高油分隱性上位互作核不育純合兩型系60 AB及同型臨保系60 C的選育

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(貴州省油菜研究所， 貴陽 550008)

甘藍型油菜細(xì)胞核雄性不育是雜種優(yōu)勢利用的重要途徑，隱性上位抑制基因控制的三隱性核不育系具有不育性徹底，恢復(fù)源廣等優(yōu)點[2]，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。江瑩芬等[3]對甘藍型油菜隱性上位互作核不育系9012 A的不育基因(ms1)進行了精細(xì)定位，進一步從基因水平證明了其不育性受2對隱性重疊不育基因(ms1和ms2)與1對隱性上位抑制基因(rf)互作控制，ms1和ms2同時純合(ms1ms1ms2ms2)表現(xiàn)不育，但隱性純合rf(rfrf)對ms1ms1ms2ms2的表達起抑制作用，又可使其表現(xiàn)可育(TAM系，ms1ms1ms2ms2rfrf)。張璞等[4]對由二對隱性重疊不育基因與一對隱性上位抑制基因控制的三隱性核不育進行的研究，提出了在不育系的選育中純合兩型系是基礎(chǔ)，臨保系的篩選是關(guān)鍵，為了加快育種進程，要在分析基因型及其雜交后代出現(xiàn)比率的基礎(chǔ)上選擇最佳途徑的育種方法。這些研究為甘藍型油菜隱性上位互作核不育材料的選育提供了理論基礎(chǔ)。本研究結(jié)合國家產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向，通過育種實踐，利用分子標(biāo)記輔助技術(shù)成功育成了高油分隱性上位互作核不育純合兩型系60 AB及同型臨保系60 C。

1 選 育

1.1 選育利用材料

主要利用材料為隱性上位互作核不育全不育系HF 1 AC和高油分恢復(fù)系材料HZ 11 R。HF 1 AC是引進來自上海的核不育三系雜交油菜品種滬油雜1號自交分離，結(jié)合分子標(biāo)記技術(shù)，經(jīng)多年多代選育而成。芥酸1.00%、硫甙47.85μmol/g(餅)、含油量43.64%、種子蛋白22.78% 。HZ 11 R系引進的中國農(nóng)科院油料研究所育成的常規(guī)品種中雙11系選恢復(fù)系材料，品質(zhì)為芥酸0、硫甙18.84μmol/g(餅)、含油量49.04%、種子蛋白20.62%。

表1 131060單株分子標(biāo)記結(jié)果

株號上位基因類型株號上位基因類型株號上位基因類型株號上位基因類型60A-1RR60B-13RR60B-33Rr60B-53Rr-2Rr-14rr-34Rr-54RR-3Rr-15rr-35rr-55Rr-4Rr-16rr-36RR-56R-6RR-17RR-37Rr-58Rr-7Rr-18RR-38Rr-60Rr-8Rr-19RR-39RR-61rr-9Rr-20Rr-40Rr-62rr-10Rr-21RR-41Rr-63rr-22Rr-42RR-64Rr60B-1Rr-23Rr-43RR-65RR-2Rr-24RR-44Rr-66Rr-3Rr-25Rr-45Rr-67Rr-4Rr-26Rr-46Rr-68Rr-5Rr-27Rr-47RR-69rr-6RR-28Rr-48RR-70rr-7Rr-29Rr-49Rr-10RR-30Rr-50RR-11RR-31rr-51Rr-12RR-32Rr-52Rr

圖1 純合兩型系60 AB和同型臨時保持系60 C的選育系譜

1.2 選育方法

本研究主要是依據(jù)“甘藍型油菜隱性上位核不育的育性受 2對重疊基因和1對上位基因抑制”[1]的理論，利用從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)引進的共顯性標(biāo)記，在苗期對移栽種植材料取葉心30株左右，對上位基因分子標(biāo)記進行初步篩選，根據(jù)標(biāo)記結(jié)果，在初花期對RfRf、Rfrf、rfrf3種上位基因均存在、株型性狀較好且不育株分離在4∶1或13∶3的株行進行重點檢測，掛牌并取嫩葉對上位基因進行標(biāo)記，根據(jù)標(biāo)記結(jié)果，選擇純合不育株(ms1ms1ms2ms2RfRf)與純合可育株(RfRf----)雜交選育純合兩型系，用雜合不育株(ms1ms1ms2ms2Rfrf)與純合隱性上位基因可育株(RfRf----)雜交選育臨時保持系。

1.3 選育過程

2012年春以HF 1 AC為母本，以HZ 11 R為父本雜交，收單株于2012年夏在貴陽高坡夏繁，在hgp 343株行選擇7株株型較好的單株套袋自交，2012年秋播于貴陽開陽試驗基地分單株種植。2013年春，各單株沒有不育株分離，套袋自交收單株并進行品質(zhì)分析，根據(jù)生物學(xué)性狀和品質(zhì)分析結(jié)果，選擇12個單株到貴州威寧夏繁，在hwn 202株行(12446-5單株種植)出現(xiàn)了4/42不育株分離，可育株擇優(yōu)套袋自交，用7株不育株分別與22株可育株測交，分單株收獲。

