標(biāo)記PO6MCO6和恢復(fù)基因標(biāo)記EAl6MGO4檢索到的擬南芥同源位點(diǎn)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(biāo)記順序、間距及與目標(biāo)基因的距離同擬南芥同源位點(diǎn)間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這與遺傳測(cè)驗(yàn)分析的結(jié)果一致。 8．將不育基因

8、標(biāo)記PO5MGl5直接轉(zhuǎn)成恢復(fù)基因標(biāo)記SC9f，連鎖分析表明，SC9f與恢復(fù)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(cè)分析表明，SC9f與同位點(diǎn)的不育基因標(biāo)記SC9-5共分離，與不育基因標(biāo)記S6B3緊密連鎖，確認(rèn)SC9f正是從不育基因標(biāo)記SC9轉(zhuǎn)化而來(lái)，這為甘藍(lán)型油菜顯性核不育復(fù)等位基因遺傳提供了有力的分子證據(jù)。 9．通過(guò)連續(xù)回交，將2個(gè)雙低臨保系GS2467和GS2487

9、轉(zhuǎn)育成雜合型不育系HG01和HG02。結(jié)實(shí)性比較表明，不育株的結(jié)實(shí)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(guò)遺傳改良可提高不育系的結(jié)實(shí)性。 10．根據(jù)復(fù)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(shù)途徑，并采用這一技術(shù)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(duì)S4C的溫