Pol TCMS小孢子培養(yǎng)體系的建立與溫敏基因的QTL定位.pdf

1、利用雜種優(yōu)勢(shì)可以大幅度提高作物產(chǎn)量、增強(qiáng)作物的抗逆性、改善作物品質(zhì)等，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的突出成就之一(潘家駒，1995)。油菜雜種優(yōu)勢(shì)的利用途徑很多，如細(xì)胞質(zhì)雄性不育、細(xì)胞核雄性不育、細(xì)胞質(zhì)+細(xì)胞核雄性不育、生態(tài)雄性不育、化學(xué)殺雄、自交不親和等。在我國(guó)，應(yīng)用最廣的雜交系統(tǒng)是波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育系統(tǒng)，但波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育穩(wěn)定的保持系較少，這限制了波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育在強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交組合中的進(jìn)一步利用。 楊光圣等(1995，1998

2、)在兩個(gè)甘藍(lán)型品種雜交后代中發(fā)現(xiàn)了溫敏型波里馬細(xì)胞質(zhì)不育(Temperature-sensitive Polima cytoplasmic male sterilitv，簡(jiǎn)稱Pol TCMS)兩用系。該系在武漢秋播表現(xiàn)部分可育，在昆明或西寧夏播表現(xiàn)為徹底的雄性不育，因此，可以利用在春油菜產(chǎn)區(qū)夏播生產(chǎn)雜交種，在冬油菜產(chǎn)區(qū)秋播繁殖親本不育系?，F(xiàn)有的育種實(shí)踐證明，該不育兩用系不僅選育程序簡(jiǎn)單、育種周期短、更易配置雜交組合，而且由其選配的雜交種

3、增產(chǎn)優(yōu)勢(shì)明顯。目前利用該不育體系配置的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交品種“華油雜10號(hào)”、“華油雜11號(hào)”、“華油雜12號(hào)”、“華油雜13號(hào)”、“華油雜14號(hào)”等已通過(guò)國(guó)家審定，表明該不育體系有極大的應(yīng)用前景。 楊光圣等(1997)進(jìn)一步研究表明該不育兩用系的溫敏感特性是受核內(nèi)多個(gè)數(shù)量基因控制，并且還可能受核背景的影響。為了進(jìn)一步探索其不育機(jī)理，使溫敏型波里馬細(xì)胞質(zhì)不育兩用系得到更加廣泛的應(yīng)用，有必要對(duì)其溫敏基因的遺傳特點(diǎn)進(jìn)行深入地研究。

4、 本研究以甘藍(lán)型油菜的兩個(gè)半冬性品系(1815和輪31)、四個(gè)溫敏型波里馬細(xì)胞質(zhì)不育兩用系(8061A，109A，195A和206A)和109A×571B的F<,1>為材料，研究利用小孢子培養(yǎng)技術(shù)選育純化甘藍(lán)型油菜溫敏型波里馬細(xì)胞質(zhì)不育兩用系的可行性。同時(shí)以109A的一個(gè)DH系與波里馬保持系571B(不含溫度敏感基因)雜交構(gòu)建永久F<,2>群體，通過(guò)兩年的育性調(diào)查并結(jié)合分子標(biāo)記分析，對(duì)溫敏基因進(jìn)行QTL定位，主要結(jié)果如下： 1

5、．以大田種植的2個(gè)半冬性甘藍(lán)型油菜品種815和輪31為供體材料，對(duì)游離小孢子培養(yǎng)的合適時(shí)期、加倍方法、再生苗的繼代進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：小孢子培養(yǎng)的最佳時(shí)期為初花期前后2周左右，有效時(shí)期為25～35d，游離小孢子經(jīng)過(guò)含有50mg/L或75mg/L秋水仙堿的NLN-16培養(yǎng)基直接處理48h效果最好，其出胚頻率和加倍效率均顯著高于未加秋水仙堿的對(duì)照。在固體B5培養(yǎng)基中加入4.5mg/L多效唑并補(bǔ)充液體B5-3培養(yǎng)基，再生苗可原位保存，不需繼

6、代。試管苗最后一次繼代時(shí)，在固體B5培養(yǎng)基或者補(bǔ)充養(yǎng)分的液體B5-3培養(yǎng)基中加入低濃度的0.5mg/L NAA+0.1mg/L6-BA，直接移栽到大田的再生苗成活率可以達(dá)到90％以上。 2.利用甘藍(lán)型油菜游離小孢子培養(yǎng)技術(shù)，在三個(gè)甘藍(lán)型Pol TCMS不育兩用系8061A、109A、195A和109A×571B的F<,l>代中成功地獲得了DH系，說(shuō)明通過(guò)小孢子培養(yǎng)技術(shù)純化選育Pol TCMS不育兩用系是可行的。研究結(jié)果表明：Po

7、l TCMS不育兩用系的最佳取樣時(shí)期為第一朵花開(kāi)前4～7d；在NLN培養(yǎng)基中補(bǔ)充0.05mg/L的細(xì)胞分裂素6-BA可以顯著提高出胚頻率：游離小孢子首先在35℃高溫條件下熱激48h，然后轉(zhuǎn)入到22℃恒溫箱中連續(xù)暗培養(yǎng)效果最佳；胚狀體在8～10℃條件下低溫誘導(dǎo)兩星期，能夠顯著提高其再生頻率。 3.以Pol TCMS不育兩用系“195A”為材料，比較了兩種培養(yǎng)方法對(duì)Pol TCMS的胚狀體形成與出胚頻率的影響。結(jié)果表明按照下述方法培

8、養(yǎng)，更能有效提高溫敏型波里馬細(xì)胞質(zhì)雄性不育兩用系的出胚頻率：離體小孢子用NLN-16(含秋水仙堿15mg/L)液體培養(yǎng)基，調(diào)整到5個(gè)蕾/ml，分裝到直徑為7.5cm的培養(yǎng)皿中，每皿含5ml的懸浮液，然后放置于35℃的恒溫箱中暗培養(yǎng)48小時(shí)，再向每培養(yǎng)皿中加入5ml NLN-13培養(yǎng)液，轉(zhuǎn)到22℃的恒溫箱繼續(xù)暗培養(yǎng)。 4.以242個(gè)SSR、AFLP和1個(gè)形態(tài)標(biāo)記對(duì)永久F<,2>群體進(jìn)行作圖，構(gòu)建了甘藍(lán)型油菜分子標(biāo)記連鎖圖。該圖含有