甘藍(lán)型油菜隱性細(xì)胞核雄性不育兩型系9012AB雄性不育基因的分子標(biāo)記開發(fā).pdf

1、油菜雜種優(yōu)勢(shì)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)鍵環(huán)節(jié)。油菜隱性細(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(guó)內(nèi)已經(jīng)成為雜種優(yōu)勢(shì)利用的一個(gè)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)發(fā)現(xiàn)了甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育材料，并提出了隱性核不育的上位互作模式，為隱性核不育

2、的“三系”配套提供了理論依據(jù)，為核不育的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。該隱性上位互作核不育的育性受兩對(duì)重疊隱性不育基因(ms3和ms4)和一對(duì)隱性上位抑制基因(rfrf)互作控制，隱性上位基因純合時(shí)對(duì)隱性不育基因起抑制作用。為了使隱性核不育得到更加廣泛的應(yīng)用，有必要對(duì)其核不育基因進(jìn)行深入研究。 本研究以甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育兩型系9012AB為材料，采用AFLP和SSR技術(shù)尋找與育性基因Ms3位點(diǎn)(可育等位基因Ms3和不育等位基因m

3、s3)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生物信息學(xué)研究工作，取得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和主要結(jié)論如下： 1.將甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育兩型系9012AB中的可育株(9012B)與不育株(9012A)進(jìn)行人工雜交，在F1和F2代中連續(xù)選擇可育株套袋自交，收獲40個(gè)F2的自交后代，在F3代對(duì)這些F2:3株系進(jìn)行育性調(diào)查，其結(jié)果顯示：有29個(gè)株系出現(xiàn)3:1的育性分離，11個(gè)株

4、系育性不分離，表現(xiàn)為100％可育。說明9012AB中控制育性的基因有一對(duì)是雜合的，從其自交后代中選擇純合可育的單株構(gòu)建可育池，用不育株構(gòu)建不育池。 2.在甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育兩型系9012AB的可育株自交后代F3中選取基因型為ms3ms3ms4ms4RfRf的16個(gè)不育單株，從上述11個(gè)育性不分離的株系中選取基因型為Ms3Ms3ms4ms4RfRf的16個(gè)可育單株提取DNA，應(yīng)用BSA法構(gòu)建了兩個(gè)可育基因池和兩個(gè)不育基因

5、池，在四個(gè)基因池之間一共篩選了512對(duì)AFLP引物，找到了18個(gè)與目標(biāo)基因緊密連鎖的分子標(biāo)記，其中，有8個(gè)標(biāo)記(YWA、YWB、YWC、YWD、YWF、YWG、YWH、YWI)為相引標(biāo)記；9個(gè)標(biāo)記(YWJ、YWK、YWL、YWM、YWN、YWO、YWP、YWQ、YWR)為相斥標(biāo)記；1個(gè)為共顯性標(biāo)記(YWE)。用192個(gè)F2群體的單株對(duì)與不育基因相引的標(biāo)記進(jìn)行遺傳連鎖分析，結(jié)果表明，各標(biāo)記均位于目標(biāo)基因的同一側(cè)，最近標(biāo)記與目標(biāo)基因的遺傳距

6、離為1.4cM：用192個(gè)BC1群體中的單株對(duì)與不育基因相斥的標(biāo)記進(jìn)行了遺傳連鎖分析，結(jié)果表明，與目標(biāo)基因連鎖最緊密的標(biāo)記的遺傳距離為1.3cM，除標(biāo)記YWM位于目標(biāo)基因的一側(cè)外，其余標(biāo)記均分布于目標(biāo)基因的另一側(cè)。對(duì)所有標(biāo)記都進(jìn)行了回收、克隆、測(cè)序，其中4個(gè)標(biāo)記(YWB，YWD，YWJ，YWK)成功地轉(zhuǎn)化為了SCAR標(biāo)記。 3.從753對(duì)SSR引物中篩選得到兩個(gè)與不育基因ms3緊密連鎖的標(biāo)記SSR100和SSR189，其遺傳距離

7、分別為1.1cM和2.0cM。 4.采用盆穴育苗移栽法構(gòu)建了來源于9012B的自交后代的1240個(gè)單株的近等基因系群體，利用與不育基因緊密連鎖的SCAR標(biāo)記對(duì)1240個(gè)單株進(jìn)行分析，得到4個(gè)標(biāo)記(SYWB、SYWD、SYWJ和SYWK)與目的基因間更精確的遺傳距離。其遺傳距離分別為5.1Cm、1.2cM，0.1cM和0.3cM。 5.將篩選、轉(zhuǎn)化得到的SCAR標(biāo)記應(yīng)用于育種實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)標(biāo)記SYWD在多種類型的材料中具有多態(tài)