甘蓝型油菜显性核不育遗传研究及育种利用

甘蓝型油菜是世界重要的油料作物,具有很强的杂种优势,细胞核雄性不育是油菜杂种优势利用的重要途径.近年来,甘蓝型油菜显性核不育研究已取得了一系列进展.为促进甘蓝型油菜显性核不育研究的深入及其杂种优势的利用,本研究基于国内外甘蓝型油菜显性核不育遗传研究基础,主要从甘蓝型油菜显性核不育遗传方式、相关基因定位、分子标记开发及其育种利用等方面进行综述,以期为甘蓝型油菜显性核不育基础研究、杂种优势的应用及其杂交新品种选育等提供参考.     

甘蓝型油菜细胞核 细胞质雄性不育三系的研究与利用 Ⅳ.隐性细胞核 波里马细胞质雄性不育三系的创建

甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育与波里马细胞质雄性不育可能具有完全不同的不育基因系统;采用有性杂交和连续回交的方法,将甘蓝型油菜隐性细胞核不育基因导入到含有波里马不育细胞质的基因型中,并得到甘蓝型油莱隐性细胞核 波里马细胞质雄性不育系RGCMS—S45A和RGCMS—117A及其相应的保持系S45B和117B;采用测交方法,从隐性细胞核雄性不育系中筛选出甘蓝型油菜隐性细胞核 波里马细胞质雄性不育保持系9个;波里马细胞质雄性不育的恢复系均是隐性细胞核 波里马细胞质雄性不育的恢复系。     

芸薹属种间远缘杂交结实的特异性观察

通过对甘蓝型油菜与白菜、白菜与甘蓝型油菜进行种间远缘杂交,观察杂交当代结荚、结籽以及种子发育的特异性。采用特定的芸薹属甘蓝型油菜、白菜不育系材料和白菜、甘蓝型油菜自交材料进行配组,选用染色体数目不同的甘蓝型油菜不育系和白菜薹不育系分别与白菜薹和甘蓝型油菜进行杂交,观察分析杂交后的种子发育过程,分析不同组合的结荚、结籽以及种子发育的特异性。结果表明:以染色体数目多的油菜不育系为母本,杂交亲和力明显高于以染色体数量少的白菜型不育系做母本的杂交组合;虽然其结实率远低于非远缘杂交组合,但所结的种子大多发育正常;而以染色体数量少的白菜型不育系为母本同染色体数目多的甘蓝型油菜进行杂交,在种胚的发育过程中,出现严重的遗传紊乱,致使杂交结实过程中出现授粉困难,授粉后绝大部分受精不良,甚至胚发育死亡,特别是部分种子尚未发育成熟即在荚内发芽等特异情况的发生得到了反复验证,但其内在机理尚不清楚。     

甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育杂种优势利用研究进展

甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系统的不育系育性稳定、彻底,目前被认为是油菜杂种优势利用最为安全、有效的细胞质雄性不育类型。本研究主要针对甘蓝型油菜萝卜质不育系统的Ogura CMS和Kosena CMS两种主要类型,从其转育与改良、育性相关位点及其恢复基因的定位和克隆三个方面,综述了近年来关于萝卜质不育系统的相关分子机理及在甘蓝型油菜杂种优势利用上的主要研究进展。本研究最后还探讨了该研究领域目前存在的问题,并提出了中国甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系统研究的发展方向。     

甘蓝型油菜双低萝卜质不育恢复系快速改良技术研究

通过采取不同的常规育种策略和小孢子培养、分子标记辅助选择等现代生物技术,研究了提高甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系改良效率的方法。结果表明,在甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系杂交转育过程中,采用杂交后代与萝卜质不育系杂交,可使杂交后代分离群体中不具备恢复基因的单株在花期表现出来,无须测交即可进行选择;杂交后代通过小孢子培养,可将稳定纯合时间由传统自交8个世代缩短到3个世代;通过萝卜特异分子标记辅助选择可大大提高选择的精度,减少筛选所需的人力、土地和时间,选择效率提高90%。试验筛选出19个在萝卜质不育恢复系中能够扩增出单一、易于辨别的谱带的SCAR标记引物,其中10个引物在现有的甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系中均能检测出特异标记。筛选出的甘蓝型油菜萝卜质不育恢复系的特异分子标记与前人研究存在差异,标记相似系数为48.28%~93.10%。通过分子标记无法区分高硫甙和低硫甙恢复系,选育低硫甙萝卜质不育恢复系还需要借助品质分析仪。成功筛选得到6个甘蓝型油菜低芥酸、低硫甙、抗寒、结角正常、农艺性状优良的萝卜质不育恢复系,为将甘蓝型油菜萝卜质不育杂种优势应用于我国油菜生产奠定了基础。     

