EMS与NaN_3对甘蓝型油菜和芥菜型油菜诱变的效果

采用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)和叠氮化钠(NaN3)分别以不同浓度和处理时间组合,对3个甘蓝型油菜品种(湘油15号、中油821、中双9号)和3个芥菜型油菜品种(金油王2号、品系153和154)成熟种子进行诱变。以未处理组为对照,比较了诱变当代(M1)种子的发芽率和子代(M2)株高、叶色、花色、种皮颜色和花粉育性等生物学性状。结果发现,随着诱变剂浓度的增加和处理时间的延长各品种(系)M1代种子的发芽率逐渐降低,且相同处理条件下芥菜型油菜的平均发芽率要低于甘蓝型油菜;在M2代中初步筛选出28个甘蓝型油菜和38个芥菜型油菜的株高、叶色、花色等性状的突变体,为今后油菜遗传改良和功能基因组学研究提供了更丰富的研究材料。     

芥菜型油菜与甘蓝型油菜种间杂种后代的RAPD分析

 为了揭示芥菜型油菜与甘蓝型油菜种间杂种后代的遗传分离规律 ,用芥菜型油菜四川黄籽作母本与甘蓝型油菜 10 47自交系杂交 ,杂种F1人工自交或用 10 47自交系花粉回交 ,然后将亲本、杂种F1、F2 和BC1代用 16个随机引物进行PCR扩增。共扩增出 98条带 ,其中双亲共有的带 35条 ,四川黄籽特异带 30条 ,10 47特异带 33条。带型统计分析结果表明在芥甘杂种后代中来自 10 47的遗传物质比来自四川黄籽的遗传物质更能传递给后代 ,这种趋势与杂种后代植株的育性无关 ,在回交后代中四川黄籽的遗传物质比在自交后代中丢失更快。并对造成芥甘种间杂种后代分离扭曲的原因进行了探讨。     

甘蓝型油菜与黑芥种间杂种的合成

为利用黑芥抗病基因进行甘蓝型油菜遗传改良,采用胚培养方法克服种间杂交生殖隔离障碍进行黑芥与4个甘蓝型油菜品种之间的杂交.结果表明:以2.5％～5.3％的频率获得了以黑芥为母本、甘蓝型油菜为父本的4个杂交组合的三倍体杂种;以0.4％的频率获得了以陕油5号为母本、黑芥为父本的三倍体杂种,并采用基因组原位杂交进行了杂种的鉴定.通过秋水仙碱处理三倍体的方法成功地获得了相应的双倍体杂种.三倍体杂种主要性状表现出双亲的中间型,花粉无育性.经染色体组加倍所得的双倍体与相应的三倍体相比表现出生长旺盛性特点,花粉育性得到一定恢复.双倍体的获得为进一步将黑芥抗病基因引入甘蓝型油菜提供了条件.     

白菜型油菜黄芽白与甘蓝型油菜湘油15种间杂交及其杂种后代的遗传学特征

采用人工杂交方法,以甘蓝型油菜湘油15和白菜型油菜黄芽白为亲本进行正反交获得杂种一代,杂种一代自交产生杂种二代。结果表明,以甘蓝型油菜为母本杂交容易获得杂种后代,而反交组合却比较困难。正反交杂种一代株型和叶片形态都与甘蓝型油菜接近。在花粉母细胞第一次减数分裂前期,染色体主要形成二价体或单价体,但也有少数染色体参与非同源联会形成多价体。第一次减数分裂和第二次减数分裂的中期和后期,落后染色体和染色体桥也较多出现在花粉母细胞中。杂种一代雄蕊发育不良,花粉育性低,自交结实率也比较低。杂种二代花粉育性极显著(P<0.01)提高,自交结实率也比杂种一代极显著(P<0.01)提高。预期经多代自交,杂种育性能得到较好恢复,可以作为甘蓝型油菜改良的遗传资源。     

甘蓝型油菜和诸葛菜属间杂种的获得及其特性

采用人工授粉并结合子房培养的方法,进行了甘蓝型油菜和诸葛菜的正反属间杂交。授粉后5~10d,取子房培养于MS或B5培养基(添加6-BA、NAA、水解酪蛋白和活性碳),结果表明,子房培养有助于提高甘蓝型油菜和诸葛菜属间杂种获得频率。不同杂交组合,属间杂交可交配性不同。以诸葛菜为母本的所有杂交组合没有获得成功,但是在以甘蓝型油菜为母本的正交组合中获得了18株属间杂种,其中8株在形态上近似母本湘油15,10株来自于742与诸葛菜杂交组合,表现出完全的雄性不育,幼苗期叶色浅黄,生长发育缓慢,植株矮小,花瓣呈现乳白色,第一次分枝数少且分枝部位较高。形态学和微卫星标记分析表明,这些植株是真正的属间杂种。杂种后代植株(F2代或回交一代)表现多型性,多数植株的性状倾向母本甘蓝型油菜,可育;部分植株表现为双亲的中间型,部分可育;少数植株发育缓慢,不育。这些杂种植株可能是油菜遗传改良的宝贵资源。     

甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂交幼小胚珠组织培养研究

取7～20天的甘蓝型油菜与芥菜型油菜的杂种胚珠进行组织培养结果表明,不同的品种和不同的杂交组合对不同的培养基的要求和适应性不同。杂种结实率高,杂种胚珠培养的成苗率也高。对就得到的甘芥杂种胚珠的再生植株生物学和染包体数目鉴定确证为真杂种。     

新疆野生油菜与甘蓝型油菜属间杂交亲和性及杂种分子鉴定

采用蕾期剥蕾授粉的方法，研究了新疆野生油菜与甘蓝型油菜属间杂交亲和性．属间杂种F1植株形态表现一致，介于双亲之间，并且具有明显的杂种优势．从新疆野生油菜X湘油15号F1群体中选取9株进行RAPD分析，扩增出的带型完全一致，并且是父母本随机扩增DNA片段的综合，说明这9株全为真杂种．试验结果表明，蕾期授粉可以克服新疆野生油菜和甘蓝型油菜属间杂交的不亲和性，利用RAPD分子标记技术可以快速有效地鉴定远缘杂种．     

新型化学杀雄剂EN对甘蓝型油菜的杀雄效果及其应用研究

针对油菜细胞质不育系微粉及配制化学杀雄杂种问题,用新型化学杀雄剂EN对甘蓝型油菜进行杀雄效果试验,研究EN对甘蓝型油菜花器、花粉活力、农艺性状及不育系育性的影响。结果表明,甘蓝型油菜单核期用0．5～0．8μg／mL EN处理杀雄效果最好,全不育株率在95％以上,不育株率100％,对油菜生长发育和农艺性状的影响很小。油菜花药皱缩干秕呈针状、颜色变浅、花丝缩短,花药无花粉或为空秕、畸形的败育花粉。用EN控制细胞质不育系微粉效果明显,使F1代种子纯度提高8％以上。说明该杀雄剂效果好、成本低,是较为理想的新型油菜化学杀雄剂。     

属间体细胞杂交创建甘蓝型油菜细胞质雄性不育系及其鉴定

 利用原生质体融合技,获得了甘蓝型油菜品种中双4号与新疆野生油菜野油18的对称性体细胞杂种。杂种当代建成的6株植株中有2株雄性不育株。用中双4号做轮回亲本与不育株回交,不育株率随回交代数增加而升高,至BC3代大部分株系的不育株率接近100%,到BC4代不育性稳定,群体中无育性分离现象。用波里马CMS的恢复系和保持系与其测交,6个甘蓝型油菜品系均可保持该不育系的不育性,表明该雄性不育胞质与Pol不育胞质不同。     

抗寒甘蓝型油菜的初步选育

为将白菜型油菜(Brassica rapa L.)中的抗寒性状转育到甘蓝型油菜(Brassica napus L.)中,以3个甘蓝型油菜品系为母本,4个抗寒白菜型油菜品种为父本配制杂交组合,研究了各杂交组合回交亲和性以及杂种的形态表现.结果表明:①甘白种间杂交亲和性较高,亲和指数最高的组合达3.42,最低为0.50;②杂交亲和性受双亲基因型的影响,且母本基因型对杂交亲和指教的影响大于父本基因型;③利用SSR鉴定真假杂种,真杂种叶片形态特征介于双亲之间,根系形态偏向于白菜型油菜,具有粗壮的主根而须根较少.通过测配可选出杂交亲和性较高的甘白组合,从而繁殖出较多的杂交及回交分离后代用于下一步的田间抗寒性鉴定和筛选.     

