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青花菜(Brassica oleracea var.Italica)又名西兰花、意大利芥蓝,是十字花科芸薹属中以绿色花球为产品的一种重要的特色蔬菜,因其丰富的营养和独特的抗癌功效,深受广大消费者的青睐。近年来,青花菜在我国的栽培面积不断增加,已成为浙江、甘肃、云南等省份的主栽蔬菜和重要的出口蔬菜。青花菜杂种优势明显,常采用自交不亲和系配制杂交种,近年开始重视对雄性不育系的研究和利用,目前国内外生产上主要是用细胞质雄性不育系与自交系生产杂交种,但存在花蜜量少、低温易死蕾、种子产量不高等问题,缺少可实际应用的优良雄性不育系。我国对青花菜的研究起步较晚,且国内优良品种不多,目前生产上所用的F1代杂交种仍以进口品种为主为了选育优良的雄性不育系,中国农业科学院蔬菜花卉研究所甘蓝青花菜课题组对青花菜雄性不育已进行了多年的研究,以在甘蓝自然群体中发现的显性细胞核雄性不育材料DGMS79-399-3和引进的萝卜细胞质雄性不育材料OguraCMSR3629为原始不育源,用优良的青花菜自交系8554、8590、90196、93213和93219为父本,通过高代回交转育的方法将其转育成可实际应用的两类不育系。但对以上不育源获得的青花菜两类不育系在农艺性状上的差异及显性雄性不育分子标记等方面尚未进行深入的研究。本研究以青花菜两类不育系和保持系及其配制的杂交组合为试材,对两类不育系的死花蕾数目、花器官形态、蜜蜂访花情况、疏球整枝方式对种株结实特性的影响、植株营养生长趋势和结球期的主要性状进行了深入、系统的研究,并利用3个显性雄性不育青花菜群体进行了与显性雄性不育基因(CDMs399-3)紧密连锁的分子标记的筛选,以期为两类不育系的有效应用和花器官改良提供理论依据,对利用雄性不育系进行青花菜新品种的选育和提高杂交制种产量具有重要的实际意义。研究结果如下:1.花器官形态及蜜蜂访花情况保持系花器官发育正常,花冠呈黄色;DGMS(显性雄性不育系)花器官大部分发育正常,花冠呈淡黄色;CMS(细胞质雄性不育系)花器官大部分发育正常,花冠较DGMS更淡。经相同保持系转育而成的DGMS与CMS在花蕾大小、单枝死花蕾数、花冠直径、雄蕊长、花瓣及花药大小、蜜蜂访花频次、蜜蜂平均访花时间和来访蜂数等方面差异具有统计学意义,总体上表现为DGMS优于CMS。死花蕾程度和花器官大小受遗传背景和季节的影响,总体表现为8554三系不易死花蕾且花器官较大,93219三系最易死花蕾且花器官较小。不同遗传背景下相同不育类型的DGMS和CMS在蜜蜂访花频数和来访蜜蜂数方面总体上表现为8554>8590>93219,在平均访花时间方面表现为93219>8554>8590。2.植株生长趋势及花球性状相同遗传背景下,保持系、两类不育系及由其配制的F1主要农艺性状的生长趋势基本一致,株幅、株高、最大外叶长和宽,总体上均表现出前期增长速度较快,之后增长速度变慢,趋于平缓增长,最后有些试材呈现出下降趋势;有效外叶数均表现出先增加后减少的趋势;植株侧枝数目因遗传背景和年份的不同而不同。由相同保持系获得的两类不育系的显球和采收时间基本相同,由其配制的F1显球和采收时间相同,均早于相应保持系与相同父本配制的F1;花球产量因遗传背景的不同而异;花球品质性状表现一致。3.疏球整枝方式对结实特性的影响相同环境下DGMS8554的物候期较CMS8554早约2-4天;不同环境下,DGMS8554物候期不同。授粉后约一周现荚,从结荚到种子褐变约45天,从褐变到收获约10天。去主花球后单株种子产量因不育类型不同而异,DGMS8554能够开花结实,而CMS8554不能开花结实;去主花球植株的花期较不去主花球植株晚约10天,种子收获期晚8-13天。明确了不同不育系的最佳疏球整枝方式,DGMS8554、CMS8554、DGMS8590、CMS8590和CMS93213的最优处理分别为:留3个侧球或1中心花球+2个侧球、留4个侧球、留5个侧球、留5个侧球、经1中心花球+4侧球疏球后留70枝或留3个侧球自然状态下的枝条。4.青花菜中与显性雄性不育基因(CDMs399-3)紧密连锁的分子标记采用SSR、SRAP、SCAR分子标记技术和集群分析法(BSA),在3个青花菜显性雄性不育高代(≥9代)回交分离群体中共获得了12个与CDMs399-3基因连锁的分子标记,其中1个为前人开发的SCAR标记,11个为新开发的SSR标记。在三个不同分离世代DGMS8554的BC10(含747个单株)、DGMS90196的BC11(含338个单株)和DGMS93219的BC9(含277个单株)分离群体中,分别获得4个、10个和5个标记。在获得的12个不同标记中,scaffold10312a和OD3R-Ni2E12FSC均适用于3个不同群体,scaffold1292012和scaffold395适用于DGMS8554和DGMS93219群体,scaffold10312b适用于DGMS90196和DGMS93219群体。在DGMS8554分离群体中scaffold1292012和scaffold10312a为最近的双侧翼标记,遗传距离分别为0.328cM和0.563cM,将CDMs399-3基因定位在0.891cM的区间内;在DGMS90196分离群体中scaffold10312a和scaffold3778为最近的双侧翼标记,遗传距离分别为0.532cM和2.070cM,将CDMs399-3基因定位在2.602cM的区间内;在DGMS93219分离群体中scaffold10312a和OD3R-Ni2E12FSC为最近的双侧翼标记,遗传距离分别为2.820cM和5.219cM,将CDMs399-3基因定位在8.039cM的区间内。以上标记的获得和对CDMs399-3基因的定位,将有助于加速青花菜育种中CDMs399-3基因转育过程中的辅助选择,提高育种效率,并促进该基因的精细定位和克隆的进程。