甘蓝型油菜细胞核雄性不育性的遗传研究——Ⅰ.隐性核不育系9012A的遗传

研究结果表明:(1)甘蓝型油菜核不育系9012A不同于显性上位互作核不育,是一种新的基因互作核不育类型,其不育性受2对隐性重叠不育基因和1对隐性上位抑制基因互作控制,当隐性上位基因纯合时,对隐性不育基因起上位抑制作用。(2)在甘蓝型油菜中存在至少2套独立的不同隐性重叠不育基因,隐性上位基因与不同的隐性重叠不育基因之间的互作是非专一性的,这对于现有双基因隐性核不育杂种优势利用具有重要意义。 隐性上位互作核不育完全保持系的分离解决了传统隐性核不育杂种优势利用难点,为隐性核不育杂种优势利用开辟了新途径。这类核不育不仅在杂优育种实践中具有较高的开发利用价值,同时也是研究植物细胞核雄性不育机理的理想材料。     

甘蓝型油菜莫利CMS(Moricandia CMS)的种质创制

莫利CMS是一种重要的细胞质雄性不育系统,在油菜杂种优势利用上具有重要应用价值,目前在印度的芥菜型油菜中得到广泛应用。为了将莫利CMS引入甘蓝型油菜,本研究通过甘蓝型油菜与芥菜型油菜莫利CMS材料进行杂交、多代回交自交获得莫利CMS的甘蓝型油菜材料。根据莫利不育胞质相关分子标记orf 108-O检测、花粉活力鉴定及自交结实情况进行选择,最终选出连续2代花粉活力低于3%且自交不结实的CGZ 909作为候选不育系材料;连续2代花粉活力大于90%且自交结实正常的CGZ 924、CGZ 925作为候选恢复系材料。候选恢复系材料给候选不育系材料授粉所得F₁代自交结实正常,实现了莫利CMS在甘蓝型油菜中的三系配套。本研究为下一步基于莫利CMS的甘蓝型油菜杂种优势利用奠定了基础。     

甘蓝型油菜生态型细胞质雄性不育两用系的研究Ⅲ. 8-8112AB的温度敏感性及其遗传

8-8112AB是由甘蓝型油菜pol细胞质生态型雄性不育两用系AB1与双低甘蓝型油菜品种杂交选育出的新型双低生态型pol CMS两用系,其在武昌秋播时表现雄性可育,在兰州或秭归高山夏播时表现雄性不育.在相对低温条件下,8-8112AB与正常油菜品系1141B(pol CMS保持系)的花器官形态特征表现相似,而在相对高温条件下,则与pol CMS不育系1141     

甘蓝型高油分隐性上位互作核不育系粱全1504A的选育研究

粱全1504A是贵州粱丰农业科技有限公司以引进甘蓝型油菜杂交种核优202杂交种后代可育株连续自交、测交、兄妹交育成纯合两型系(粱纯4A),与引进甘蓝型油菜杂交种核优202杂交种后代不育株和从贵州省油菜所引进隐性上位互作核不育黄籽临保系(S2375C-15)杂交转育的临保系(粱临4C)组配的甘蓝型油菜隐性上位互作核不育系,该不育系综合性状优良,株型紧凑,含油量较高,一般配合力较高,组配的隐性上位互作核不育杂交油菜组合丰产性好,抗性好,品质性状优良,有广泛的应用前景。     