甘蓝型油菜雄性不育系性状关联性分析

[目的]评估甘蓝型油菜雄性不育系性状间的关系。[方法]采用半双列杂交方法,利用10个甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育系为材料配制了45个杂交组合。45的杂交组合和10个亲本材料于2007-2008年在贵阳种植并用于评估。[结果]植株高度、株有效角果数、初花期和成熟期与产量成显著正相关,相关系数分别为0.644,0.583,0.281和0.341;每角粒数与种子大小（千粒重）成显著负相关（-0.533）。株有效角数、每角粒数、千粒重和植株高度对产量的直接通径系数分别为0.5562、0.4074、0.4813和0.4017。[结论]株有效角数、每角粒数、千粒重和植株高度与种子产量成正相关,并对产量有较高的直接贡献。其它性状包括株分枝数、初花期、成熟期和含油量对产量的贡献较低。     

青藏高原白菜型油菜与甘蓝型油菜远缘杂交亲和性研究

为研究青藏高原白菜型油菜与甘蓝型油菜远缘杂交的亲和性,对白菜型油菜与甘蓝型油菜及配制的正反交组合的杂交结实率和亲和指数进行测定,并对杂交F_1代形态学、花粉活力和自交亲和性分析。结果表明:白菜型油菜与甘蓝型油菜杂交,以甘蓝型油菜作母本,结实率和亲和指数较高;甘蓝型油菜与白菜型油菜正反交F_1代组合均表现为自交亲和,植物学性状均偏向于母本,自交亲和性表现为甘蓝型油菜F_1(甘蓝型油菜×白菜型油菜)F_1(白菜型油菜×甘蓝型油菜)白菜型油菜,自交亲和指数分别为20.37、6.30、1.59、0.51,花粉活力表现为甘蓝型油菜白菜型油菜F_1(甘蓝型油菜×白菜型油菜)F_1(白菜型油菜×甘蓝型油菜)。     

抗除草剂转基因油菜与野芥菜的抗性回交3代子3代的适合度

【目的】抗除草剂转基因油菜(Brassica napus,AACC,2n=38)的抗性基因一旦成功漂移到近缘杂草中,将会给农田杂草防除带来很大的困难。转基因油菜的近缘杂草野芥菜(wild B.juncea,AABB,2n=36)广泛分布于中国西部地区并沿长江流域扩散,因此有必要深入研究抗除草剂转基因油菜与野芥菜回交后代的适合度,为抗性基因是否能成功漂移到近缘杂草中提供试验依据。【方法】在田间以不同密度(低密度为15株/区,高密度为30株/区)单种和混种(野芥菜与回交后代以4﹕1、3﹕2、1﹕1比例混种)野芥菜及抗性回交3代子3代(抗草甘膦转基因油菜及抗草丁膦转基因油菜与野芥菜的抗性正反回交3代子3代分别表示为BC_3mF_4R、BC3p F4R和BC_3mF_4L、BC_3pF_4L,m表示以野芥菜为母本的回交后代,p表示以野芥菜为父本的回交后代),测定抗性正反回交3代子3代的营养生长(株高、茎粗、一次分枝数、地上部单株干生物量)和生殖生长(单株有效角果数、单株种子质量、角果长、每角果饱粒数)的适合度成分,并比较供试回交后代的总适合度与野芥菜的差异。【结果】在单种条件下,BC_3mF_4R和BC_3pF_4R的各适合度成分及总适合度均与野芥菜无显著差异;尽管在高密度下BC_3mF_4L和BC3p F4L的茎粗、地上部单株干生物量和单株有效角果数显著低于野芥菜,但BC_3mF_4L和BC_3pF_4L的总适合度仍与野芥菜无显著差异;因此,在单种条件下,抗草甘膦或抗草丁膦的回交3代子3代在低密度和高密度均具有与野芥菜相当的总适合度。当回交后代与野芥菜混种时,在低密度3种比例混种下,抗草甘膦和抗草丁膦的回交3代子3代的总适合度与野芥菜无显著差异;在高密度3种比例混种下,BC_3 F_4R与野芥菜的各适合度成分及总适合度无显著差异,但BC_3 F_4L的株高、茎粗、一次分枝数、地上部单株干生物量、单株有效角果数、单株种子质量及总适合度均显著低于野芥菜。相关性分析结果表明,BC_3 F_4的各适合度成分仅与种植密度相关。【结论】抗草甘膦或抗草丁膦的正反回交3代子3代都具有在野外生存定植的可能性,且抗草甘膦的回交3代子3代比抗草丁膦的回交3代子3代的可能性更大。因此,在防范转基因油菜的基因逃逸时不仅要防范转基因油菜与近缘杂草的初始杂交,而且要防范杂交后代与近缘杂草的不断回交,以免产生适合度较高的回交后代。     

