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物种之间的遗传信息的差异往往比较巨大,利用不同物种之间的杂交往往能产生丰富的遗传变异。但是不同的物种之间由于生殖隔离,不容易得到可育的杂交后代,因而想利用远缘杂交产生新品种是很困难的。本实验室利用远缘杂交培育出了一种新型的甘蓝型油菜,即将白菜型油菜的A基因组和埃塞俄比亚芥的C基因组部分替代甘蓝型油菜的A、C基因组,培育出含有高外源基因组成分的新型油菜,经过10年的筛选和培育工作,新型甘蓝型油菜在育性方面已经和常规甘蓝型油菜一致,外源白菜A基因组含量和埃塞俄比亚芥C基因组含量已经接近90%,并表现出高配合力潜力。为了聚合优良的等位基因,将显性核不育系引入到新型甘蓝型油菜中,组建轮回选择群体,每年对群体进行选择与改良,提高优良基因在新型甘蓝型油菜基因库中的比例。
本研究从新型甘蓝型油菜基因库中的选择优良自交系转向用新型甘蓝型油菜显性核不育系建立轮回选择群体,改良显性核不育株系的性状。同时将新型甘蓝型油菜种质资源库拓展为适宜不同生态环境的若干亚库,即半冬性油菜亚库、冬油菜亚库以及春油菜亚库。为了考察新型甘蓝型油菜的抗旱性,从群体中筛选形态特征较好和品质性状较为优良的株系组成抗旱性预选群体,是对新型甘蓝型油菜种质资源库的进一步拓展。
2010年5月实验室收获的2441份新型甘蓝型油菜种子通过近红外仪测得品质数据表明,收获的1504份自交系株系中有965份株系的硫甙含量已经低于30μmol/g,芥酸含量低于2%,而收获的138份显性核不育株系中硫甙含量低于35μmol/g的有52份,芥酸含量低于2%的有50份,而硫甙低于35μmol/g且芥酸低于2%的只有29份,因此,轮回选择群体自交系的品质改良工作已经取得了很好的成果,显性核不育系的改良还有待提高。2011年5月收获了下一代轮回选择群体的株系2030份,用近红外仪测得品质数据表明,收获的自交系618份中有449份已经接近双低(硫甙<30μmol/g,且芥酸2%),收获的显性核不育系334份中,有97份株系硫甙含量<35μmol/g,芥酸含量<2%。两年数据表明,显性核不育系经过改良,品质性状得到了提高。
对比两年收获株系的部分农艺性状一,种子大小、角果长度、种子颜色,2010年收获的2441份株系中,种子大粒的株系占收获株系的2.3%,长角果的株系占收获株系的6.3%,黄籽的株系占0.04%;2011年收获的2030份株系中,种子大粒的株系占8.4%,长角果的株系占22%,黄籽的株系占1.5%。结果显示,经过改良,这些优良的农艺性状在在群体中的比例得到了拓展。
新型甘蓝型油菜轮回选择群体经过改良已经逐步完善,本研究进入另一个主体阶段三个生态型亚群体的培育,即新型甘蓝型油菜种质资源库的拓展。利用开花期的差异逐步将资源库中的早花株系分离出来,5月到甘肃播种,9月收获能够正常结实的株系,成功培育了春油菜生态型群体;将晚花株系于9月中旬播种在甘肃,未能通过甘肃寒冷考验,没有收到种子,冬油菜生态型群体目前正处于摸索阶段;开花期介于两者之间的株系10月播种在武汉成功组建半冬性油菜生态群体。对新型甘蓝型油菜群体进行抗旱性株系的筛选目前正处于试验阶段。实验室还将对新型甘蓝型油菜群体进行抗病性株系筛选、抗高温株系筛选。
新型甘蓝型油菜轮回选择群体的建立与拓展具有十分重要的意义,它不仅能够培育出高产株系,而且不同的生态型群体具有较好的适应性,便于生产推广。