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

1、甘藍(lán)顯性核基岡雄性不育材料DGMS79-399-3(以下簡(jiǎn)稱DGMS)是我國(guó)已成功應(yīng)用于生產(chǎn)的雄性不育類型,但目前仍存在一些問(wèn)題需要研究解決.(1)有些基因背景的DGMS材料很難誘導(dǎo)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(jìn)一步研究;(3)該材不育性的遺傳效應(yīng)尚未開(kāi)展研究;(4)長(zhǎng)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(jìn)行研究;(5)對(duì)某些基因

2、型的DGMS材料的離體保存、快繁技術(shù)尚需改進(jìn);等等.為此,本研究以DGMS類型材料為試材,進(jìn)行了以下幾個(gè)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(dǎo)方法的探討;3.DGMS材料不育性遺傳效應(yīng)的分析;4.長(zhǎng)期離體保存的DGMS材料遺傳穩(wěn)定性和病毒變化的檢測(cè);5.改進(jìn)離體保存和提高繁殖系數(shù)的方法.試驗(yàn)結(jié)果如下: 1.進(jìn)一步證明不同遺傳背景的甘藍(lán)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(yīng)用前景好.而對(duì)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(dá)的主要環(huán)境因子.不同環(huán)境敏感DGMS材料,導(dǎo)致不育度降低的溫度有差異.材料806達(dá)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(duì)溫度敏感時(shí)段在開(kāi)花前1-3周,最敏感時(shí)段在開(kāi)花前12-18天. 2.降低環(huán)境溫度可作為誘導(dǎo)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(biāo)記對(duì)系內(nèi)測(cè)交后代中的20個(gè)單株進(jìn)行分子檢測(cè),初步檢測(cè)存在7個(gè)純合顯性不育株. 3.用Grifling Ⅱ和6個(gè)世代聯(lián)合分析法兩種不同的遺傳分析模型研究了甘藍(lán)DGMS不育性的遺傳效應(yīng).結(jié)果表明,甘藍(lán)DGMS材料育性遺傳效應(yīng)的最適遺傳模型為一對(duì)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于加性作用.以上兩種遺傳分析模型相互驗(yàn)證了:影響甘藍(lán)DGMS材料育性表達(dá)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(dǎo)地位,但是主效基因的加性作用以及微效基因的作用對(duì)育性的影響也不容忽視. 遺傳效應(yīng)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(yīng)值,用它們配制的5個(gè)不育系(組合)不育度平均值分別達(dá)99.19﹪、98.18﹪,其中各有3個(gè)組合整個(gè)開(kāi)花期不育度為loo﹪,說(shuō)明這兩個(gè)純合不育材料具有較好的應(yīng)用前景. 4.對(duì)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(jìn)行AFLP分析,未發(fā)現(xiàn)DNA水平上的變化.對(duì)離體保存半年的05Z-96215、05Z-98215、05Z-99215進(jìn)行'DNA甲基化狀態(tài)的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)3

7、個(gè)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(duì)離體保存的甘藍(lán)純合DGMS材料進(jìn)行TuMV病毒的檢測(cè)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(dāng)年的TuMV病毒發(fā)生量有關(guān);繼代2次后未見(jiàn)帶毒率增加. 離體保存的甘藍(lán)DGMS材料在保存過(guò)程中雖然發(fā)生甲基化狀態(tài)的改變以及TuMV病毒在甘藍(lán)組培材料體內(nèi)存在,但尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)組培材料的田間

8、生長(zhǎng)和植物學(xué)性狀產(chǎn)生影響,這說(shuō)明甘藍(lán)課題組現(xiàn)有的離體保存程序?qū)Ω仕{(lán)DGMS材料的保存是可行的. 5.在18-20℃下,研究了保存甘藍(lán)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(zhǎng)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(fù)生長(zhǎng). 6.以042521-12,03Z-012608-1,04Z-012126-1三個(gè)不同球型的甘藍(lán)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