甘蓝型油菜与A~nA~nC~nC~nC~oC~o六倍体的可交配性及杂交种菌核病抗性

【目的】利用甘蓝与甘蓝型油菜的六倍体杂交种为桥梁与甘蓝型油菜回交,从回交种的自交后代中选育理想的甘蓝型油菜个体,是将甘蓝遗传成分转入甘蓝型油菜的一种新策略。调查多份甘蓝型油菜与六倍体的可交配性及杂交种后代的育性,并以油菜菌核病抗性为例,以验证该策略在甘蓝型油菜遗传改良中的应用潜力。【方法】用菌核病抗性较强的野生甘蓝与甘蓝型油菜中双9号进行种间远缘杂交,采用胚挽救及染色体加倍技术创建A~nA~nC~nC~nC~oC~o六倍体。通过调查六倍体与9份甘蓝型油菜的杂交结实率,分析六倍体与甘蓝型油菜的可交配性。通过调查六倍体与9份甘蓝型油菜的杂交种F_1的自交、自由授粉结实率和菌核病抗性水平,反映杂交种F_1代的结实能力以及目标性状的改良情况。【结果】经鉴定,六倍体含有20条A基因组染色体和36条C基因组染色体,即染色体组成为A~nA~nC~nC~nC~oC~o。该六倍体同时具有甘蓝亲本和甘蓝型油菜亲本中双9号的遗传物质,其自交结实率和自由授粉结实率分别为5.6和8.6粒/角。六倍体与9份甘蓝型油菜杂交的结角率在69.1%—92.9%,每角粒数介于4.7-10.5,不同基因型的甘蓝型油菜与六倍体杂交结果率和每角粒数均存在显著差异(P0.01)。所调查的9份杂交种F_1的花粉育性达到正常水平,但自交结实率和自由授粉结实率分别为11.4-20.7粒和19.9-26.1粒,基因型间均存在显著差异(P0.0001),自交结实率和自由授粉结实率之间相关性显著(r=0.67*,P0.05)。综合2013和2014年的茎秆菌核病抗性鉴定数据,六倍体相对于中双9号的相对感病度为0.47,9份甘蓝型油菜的相对感病度在0.94—1.26,亲本基因型之间抗性水平差异显著(P0.0001)。9份杂交种F_1的相对感病度为0.56—1.10,均介于对应的双亲之间,且与甘蓝型油菜亲本的抗性水平显著相关(r=0.78*,P0.05)。其中5份杂交种F_1的相对感病度显著低于对应的甘蓝型油菜亲本(P0.05),即其抗性水平相对于原甘蓝型油菜亲本获得明显提高。【结论】A~nA~nC~nC~nC~oC~o六倍体有一定的结实能力,与甘蓝型油菜的可交配性受油菜基因型显著影响,但均易获得具有较好(一定)结实性的杂交种后代,目标性状在杂交种一代获得显著改良。     

宽柄芥F1代性状优势及其与亲本间的相关性分析

[目的]探讨宽柄芥F1代主要性状优势及其与亲本间的相关性,为宽柄芥杂交优势利用提供理论依据.[方法]以10个宽柄芥杂交组合(F1代)及其亲本为试材,采用随机区组设计,测定分析其生育期内的9个农艺和经济性状,并对F1代各性状优势指数间及其与亲本相应性状间进行相关性分析.[结果]宽柄芥F1代的单株产量和最大叶叶长极显著高于大值亲本值(BP)(P<0.01,下同),最大叶叶宽、中肋长、最大叶叶片数、株高和开展度显著高于BP(P<0.05,下同),但中肋宽和柄肋重与BP无显著差异(P>0.05),单株产量超亲优势主要受最大叶叶长、最大叶叶宽、柄肋重、中肋宽、株高和开展度等性状共同影响.相关性分析结果表明,F1代的最大叶叶长、最大叶叶宽、中肋长、株高和开展度与母本相应的性状呈显著或极显著正相关,中肋宽和单株产量与父本相应的性状呈显著正相关,中肋宽与双亲的中肋宽均值呈极显著正相关,中肋长、中肋宽、单株产量和株高与BP呈显著或极显著正相关,最大叶叶长和最大叶叶宽超亲优势与父本和BP呈显著或极显著负相关,中肋长和开展度超亲优势与BP呈显著负相关,株高超亲优势与父本、BP和双亲差值呈显著或极显著负相关,单株产量超亲优势受BP的负向影响明显.[结论]宽柄芥F1代的农艺和经济性状具有较强的杂种优势,可通过优势育种加以利用.     

