洋蔥雄性不育系的選育與分子標記篩選及鱗莖休眠的生理機制研究.pdf

1、洋蔥(Allium cepa L.)屬百合科蔥屬二年生植物，是世界上主要蔬菜種類之一，也是我國主要的栽培和出口品種。目前生產上主要以引進國外雜交品種為主，生產成本據(jù)高不下，而洋蔥是開展雄性不育系選育和利用最早的蔬菜種類之一，因此本研究在前人研究基礎上，圍繞洋蔥雄性不育系的選育和雜優(yōu)利用，分別對洋蔥種質資源的遺傳多樣性、雄性不育基因的分子標記篩選、洋蔥鱗莖休眠的生理生化機理等方面進行了研究，目標是選育出耐貯存、高產優(yōu)質的洋蔥雜交新品種，為

2、出口創(chuàng)匯生產提供有自主知識產權的雜交品種，降低生產成本，提高出口創(chuàng)匯競爭力。主要研究成果如下： 1、洋蔥種質資源遺傳多樣性的研究 本文從數(shù)量性狀水平和DNA水平上分別對48份洋蔥種質資源材料(DNA水平上另外增加了3份中日照白皮品種和i份長日照紫皮品種，共52份材料。)進行了聚類分析。結果表明：按照數(shù)量性狀的聚類分析中，主成分分析選擇了產量因子、綜合因子、生物量因子和鱗莖因子4個主成分因子，其累計貢獻率達75.3

3、4％。聚類分析將洋蔥種質資源按熟性和產量分為3類，分別為早熟中產、中晚熟中產和高產類。按照基因組的RAPD分析，在遺傳距離為0.15時，52份材料被分為2類，一類是長日照類型，另一類是中日照類型，這和洋蔥生態(tài)學上的分類一致；在遺傳距離為0.132時，所有的中日照資源被分為4類，分別為早熟中產類、中熟或晚熟中產類、中晚熟高產類和早熟高產類。比較這兩個聚類分析結果，發(fā)現(xiàn)采用分子標記做的洋蔥資源聚類分析和用數(shù)量性狀做的聚類分析可以相互借鑒，分

4、子聚類比數(shù)量聚類更精確。 2、洋蔥雄性不育系的選育與分子標記篩選 1997年春，在9905采種田中，發(fā)現(xiàn)了雄性不育株，當年用9905的其他5個自交系分別授粉，收獲的種子種成株系。1999年從不育株率高的株系中選擇優(yōu)株與相應原群體的可育株成對雜交，同時父本自交，連續(xù)3代選擇。S9902-20-39-1與相應父本授粉，不育株率、不育度均為100％，簡稱101A，相應父本簡稱101B，分子鑒定證實101A的不育類型為細

5、胞質s型雄性不育，細胞學觀察表明雄性不育的小孢子發(fā)育敗育時期在四分體階段。用洋蔥雄性不育系101A配制了15個雜交組合，所有的雜交組合表現(xiàn)出較強的超親優(yōu)勢。綜合熟性、豐產性、抗病性、品質、耐貯存等經 濟性狀，篩選出0212(101A×547)、 0218(101A×419)、0224(101A×61)等3個組合進一步推廣示范。 采用正交設計，建立了洋蔥RAPD-PCR優(yōu)化反應體系，在此基礎上，對洋蔥雄性不育系10

6、1A及其保持系101B基因組DNA進行RAPD分析，在不育系中獲得了一條穩(wěn)定擴增的片段AK<,1400>，序列測定結果表明， AK<,1400>序列全長為1360 bp，其編碼的氨基酸序列與水稻(Oryza sativa)的GA<,3>基因(AP005256.3，GI：50508703)序列有59％的同源性和75％的相似性。根據(jù)序列測定結果設計了一對特異引物，將AK<,1400>轉化為更穩(wěn)定的SCAR標記。 3、洋蔥鱗莖休眠的

7、生理機制研究 研究了早、中、晚熟三個洋蔥品種的休眠強度和鱗莖農藝性狀間的相關分析以及在休眠期間的生理生化動態(tài)變化。結果表明，洋蔥鱗莖的休眠強度和鱗莖橫莖、鱗莖重、可溶性糖含量呈極顯著負相關，與鱗莖縱莖呈顯著負相關，和干物質含量呈極顯著正相關。說明洋蔥鱗莖越大、越重、可溶性糖含量越高，洋蔥鱗莖休眠程度越差，即耐貯性越差，鱗莖干物質含量越高，耐貯性越好。 洋蔥鱗莖的其他性狀中，鱗莖重和鱗莖橫莖、縱莖分別達到極

8、顯著和顯著正相關；和干物質含量、還原糖含量分別達到極顯著負相關，這也解釋了洋蔥鱗莖干物質含量高時，鱗莖反而小而且產量低的原因；和可溶性糖含量、Vc含量分別達到極顯著正相關。 三種類型洋蔥中，晚熟品種生理休眠期最長，達67d左右，早熟品種最短達37d。呼吸強度、可溶性蛋白、SOD、POD在生理休眠期結束前都有一個快速升高再降低的過程，可溶性糖含量的變化在生理休眠期結束后急速下降。IAA和ABA的表現(xiàn)相反，休眠前期，ABA含

9、量最高，而IAA含量極低，在生理休眠結束前，ABA含量急劇下降而IAA含量急劇上升。從各種生理生化指標分布看，均為內層>中層>外層。總之，洋蔥收獲后，高水平的ABA、低水平的I從、較低的可溶性蛋白含量和可溶性糖含量有利于休眠的維持。 使用外源脫落酸時，發(fā)現(xiàn)10μmol／L的外源脫落酸處理效果最好，其貯存100d后的鱗莖發(fā)芽率只有2.9％，比對照低63.8％。進一步對誘導后洋蔥不同部位可溶性蛋白、可溶性糖含量和POD、SO