甘藍(lán)型油菜隱性細(xì)胞核雄性不育的基因定位.pdf

1、油菜雜種優(yōu)勢利用是提高產(chǎn)量、緩解產(chǎn)量與品質(zhì)矛盾、增強(qiáng)抗(耐)逆性的有效途徑，而高效授粉系統(tǒng)的發(fā)掘與利用則是雜交種子生產(chǎn)的關(guān)鍵一環(huán)。隱性細(xì)胞核雄性不育因其具有不育性徹底且穩(wěn)定、恢復(fù)源廣等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)已經(jīng)成為雜種優(yōu)勢利用的一個重要途徑，但由于得不到100％的不育系，在雜交制種時(shí)需人工拔除不育系株行中50％的可育株，限制了其廣泛應(yīng)用。陳鳳祥等(1993)提出了隱性核不育的隱性上位互作模式，為隱性核不育的“三系”配套提供了理論依據(jù)，為核不育的廣

2、泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 目前國內(nèi)生產(chǎn)上應(yīng)用的隱性核不育有雙隱性核不育(S45A和¨7A等)和隱性上位互作核不育(9012A等)。雙隱性核不育的育性受兩對重疊隱性基因(ms1和ms2)控制，在兩對基因均為隱性純合時(shí)表現(xiàn)不育，只要有一個位點(diǎn)具有顯性基因時(shí)即可恢復(fù)育性。隱性上位互作核不育的育性受兩對重疊隱性不育基因(ms3和ms4)和一對隱性上位抑制基因(rfrf)互作控制，隱性上位基因純合時(shí)對隱性不育基因起抑制作用，即三對基因都為隱性純

3、合時(shí)表現(xiàn)可育，與純合不育系雜交能夠產(chǎn)生全不育的群體，可用作保持系，從而解決了核不育制種中拔除50％可育株的難題。陳鳳祥等(1998)還證明9012A中兩對重疊隱性基因與S45A和117A中的兩對重疊隱性基因非等位，且隱性上位基因與不同的重疊隱性不育基因之間的互作可能是非專一性的。為了進(jìn)一步探索其不育機(jī)理，使隱性核不育得到更加廣泛的應(yīng)用，有必要對其核不育基因進(jìn)行深入研究。 本研究以甘藍(lán)型油菜雙隱性核不育兩型系117AB、S45AB

4、和隱性上位互作核不育兩型系9012AB為材料，采用AFLP技術(shù)尋找各個不育系中與可育基因位點(diǎn)緊密連鎖的分子標(biāo)記，構(gòu)建目標(biāo)基因區(qū)域的連鎖圖譜，并利用蕓苔屬作物與擬南芥的同源性和共線性開展目的基因的圖位克隆工作，取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和主要結(jié)論如下：1.將雙隱性核不育兩型系117AB中的可育株(117B)與S45AB中的可育株(S45B)進(jìn)行人工雜交，在F1代套袋自交，收獲10個F1的自交后代，在F2代對這些株系進(jìn)行育性調(diào)查，其結(jié)果顯示：有2個株系

5、出現(xiàn)15:1的育性分離，8個株系出現(xiàn)3:1的育性分離，表明在這兩個近等基因系中，117B和S45B的可育基因是不等位的。 2.在甘藍(lán)型油菜雙隱性核不育兩型系117AB中構(gòu)建了含152個單株的近等基因系群體，應(yīng)用BSA法構(gòu)建了可育基因池和不育基因池，在兩個基因池之間一共篩選了512對AFLP引物，找到了6個與目標(biāo)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記，其中有3個標(biāo)記(K1、K4和K5)位于可育基因位點(diǎn)的同一側(cè)，與可育基因位點(diǎn)的遺傳圖距分別為4.0

6、cM、8.0cM和8.0cM，一個標(biāo)記(Y1)位于可育基因位點(diǎn)的另一側(cè)，與可育基因位點(diǎn)的遺傳圖距為8.0cM，其它兩個標(biāo)記(K2和K3)在所用的群體中與目標(biāo)基因共分離。對標(biāo)記K1、K2、K3和Y1進(jìn)行回收、克隆、測序，并根據(jù)其序列與擬南芥基因組序列的同源性，將目標(biāo)基因定位在擬南芥的第一染色體上。其中，標(biāo)記K2已經(jīng)被成功地轉(zhuǎn)化為SCAR標(biāo)記。 3.在甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育兩型系9012AB中構(gòu)建了含117個單株的近等基因系群

7、體，應(yīng)用BSA法構(gòu)建了可育基因池和不育基因池，在兩個基因池之間一共篩選了256對AFLP引物，找到了7個與目標(biāo)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記，其中有6個標(biāo)記(EP2、EP3、EP4、EP5、EP7和EP8)在所用的群體中與目標(biāo)基因共分離，只有1個標(biāo)記(EP10)位于可育基因位點(diǎn)的一側(cè)，與可育基因位點(diǎn)的遺傳圖距為5.4cM。對所有標(biāo)記都進(jìn)行了回收、克隆、測序，結(jié)合PCR步行，已經(jīng)將其中的5個標(biāo)記(EP4、EP5、EP7、EP8和EP10)成功地轉(zhuǎn)

8、化為了SCAR標(biāo)記。 4.采用盆穴育苗移栽法構(gòu)建了9012AB的1506個單株的近等基因系群體，利用5個SCAR標(biāo)記對1506個單株進(jìn)行分析，得到目的基因兩側(cè)的精細(xì)遺傳圖譜。其中，有2個標(biāo)記(EP5和EP8)位于目的基因的一側(cè)，遺傳距離分別為0.2cM和0.1cM，3個標(biāo)記(EP10、EP7和EP4)位于目的基因的另一側(cè)，遺傳距離分別為1.4cM、0.7cM和0.4cM。 5.7個標(biāo)記的序列均進(jìn)行PCRwalking，分