构建Ar与Cc亚基因组导入的甘蓝型油菜(Brassica napus)导入系群体

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本课题组已通过大规模的种间杂交、分子标记辅助选择、多代自交,选育出了系谱各异的第三代新型甘蓝型油菜(ArArCcCc)自交系,它们导入了大量的白菜型油菜Ar和埃塞俄比亚芥Cc亚基因组片段,具有丰富的表型变异,并与常规甘蓝型油菜(B.napus,AnAnCnCn)杂交后可以产生较强的亚基因组间杂种优势。本课题在此基础上,拟通过一次杂交和多轮回交,将第三代新型甘蓝型油菜自交系的基因组片段,导入到常规甘蓝型油菜的遗传背景中,从而建立起新型甘蓝型油菜的导入系群体,为开展进一步的遗传研究提供试验材料。  为了在硕士生研究阶段(三年时间的四个年度)构建出需五轮交配才能形成的导入系群体,本研究采取了边交配、边研究、边选择,同时辅以夏繁的策略,构建春性、冬性导入系群体。具体构建过程如下:  第一年(2013.7-2013.12),新型甘蓝型油菜与常规甘蓝型春油菜杂交得到F1,评估其田间杂种优势,并用5对SSR引物从48个F1植株中鉴定出46个真杂种。  第二年(2014.1-2014.12),低世代回交群体(BC1F1和BC2F1)的构建,以及用6对SSR引物从354个BC1F1植株中鉴定出260个真杂种。我们用3,067个SNP标记分析了特异性外源Ar/Cc的含量、遗传距离,同时进行产量试验评估,最终确定了2个新型甘蓝型油菜(13R066和13R113)用于构建春油菜导入系群体。  第三年(2015.1-2015.12),对BC2F1群体进行基因型分析发现新型甘蓝型油菜的导入是覆盖全基因组的,同时完成了对BC3F1群体的构建。  第四年(2016.1-2016.6),构建了以常规甘蓝型春油菜为轮回亲本的BC4F1群体与BC3F2群体。  经过1次杂交、4轮回交(或3轮回交1次自交),已构建出两个春油菜导入系群体:13R066-BC4F1和13R113-BC3F2。  冬油菜导入系群体的构建与春油菜同期进行。由于冬油菜的冬性较强需要较长时间的低温才能通过春花,所以冬油菜导入系群体的构建比春油菜导入系群体的构建晚一个世代。经过1次杂交、3轮回交(或2轮回交1次自交),初步构建出两个冬油菜导入系群体:13R143-BC3F1和13R172-BC2F2。  我们通过筛选出农艺性状优良并含有大量外源亚基因组导入的新型甘蓝型油菜自交系,与常规的春、冬性甘蓝型油菜杂交,并以常规甘蓝型油菜为轮回亲本,多次回交,通过分子标记辅助选择,创建出了包含有不同Ar、Cc亚基因组片段导入的春、冬性甘蓝型油菜导入系群体,为进一步解析外源亚基因组片段导入对甘蓝型油菜基因组结构及其表型变异所产生的深刻影响,提供了重要的研究材料。
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