【摘 要】
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油菜种间杂交是创新育种资源的有效途径,但油菜种间杂交后代花粉母细胞(PMC)减数分裂染色体不匹配等现象导致的不结实或结实率低是限制资源创新的主要问题。为了提高种间杂交后代的结实率,目前国内外运用较多的方法是杂种后代与亲本连续回交或对杂交后代进行小孢子培养等方法,但这些方法导致遗传距离与亲本越来越近,选育周期长,易受到杂种基因型或外界的培养条件影响。利用油菜双单倍体(DH)诱导系Y3380诱导油菜种
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油菜种间杂交是创新育种资源的有效途径,但油菜种间杂交后代花粉母细胞(PMC)减数分裂染色体不匹配等现象导致的不结实或结实率低是限制资源创新的主要问题。为了提高种间杂交后代的结实率,目前国内外运用较多的方法是杂种后代与亲本连续回交或对杂交后代进行小孢子培养等方法,但这些方法导致遗传距离与亲本越来越近,选育周期长,易受到杂种基因型或外界的培养条件影响。利用油菜双单倍体(DH)诱导系Y3380诱导油菜种间杂交后代是否能缩短选育年限又能拓宽杂种后代的遗传距离还能保持杂种后代快速遗传稳定且不受小孢子培养的限制,还未见报道。本研究利用甘蓝型油菜(2n=4x=38,AACC)与白菜型油菜种间杂交(2n=2x=20,AA)得到的杂种F1代进行形态学观察与流式细胞术分析,淘汰杂株;细胞学鉴定分析F1杂种不育的原因,并比较种间杂交F1精卵细胞的遗传稳定性。利用种间杂交F1卵细胞相对遗传稳定的特性,用油菜DH诱导系Y3380诱导杂种F1后得到诱导F1,通过对表型鉴定、流式分析、细胞学观察、荧光原位杂交、SNP芯片检测等方式确定诱导F1的染色体遗传稳定性、遗传变异与油菜类型。最后,对诱导F1自交后代诱导F2进行形态学观察与分子标记鉴定其群体遗传稳定。该研究旨在解决当前油菜资源创制新材料周期长且存在生殖障碍的缺点;为油菜资源创新提供新的研究思路并与农业生产紧密结合。主要研究结果如下:1、甘(甘蓝型油菜)白(白菜型油菜)种间杂交F1油菜植株营养生长正常,形态特征偏母本甘蓝型油菜,自交角果大部分没有明显发育膨大现象,流式验证其为三倍体,另有2株为四倍体判断其为假杂种。细胞学观察三倍体F1染色体为29条,FISH结果发现F1染色体构型为AAC(2n=3x=29)。种间杂交F1(T19-4与T19-5)花粉育性分别为30.24%,11.14%,花粉萌发率分别为5.85%,1.29%,自交结实率分别为4.00%,5.19%,其自交结实率低的原因在于减数分裂出现染色体桥、不均等分裂、二价体、多价体、染色体丢失等现象导致不能产生正常雄配子。2、观察ZS11×F1、F1×ZS11、F1×Y3380、F1自交、ZS11自交,花柱与子房内花粉管萌发动态发现种间杂交F1只有少量花粉能在母本的花柱上萌发,正常花粉ZS11与Y3380有大量花粉在母本花柱上萌发,同时对不同组合的平均结实率与平均受精率进行比较分析,证实种间杂交F1卵细胞的遗传稳定性强于精细胞遗传稳定性,用油菜DH诱导系Y3380诱导种间杂交F1获得来自卵细胞诱导后代成为可能。3、通过形态学观察、流式细胞检测、花粉育性检测、花粉母细胞观察:诱导F1农艺性状丰富,花粉母细胞(PMC)减数分裂能产生正常配子,诱导F1(W58与W59)花粉育性分别为92.62%,95.89%,花粉萌发率分别为26.84%,23.59%,自交结实率分别为29.33%,39.13%,其花粉育性、花粉活力,平均自交结实率与F1相比有明显提升,证实Y3380诱导种间杂交F1能产生正常可育的新型四倍体甘蓝型油菜(2n=4x=38,AACC),实现了利用诱导系快速选育种间杂交后代的目的。4、对诱导F1进行50K SNP芯片分析:在诱导F1中能快速选育出纯合位点较多,纯合位点率大于70%的单株,18株诱导F1有16株比F1具有更丰富的遗传变异,且部分诱导后代与亲本的遗传距离大于F1、F2、BC1F1和亲本的遗传距离,说明诱导F1较为稳定且保留了甘蓝型油菜与白菜型油菜丰富的遗传变异。5、对诱导F1的单株自交后代诱导F2群体内的植株进行形态学观察发现:诱导F2株系植株生长正常,形态特征为甘蓝型油菜,田间长势一致,在不同株系内随机选取部分植株通过多态性较高的SSR引物进行验证,株系内植株均能扩增出长度相同的片段,初步证明诱导F2株系已基本稳定。
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