2014年1月在進行標(biāo)記初選時，131 060株行檢測RfRf、Rfrf、rfrf等3種上位基因型均存在，2016年3月初花期，觀察到131 060株行材料株高中等、莖稈堅硬、分枝緊湊，對該株行大量掛牌，可育株套袋自交，并取樣80株進行上位基因標(biāo)記，標(biāo)記結(jié)果如表1，不育株共有10株，其中上位基因型為RR的2株，上位基因型為Rfrf的8株?？捎?0株，上位基因型為RR的19株，上位基因型為Rfrf的31株，上位基因型為rfrf的10株。根用標(biāo)記結(jié)果，用上位基因型為RfRf的純合不育株分別與上位基因型為RR可育株測交共7株，其余的RfRf基因型可育株用HF 1 AC測交。用上位基因型為Rfrf的雜合不育株分別與上位基因型為rfrf的可育株測交共8株。

2014年夏繁中，hwn 378(131 060 A-9×131 060 B-14)株行出現(xiàn)不育株率為13/25，在2015年春，141166(131 060 B-14單株種植)株行76株均可育，命名60 C。2015年3月，在141107(131 060 A-1×131 060 B-9)株行出現(xiàn)33/62的不育株率，符合2∶1分離比例，且與2015年1月取樣30株標(biāo)記結(jié)果上位基因均為RR基因型吻合，命名60 AB。以141107為母本與141166為父本雜交15株，2016年春15行均全不育，進一步驗證了60 AB就是純合兩型系，60 C就是臨保系。

1.4 選育系譜

在隱性上位互作核不育材料選育過程中，純合兩型系的選育是基礎(chǔ)，臨時保持系的選育是關(guān)鍵[3]。本研究從2011年開始，經(jīng)過5年7代的選育，成功育成純合兩型系60 AB和同型臨時保持系60 C，選育系譜如圖1。

2 特征特性

2.1 60 AB特征特性

60 AB屬甘藍型油菜中早熟類型，子葉腎形，苗期葉色深綠色，有蠟粉，葉片大小中等。密度5 000株/667 m2，株高177 cm、分枝高51 cm、一次有效分枝數(shù)11個、二次有效分枝數(shù)5個，主花序長73 cm、角果95個，全株角果415個，角果長7.2 cm，角粒數(shù)22粒，角果較粗，抗倒性好，低抗菌核病，結(jié)實較好，熟期較早。經(jīng)本所近紅外分析，品質(zhì)為：芥酸0.73%、硫甙24.44μmol/g(餅)、含油量48.73%、種子蛋白24.07%。

2.2 60 C特征特性

60 C屬甘藍型油菜中早熟類型，子葉腎形，苗期葉色綠色，有蠟粉，葉片大小中等。密度5 000株/667 m2，株高185 cm、分枝高60 cm、一次有效分枝數(shù)9個、二次有效分枝數(shù)3個，主花序長86 cm、角果103個，全株角果387個，角果長7.3 cm，角粒數(shù)22粒，角果較粗，抗倒性好，低抗菌核病，結(jié)實較好，熟期較早。經(jīng)近紅外分析，品質(zhì)為：芥酸0.45%、硫甙29.62μmol/g(餅)、含油量45.23%、種子蛋白27.13%。

3 討 論

3.1研究表明，利用常規(guī)材料的轉(zhuǎn)育，不僅可以育成新的純合兩型系和同型臨保系，且在品質(zhì)上得到了改良，將芥酸從47.85μmol/g(餅)降低到29.63μmol/g(餅)，將含油量從43.64%提高到了45.38%。因此，優(yōu)勢常規(guī)材料是改良隱性上位互作核不育材料的較好選擇。

3.2甘藍型油菜隱性上位互作核不育材料的分離較復(fù)雜，若用傳統(tǒng)育種方式從該類型材料中分離選育新材料，在分離中會出現(xiàn)不育株率為4/8、3/8與1/16、3/16及3/64、4/64等十分接近的分離比例 ，需要大量多代的測交、自交 ，工作量大[2]。利用分子標(biāo)記在苗期或初花期對材料上位基因(Rf)進行標(biāo)記，有針對性的進行測交鑒定，提高了育種效率，加快了育種進程，是選育隱性上位互作核不育材料的有效途徑。

3.3在甘藍型油菜隱性上位互作核不育材料選育過程中，苗期取樣10～30株，用分子標(biāo)記對育種資源上位基因進行初步篩選，鑒定是否含有上位基因及上位基因的類型和分布。在初花期結(jié)合農(nóng)藝性狀、不育株率以及上位基因鑒定結(jié)果選擇重點材料，把性狀好的單株全部進行上位基因鑒定，這樣既可以減少分子標(biāo)記工作量，也可以加大材料選育的針對性。

3.4當(dāng)群體不足夠大時，分離的不育株較少，可根據(jù)初花期上位基因分子標(biāo)記結(jié)果，用上位基因型為RfRf的純合不育株與上位基因型為RfRf的可育株測交選育純合兩型系，用上位基因型為Rfrf的雜合不育株與上位基因型為rfrf的可育株測交篩選臨時保持系，這是是選育隱性上位互作核不育材料的有效方法。

參考文獻：

[1]陳鳳祥,胡寶成,李成,等.甘型油菜細(xì)胞核雄性不育性的遺傳研究——隱性核不育系9012 A的遺傳[J].作物學(xué)報,1998,24(4):423-437.

[2]韓宏仕.我國甘藍型油菜隱性上位互作核不育三系的研究與利用[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(2):71-74.

[3]江瑩芬,陳鳳祥,李強生,等.甘藍型油菜隱性上位互作核不育基因(Ms 1)精細(xì)定位[J].分子植物育種,2011,9(5):599-604.

[4]張璞,田建華,李殿榮,等.甘藍型油菜隱性核不育的遺傳與應(yīng)用研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2004,13(2):16-19.