芥菜型油菜优良性状导入甘蓝型油菜研究

分析了芥菜型油菜独具的优良性状,提出了通过种间杂交将芥菜型油菜优良基因导入甘蓝型油菜的基本程序,并对所获得的甘蓝型油菜黄籽超高油分、细胞质雄性不育恢复系、极早熟、高油酸和矮杆抗倒等新种质进行了介绍。     

甘蓝型油菜和诸葛菜属间杂种高世代材料形态学和细胞学分析

[目的]进一步揭示甘蓝型油菜和诸葛菜属间远缘杂种高世代(F8～F10)材料的遗传变异规律。[方法]以甘蓝型油菜和诸葛菜属间杂种高世代群体为材料,对甘蓝型油菜和诸葛菜远缘杂交后代表型偏白菜型油菜变异群体进行形态、细胞学方面的研究。[结果]形态学分析表明,杂种后代叶型、叶色、株型、早花性状偏向白菜型油菜,而二级分枝数、角果长度和千粒重与甘蓝型油菜Oro更为接近;细胞学研究表明,这些杂种高世代材料细胞中已不含诸葛菜染色体,多数植株都为少于38条染色体的亚倍体;与白菜型油菜杂种的减数分裂配对结果显示,这些亚倍体后代细胞中丢失的可能是来自C基因组的染色体,随着世代的增加,体细胞染色体数目都有向甘蓝型油菜2n=38升高和回归的趋势。[结论]该研究为揭示杂种后代亚倍体中丢失染色体的来源及形态学改变的原因奠定基础。     

甘蓝型油菜与芥菜型油菜杂种胚胎的研究

对甘蓝型油菜和芥菜型油菜的杂种胚胎的观察表明,杂种胚胎仅能发育至心形或早鱼雷形胚期;杂种胚乳不能形成细胞就败育。用组织培养的方法来为杂种胚胎继续发育提供营养条件,以提高杂种胚的成活率。本研究目的在于为组织培养提供确切的取材时间。研究表明:在以Oro为母本,八农3186为父本的组合中,杂种胚胎的组织培养取材最佳期为授粉后12d前后。     

六倍体(A~nA~nC~nC~nC~oC~o)与白菜型油菜杂交可交配性及后代菌核病抗性

【目的】利用亲本种遗传资源是改良甘蓝型油菜的重要手段。以甘蓝型油菜与菌核病抗性甘蓝杂交合成的六倍体为桥梁,与大量的白菜型油菜杂交,合成杂种,探索改良甘蓝型油菜菌核病抗性的策略。【方法】采用菌核病抗病甘蓝(C01)与甘蓝型油菜(中双9号)杂交合成六倍体,通过分析六倍体的育性、菌病抗性和减数分裂行为来分析其作为桥梁材料转移菌核病抗性的可能性;将六倍体与110份白菜型油菜杂交,通过考察杂种发育和可交配性来分析六倍体与白菜型油菜杂交的可行性;通过鉴定杂种的苗期表型特征、自交结实率及离体茎秆的菌核病抗性来分析杂种在改良甘蓝型油菜遗传背景上的利用潜力。【结果】该六倍体的花粉育性为90.6%—92.7%,自交结实率为3—7粒/角果;菌核病抗性显著高于对照品种(中双9号);处于减数分裂后期I的花粉母细胞中,68.80%(86/125)的染色体分离比为28﹕28。110份春性、冬性和半冬性的白菜型油菜与六倍体杂交,授粉15 d后的胚珠发育正常,并且都能收获成熟种子,平均可交配性为(4.25±3.91)粒/角果。尽管不同基因型之间的可交配性存在显著差异,但是不同生态型的白菜型油菜与六倍体杂交的可交配性无显著差异(半冬性:(4.35±3.77)粒/角果,春性:(4.34±4.51)粒/角果,冬性:(4.01±3.43)粒/角果;P=0.44)。六倍体作为母本或者父本与白菜型油菜杂交都能结籽,而且没有显著性差异(六倍体为母本:平均结实率为4.27粒/角果;六倍体为父本:平均结实率为3.95粒/角果;P=0.69)。六倍体与白菜型油菜杂交创建的杂种,苗期形态似甘蓝型油菜,但是表型变异丰富;杂种都能自交结籽,平均自交结实率为(7.72±4.45)粒/角果;来自不同生态型的白菜型油菜与六倍体合成的杂种自交结实率无显著性差异(冬性白菜型油菜合成的杂种平均自交结实率:(8.07±3.43)粒/角果,半冬性:(7.88±4.64)粒/角果,春性:(6.41±3.00)粒/角果,P=0.95)。经过两年的离体茎秆菌核病抗性鉴定,6份杂种的菌核病发病程度两年均显著低于中双9号(P0.05)。【结论】以六倍体为桥梁能有效地将甘蓝型油菜亲本种的优良性状导入到甘蓝型油菜中。