蕓薹屬異源六倍體的遺傳分析與菌核病抗性鑒定.pdf

1、蕓薹屬植物由于栽培歷史悠久,經(jīng)過(guò)千年的遺傳與變異,遺傳資源極其豐富,這為利用蕓薹屬物種進(jìn)行種間或?qū)匍g雜交,培育新的物種、挖掘新種質(zhì)提供了深厚的基因庫(kù)和遺傳多樣性資源。蕓薹屬異源六倍體的合成為油菜育種創(chuàng)造新的種質(zhì)資源,并可為研究蕓薹屬A、B、C三基因組結(jié)構(gòu)的變化及進(jìn)化關(guān)系提供模式材料。本研究分別用三種基本種和三種復(fù)合種雜交,對(duì)比尋找創(chuàng)建蕓薹屬異源六倍體(AABBCC)的理想方法,并對(duì)芥菜型油菜與甘藍(lán)雜交獲得的AABB.CC和從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)

2、引進(jìn)的埃塞俄比亞芥與白菜雜交獲得的AA.BBCC兩種不同類型的六倍體進(jìn)行了比較研究,旨在分析兩種不同背景六倍體遺傳差異,并綜合其雙方的各種優(yōu)良特性創(chuàng)建一種新的更有優(yōu)勢(shì)的蕓薹屬異源六倍體。同時(shí),鑒于合成AABB.CC六倍體所用的甘藍(lán)經(jīng)鑒定具有明顯的優(yōu)良菌核病抗性基因,我們?cè)噲D建立一種將菌核病抗性基因從甘藍(lán)轉(zhuǎn)入六倍體后再轉(zhuǎn)入甘藍(lán)型油菜,合成新型抗性甘藍(lán)型油菜的新途徑。我們對(duì)AABB.CC及其與甘藍(lán)型油菜的雜種進(jìn)行了菌核病抗性鑒定,研究結(jié)果主

3、要如下:
　　 (1)蕓薹屬異源六倍體的人工合成
　　 我們共用了9份芥菜型油菜,9份甘藍(lán),12份埃塞俄比亞芥,9份白菜型油菜,1份甘藍(lán)型油菜,2份黑芥配置組合136個(gè),只有埃塞俄比亞芥和白菜的正反交及芥菜型油菜和甘藍(lán)的正反交得到了種子。這表明,埃塞俄比亞芥與白菜間的親和性較強(qiáng),芥菜型油菜與甘藍(lán)次之,甘藍(lán)型油菜與黑芥最差。我們采用了秋水仙堿滴幼苗生長(zhǎng)點(diǎn)、泡根、混合在培養(yǎng)基中組織培養(yǎng)三種加倍方法處理經(jīng)初步篩選后的三倍體后代

4、。結(jié)果表明,三種處理方法均能成功得到六倍體,但是效率卻很不相同。2010年,S1播種后,由于環(huán)境和管理不善等原因,只有芥菜型油菜與甘藍(lán)雜交得到的4個(gè)組合28棵六倍體存活。
　　 (2)兩種不同類型六倍體的比較研究
　　 從兩種不同類型六倍體花粉育性、自交結(jié)實(shí)率和天然結(jié)實(shí)率的對(duì)比顯示,7個(gè)株系間花粉育性無(wú)顯著差異,自交結(jié)實(shí)率和天然結(jié)實(shí)率有顯著差異(p＜0.01)。此外,自交結(jié)實(shí)率和花粉育性間顯著相關(guān)(r=0.704,p＜0

5、.05),而自交結(jié)實(shí)率和天然結(jié)實(shí)率兩者間存在極顯著相關(guān)性(r=0.96,p＜0.01)。
　　 為了調(diào)查2種不同類型六倍體之間的親和性,我們分別以兩種六倍體為母本做了正反交。結(jié)果表明,兩種不同來(lái)源六倍體為母本正反交之間有顯著差異(p＜0.05),以AABB.CC為母本較易獲得種子。而在六倍體與甘藍(lán)型油菜的親和性實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)兩種不同類型的六倍體與甘藍(lán)型油菜的親和性基本一致。為了進(jìn)一步驗(yàn)證兩種六倍體間及六倍體與甘藍(lán)型油菜間的親和性,

6、我們又做了花粉-柱頭識(shí)別反應(yīng)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)不管是兩種不同來(lái)源的六倍體之間雜交還是六倍體與甘藍(lán)型油菜雜交,花粉粒都能正常萌發(fā),花粉管亦能到達(dá)胚珠,表明不存在受精前障礙。
　　 (3)兩種不同類型六倍體雜種優(yōu)勢(shì)初探
　　 2012年,我們對(duì)六倍體與六倍體間雜種分兩次重復(fù)進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的雜種優(yōu)勢(shì)測(cè)驗(yàn)。從田間的苗期、蕾薹期、花期等的觀察中可明顯發(fā)現(xiàn),兩種六倍體的雜種比親本有更強(qiáng)的營(yíng)養(yǎng)優(yōu)勢(shì),分枝較多,植株較為茁壯。通過(guò)考種發(fā)現(xiàn),雜種

7、在株高、一次分枝數(shù)這些對(duì)產(chǎn)量影響較大的指標(biāo)上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于對(duì)照,相比雙親有較強(qiáng)的超親優(yōu)勢(shì)。每角粒數(shù)也有一定程度的中親優(yōu)勢(shì),但生殖優(yōu)勢(shì)不是很強(qiáng)。
　　 (4)菌核病抗性鑒定
　　 通過(guò)2011和2012兩年間共5次接種鑒定,結(jié)果顯示所有六倍體及六倍體和甘藍(lán)型油菜后代的菌核病抗性均顯著或極顯著地強(qiáng)于對(duì)照。幾種不同鑒定方法的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)離體莖桿接種與田間活體莖桿接種間存在顯著的正相關(guān)(r=0.93,p＜0.05),莖桿接種與葉片接