甘藍型油菜新種質資源創(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飼料來源及重要的工業(yè)原料。目前，在我國甘藍型油菜已經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，由于甘藍型油菜在我國種植時間較晚，遺傳基礎薄弱，嚴重制約了我國甘藍型油菜的育種工作。然而，蕓薹屬內豐富的遺傳資源為甘藍型油菜種質資源創(chuàng)新提供了條件。通過蕓薹屬內種間雜交拓寬甘藍型油菜種質資源，發(fā)掘出油菜近緣種中關于產量和農藝性狀的優(yōu)良基因，已經成為

2、改良現(xiàn)有甘藍型油菜、提高產量的重要手段，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進行種間雜交，采用幼胚培養(yǎng)技術創(chuàng)建異源三倍體，并對其后代進行細胞學、形態(tài)學及分子生物學鑒定;對甘藍型油菜新種質（A+A+C+C+，由芥菜型油菜AjAjBjBj與甘藍CoCo染色體組部分交換后形成）中半矮稈衍生系10D130進行了株高、角果長度等性狀進行了遺傳分析。研究結果如下:
　　 1.通過15份芥菜型油菜和6份甘藍進行種

3、間雜交，并統(tǒng)計30d后殘留子房和獲得幼胚數，結果表明不同的雜交組合子房殘留情況和每100蕾獲得幼胚數存在較大差異;對正反交獲得幼胚數進行比較，結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184個種間雜種無性系進行形態(tài)學鑒定，確認真雜種43份。真雜種表現(xiàn)出較強的生長優(yōu)勢。根據花器官形態(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。收獲時統(tǒng)計不同種間雜種材料自交結實情況，發(fā)現(xiàn)種子多表現(xiàn)為干癟或者半飽滿，結實率介于0-3.65％。另外，獲得一株染色體加倍植株，該植株花藥飽滿，每角果結實2-4粒種子。
　　 3.選擇其中20份真雜種無性系進行染色體數目調查，發(fā)現(xiàn)8份染色體數目為27條，9份染色體數目在27-34之間，3份染色體數目因在不同細胞間變化較大而無法確定，表明雜種細胞在有絲分裂過程中存在非均等分裂，一些細胞存在著部

5、分染色體加倍現(xiàn)象。對細胞減數分裂過程進行觀察，結果表明多數花粉母細胞前期聯(lián)會異常，大多形成單價體和部分二價體;在減數分裂后期Ⅰ和后期Ⅱ染色體落后嚴重，多為偏分離。染色體加倍后的植株，部分細胞仍然異常，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04K04種間雜種后代進行系統(tǒng)選育甘藍型油菜新種質(A+A+C+C+)。研究發(fā)現(xiàn)種間雜種(S0)通過幼胚挽

6、救獲得自交結實無性系(S1)，其后代結實率逐代提高。通過2005年到2012年連續(xù)選育，共獲得122個外部形態(tài)類似于甘藍型油菜的后代衍生系(A+A+C+C+)。選取其中78份后代衍生系（甘藍型油菜新種質）和2個親本，利用37對多態(tài)性較好的SSR引物進行PCR擴增，結果表明，37對引物共擴出144多態(tài)性位點，每對引物平均擴增出3.89條，其中124條為多態(tài)性位點，占86.1％;124個位點中，較父本(04K04)和母本(04K22)新增加

7、34個，占總擴增多態(tài)性位點的27.42％;丟失9位點，占總擴增多態(tài)性位點的7.26％。對2個親本和78個衍生系進行聚類分析，結果表明種間雜種在多代選育過程中遺傳物質發(fā)生大量丟失和重排。78個雜種衍生后代品系遺傳相似系數在0.65-1.00之間變化，當相似系數在0.72時，可以將所有甘藍型油菜新種質(A+A+C+C+)分為4個類群。
　　 5.對78份甘藍型油菜新種質(A+A+C+C+)株高及其相關性狀進行調查，結果部分衍生系植株

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、分枝數目多。對78份新種質的角果長度進行調查，結果該衍生群體內角果長短，部分品系角果長低于4cm。利用近紅外對78份新種質的含油量、硫甙和芥酸含量進行測定，其中含油量高于45％的衍生系4個，硫甙低于35umol.g-1的衍生系3個，芥酸含量小于1％的23個，高于55％的2個。
　　 6.10D130是從甘藍型油菜新種質(A+A+C+C+)中選育出的1個黃籽高油(＞45％

9、)半矮桿新種質。其平均株高162cm，比中雙11號平均低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號減少39.46％、14.8％、22.49％、18.86％.有效分枝數較中雙11號增加28.59％。以主基因+多基因混合遺傳模型對組合（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行遺傳分析。結果表明，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)間距和有效分枝數與株高均呈顯著正相關。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道的矮稈和半矮稈種質相比，結果顯示10D130是一個新型的半矮稈種質資源。
　　 7.10D130和中雙11在果身長、角果長和果喙

11、長3個性狀差異顯著(P＜0.05)。采用主+多基因遺傳模型對該組合6世代遺傳群體（P1、P2、F1、B1、B2和F2）果身長、角果長和果喙長進行遺傳分析。結果該雜交組合果身長、角果長和果喙長3個性狀均受2對主基因+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對加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性多基因混合遺傳模型）;果