以半冬性甘蓝型油菜为亲本增强春性甘蓝型油菜杂种优势

以春性恢复系与半冬性品种(系)杂交后选育的16份新春性恢复系及其4个亲本系[2个半冬性甘蓝型油菜品种(系)和2个春性甘蓝型恢复系]、2个春性甘蓝型不育系为材料, 利用SSR、SRAP和AFLP分子标记技术分析材料间的遗传差异, 同时利用以上2个春性不育系分别与12个新春性恢复系和1个春性亲本恢复系Ag-5进行NCII双列杂交, 测定其杂种优势及杂种表现。16份新恢复系中除931和帐23外, 其余的14份新恢复系与2个不育系的遗传距离均大于其春性亲本恢复系与相应不育系的遗传距离, 说明导入半冬性品种遗传成分能扩大春性恢复系与不育系间的遗传差异; 配制的26个杂交组合中, 其双亲中不育系所对应保持系单株产量为高亲值的组合有15个, 其中13个组合单株产量超亲优势都强于所对应不育系与亲本恢复系Ag-5所配杂交组合, 说明导入半冬性品种遗传成分可增强甘蓝型春油菜杂种优势; 12个新恢复系分别与2个不育系所配24个组合中18个组合的单株产量都分别超过所对应不育系与亲本恢复系Ag-5所配杂交组合, 说明导入半冬性品种遗传成分能提高甘蓝型春油菜杂种的产量; 新恢复系与2个不育系杂交后代的抗病性均强于其亲本恢复系与相应不育系杂交后代的抗病性, 说明导入半冬性品种遗传成分能提高春性甘蓝型油菜杂交种抗菌核病的能力。研究结果表明, 半冬性甘蓝型油菜品种可能为春油菜杂交育种提供有价值的遗传资源。     

油菜隐性细胞核雄性不育的研究进展

油菜细胞核雄性不育是油菜杂种优势利用的重要途径。近年来,油菜隐性细胞核雄性不育研究取得了一些进展并育成了一批核不育杂交种。为了促进核不育研究的深入及油菜杂种优势利用水平,对双隐性核不育和隐性上位互作核不育2种类型的核不育系统的遗传模式、相关基因定位以及其不育分子机理方面的研究进行综述,并对其研究成果在将来油菜杂交育种中的利用进行展望。     

几个甘蓝型油菜雄性不育系花药败育过程中核糖核酸酶的变化

以5种不同类型甘蓝型油菜雄性不育系为材料,以保持系为对照,对其花药败育过程进行了研究,发现其败育过程中核糖核酸酶活力及游离尿苷酸（UMP）含量显著升高,而RNA及可溶性蛋白质含量显著下降。不育系雄蕊的核糖核酸酶活力与RNA含量呈负直线相关,相关系数为－0.9796**。认为核糖核酸酶活力异常增强与甘蓝型油菜雄性不育有密切关系。     

中国甘蓝型油菜细胞质雄性不育的主要类型及在育种实践中的应用

我国甘蓝型油菜细胞质雄性不育的类型主要有：ogura CMS、nap CMS、pol CMS、Shan 2A CMS、Hau CMS、NCa CMS、Nsa CMS和NEA CMS。pol CMS和Shan 2A CMS在我国油菜杂种优势利用中发挥着重要的作用。新型不育胞质的育成以及在育种上的应用,不仅丰富了细胞质雄性不育种质资源,而且为我国油菜产业可持续发展提供了保证。     

一对复等位基因控制的油菜(Brassica napus L.)显性核不育系609AB的遗传验证

在确认609AB不育系类型的基础上,采用临保系测验法和测交后代可育株自交与回交等方法,有效区分了甘蓝型油菜显性核不育的一对复等位和两对显性基因互作控制的两种遗传模式。不育系类型鉴定结果表明609AB是纯合型显性核不育系;遗传分析证明所测恢复系的抑制基因均与Ms等位,不育系可育株的抑制基因也与不育基因等位,确认其     

显性核不育油菜圆叶纯合两型系Gd1AB的选育

采用杂交、兄妹交和自交等育种手段，育成园叶显性纯合两型系Gd1AB。利用该两型系与花叶临保系进行全不育系制种，圆叶可作为苗期育性的指示性状，能有效地区别纯合两型系内可育株迟拔或漏拔而产生的杂株，从而提高全不育系的纯度。     

