甘藍顯性雄性不育材料DGMS79-399-3不育性遺傳效應分析及純合不育株的離體保存.pdf

1、甘藍顯性核基岡雄性不育材料DGMS79-399-3(以下簡稱DGMS)是我國已成功應用于生產(chǎn)的雄性不育類型,但目前仍存在一些問題需要研究解決.(1)有些基因背景的DGMS材料很難誘導出具有微量化粉的敏感植株因而難以獲得純合的DGMS植株(MsMs);(2)影響DGMS材料不育性表現(xiàn)的環(huán)境因素需進一步研究;(3)該材不育性的遺傳效應尚未開展研究;(4)長期離體保存的純合DGMS植株遺傳穩(wěn)定性和TuMV病毒的變化需進行研究;(5)對某些基因

2、型的DGMS材料的離體保存、快繁技術(shù)尚需改進;等等.為此,本研究以DGMS類型材料為試材,進行了以下幾個方面的研究:1.DGMS材料育性表現(xiàn)與外界環(huán)境條件之間的關(guān)系;2.具有微量花粉的敏感不育株誘導方法的探討;3.DGMS材料不育性遺傳效應的分析;4.長期離體保存的DGMS材料遺傳穩(wěn)定性和病毒變化的檢測;5.改進離體保存和提高繁殖系數(shù)的方法.試驗結(jié)果如下: 1.進一步證明不同遺傳背景的甘藍DGMS材料存在不育性穩(wěn)定和敏感兩種類型

3、.820、129、365等材料不育性穩(wěn)定,應用前景好.而對于環(huán)境敏感型DGMS材料,溫度(主要是平均溫度)是影響育性表達的主要環(huán)境因子.不同環(huán)境敏感DGMS材料,導致不育度降低的溫度有差異.材料806達到穩(wěn)定不育的臨界平均溫度約為20℃,材料811、813約為19℃,材料818為22-24℃.對溫度敏感時段在開花前1-3周,最敏感時段在開花前12-18天. 2.降低環(huán)境溫度可作為誘導DGMS材料出現(xiàn)有微量花粉的敏感不育株的一種方

4、法.多年不出現(xiàn)微量花粉的DGMS材料374在平均溫度為12℃左右的塑料棚小氣候條件下首次獲得2朵具有微量花粉的花朵.取微量花粉給374不育株授粉獲得少量種子,利用AFLP標記對系內(nèi)測交后代中的20個單株進行分子檢測,初步檢測存在7個純合顯性不育株. 3.用Grifling Ⅱ和6個世代聯(lián)合分析法兩種不同的遺傳分析模型研究了甘藍DGMS不育性的遺傳效應.結(jié)果表明,甘藍DGMS材料育性遺傳效應的最適遺傳模型為一對加性一顯性主基因+加

5、性-顯性-上位性多基因模型(D模型),主基因的遺傳率為82.02﹪～94.12﹪,微效基因的遺傳率為0.14﹪～10.94﹪,主基因的顯性作用遠遠大于加性作用.以上兩種遺傳分析模型相互驗證了:影響甘藍DGMS材料育性表達起主要作用的是主效顯性核基因,即主效核基因的顯性作用占主導地位,但是主效基因的加性作用以及微效基因的作用對育性的影響也不容忽視. 遺傳效應分析結(jié)果表明,純合不育材料523-16、603-28具有較高的正向一般配合

6、力效應值,用它們配制的5個不育系(組合)不育度平均值分別達99.19﹪、98.18﹪,其中各有3個組合整個開花期不育度為loo﹪,說明這兩個純合不育材料具有較好的應用前景. 4.對已分別保存10年、8年和7年的純合:DGMS材料Z15即96215、98215、99215的DNA進行AFLP分析,未發(fā)現(xiàn)DNA水平上的變化.對離體保存半年的05Z-96215、05Z-98215、05Z-99215進行'DNA甲基化狀態(tài)的檢測,發(fā)現(xiàn)3

7、個材料保存半年后均發(fā)生DNA甲基化模式的改變以及甲基化和脫甲基化變化,但從整體上看甲基化程度降低. 對離體保存的甘藍純合DGMS材料進行TuMV病毒的檢測結(jié)果表明,組培材料體內(nèi)TuMV病毒帶毒率與材料本身田間植株帶毒狀況有關(guān),特別是與取材當年的TuMV病毒發(fā)生量有關(guān);繼代2次后未見帶毒率增加. 離體保存的甘藍DGMS材料在保存過程中雖然發(fā)生甲基化狀態(tài)的改變以及TuMV病毒在甘藍組培材料體內(nèi)存在,但尚未發(fā)現(xiàn)對組培材料的田間

8、生長和植物學性狀產(chǎn)生影響,這說明甘藍課題組現(xiàn)有的離體保存程序?qū)Ω仕{DGMS材料的保存是可行的. 5.在18-20℃下,研究了保存甘藍純合DGMS材料的適宜條件.單芽莖段適合042521-12的保存,2-3芽莖段適合03Z-012608-1的保存.用封口膜+塑料膜封口可減少042521-12和03Z-012608-1的繼代次數(shù).03Z-012608-1在MS+6-BA0.2mg/L+NAA0.1mg/L+甘露醇0.3﹪+活性炭0.

9、02﹪+蔗糖3﹪的條件下,042521-12在MS+6-BA0.2mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖7﹪的條件下長期保存后存活率最高.保存后的材料轉(zhuǎn)入新鮮的培養(yǎng)基中,98﹪以上的莖段均能恢復生長. 6.以042521-12,03Z-012608-1,04Z-012126-1三個不同球型的甘藍DGMS材料為試材,研究了適合它們組培快繁的方法.適合042521-12快繁的培養(yǎng)基為:MS+6-BA0.5+NAA0.1+蔗糖3﹪、pH