化学杂交剂EXP对油菜的杀雄效果

化学杂交剂EXP的主要成分是一种磺酰脲类化合物,作用靶标是植物的乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase,ALS）,通过抑制酶活性,阻止支链氨基酸缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的合成。在甘蓝型油菜自交系82089抽薹15～20 cm高,最大花蕾长度1～2 mm时期,单株用药量12～15 mL,用0.05 μg/mL、0.25 μg/mL EXP溶液处理可分别诱发92%和97%不育率。而0.25 μg/mL浓度处理不育株的育性较为稳定,自交结实率为6.6%,可以作为最佳用药浓度的参考值。EXP透导的不育株叶色变浅、株高降低、花蕾密集、花期推迟、花瓣褪色、花药干瘪无花粉。检测结果表明,不育株花蕾叶绿素和类胡萝卜素含量有所减少,处理雄蕊的过氧化物酶和酯酶活性降低,而水溶性蛋白质含量显著减少。同一时期用EXP处理芥菜型油菜和白菜型油菜也可诱导雄性不育,但芥菜型油菜不育持续时段较短,白菜型油菜结实性不好,不宜用于生产杂交种。本研究结果的意义在于,磺酰脲类ALS抑制剂种类非常多,有可能从中筛选到更高效、更持久的化学杂交剂。     

大白菜转育新型甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的研究

用26份不同大白菜株系与甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料CMS96进行多代回交转育，成功地转育出5份不同类型的大白菜细胞质雄性不育系（包括桔红心和黄心大白菜株系）。鉴定结果表明，这些不育系材料不育性稳定，不育度100％，不育率100％，蜜腺正常，花药白色退化，植株整齐一致，生长旺盛，是新型的优良大白菜细胞质雄性不育系材料。用其配制的杂交组合，杂种优势明显。     

油菜胞质不育类型相关基因研究进展

细胞质雄性不育在油菜杂种优势利用中具有重要作用,研究细胞质雄性不育的不育机理对有效利用杂种优势,实现三系配套及创造强优势组合具有重要意义。介绍Ogu CMS,Pol CMS,Nap CMS等目前国际上主要的甘蓝型油菜细胞质雄性不育类型,综述了线粒体基因组上与CMS性状相关基因的位点或片段的最新研究进展,并讨论当今学术界有关CMS产生机理的主要论点。     

甘蓝型油菜隐性核不育系,可育,不育型初花前后特性的观察

甘蓝型油菜隐性核不育系不育型花蕾比可育型细长,手摸松软,死蕾较多,初花比可育型晚。制种拨除可育株可从不育型见花后开始,可同时拨除开花株和能识别但未开花的植株,每隔5天左右进行一次。     

氨基酸合成抑制剂类除草剂诱导油菜雄性不育效果评价

甘蓝型油菜对以乙酰乳酸合酶为靶标的磺酰脲类等除草剂很敏感, 其中部分除草剂具有很强的化学杀雄作用。本文通过油菜抽薹期叶面喷施试验, 比较26种能够抑制氨基酸生物合成的除草剂及复配剂对甘蓝型油菜雄蕊育性的影响。结果显示除过双草醚、麦喜、胺苯磺隆外, 其余23种除草剂均对油菜具有不同程度杀雄作用。其中600 mg hm^–2的咪唑乙烟酸、150mg hm^–2的吡嘧磺隆、240 mg hm^–2的烟嘧磺隆、200 mg hm^–2的单嘧磺隆和120 mg hm^–2的氯磺隆具有较高杀雄率, 但容易产生药害。而60~90 mg hm^–2的酰嘧磺隆、苯磺隆及其复配剂对油菜杀雄率大于95%, 持续时间长, 对雌蕊结实性能影响较小, 且在20个甘蓝型油菜品种(系)上杀雄效果稳定, 可以作为油菜等植物的最佳化学杀雄剂活性成分。本试验证明可以从氨基酸合成抑制型除草剂中筛选化学杂交剂, 为进一步开发化学杀雄剂提供了参考。