论文部分内容阅读
白菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis Makino; syn. B. rapa L）属十字花科芸薹属芸薹种栽培亚种，原产我国，栽培历史悠久，品种资源十分丰富，是中国蔬菜作物中栽培面积最大的一类。白菜在我国农业生产和人民生活中占有非常重要的地位。白菜与芜菁（B.campestris L. ssp. rapifera （Matzg.）Sinsk）均为典型的异花授粉作物，具有明显的杂种优势。因此，雄性不育系的获得及其应用研究一直深受人们的重视。本研究通过甘蓝型油菜Ogura胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility，CMS）系与‘矮脚黄991-6’、‘新选992-24’白菜自交系和‘耐病98-1’芜菁自交系的种间杂交和连续回交，获得了稳定的白菜、芜菁Ogura胞质雄性不育系及其相应的保持系。在获得不育系的过程中，对不同回交世代材料进行形态学、细胞学、生理生化学、分子生物学研究，取得如下结果： （1）对不同回交世代和相应回交亲本（保持系）的田间生长状况进行了比较研究。结果表明，3份材料的F1植株在形态、育性方面整齐一致，完全不育，形态偏向于甘蓝型油菜，生长势强。每种材料的BC1在植物学表型上主要有两种类型，一种生长势偏向甘蓝型油菜，生长势强；一种生长势偏向回交亲本，生长势弱。两种类巧不育度和不育率均达到100％。在‘矮脚黄991-6’、‘新选992-24’的BC2中就有群体较整齐一致，偏向轮回亲本的株系，而‘耐病98-1’的BC2群体还不整齐。到BC3时3份材料群体已基本趋向轮回亲本，群体整齐一致，并从中选育出叶色正常不黄化、蜜腺正常、不育性稳定、经济性状良好且各具特点的白菜Ogura CMS系‘OguXX00-4-7A’、‘OguAJH00-14-17A’和芜菁Ogura CMS系‘OguNB 00-1-1-1A’，及其相应的保持系‘OguXX 00-4-7B’、‘OguAJH00-14-17B’和‘Ogu NB 00-1-1-1B’。利用获得的两个白菜OguraCMS系分别与‘早皇白012-08’、‘矮抗青011-16’、‘黄芽菜025-44’、‘J7809-011-15’四个白菜自交系杂交配制F1，两个白菜（Ogura CMS系与3个白菜自交系获得的F1表现出较强的杂种优势，初步证明所获得的两个不育系‘OguXX 00-4-7 A’和‘OguAJH 00-14-17A’可用于将来的生产制种。 （2）在Ogura雄性不育系转育过程中，对3份材料的各回交世代的花粉母细胞减数分裂行为进行了观察分析。结果表明，F1花粉母细胞减数分裂染色体构型为10Ⅱ+9Ⅰ。BC1生长势强的群体中‘新选992-24’和‘耐病98-1’染色体构型多为10Ⅱ+9Ⅰ，‘矮脚黄991-6’的染色体构型是10Ⅱ和10Ⅱ+7Ⅰ占优势。BC1生长势弱的群体中‘新选992-24’和‘耐病98-1’染色体构型多为10Ⅱ+7Ⅰ，‘矮脚黄991-6’的染色体构型多为10Ⅱ+1Ⅰ。BC2生长势强的群体中‘新选992-24’的染色体构型多为10Ⅱ+1Ⅰ，‘矮脚黄991-6’多为10Ⅱ。BC2生长势弱的群体中‘新选992-24’ 摘 要和‘矮脚黄 991－6’多为 10II，‘耐病 98－l’多为 10if＋6I、10II＋SI。对 3种材料 BC3代根尖体细胞染色体数进行观察，结果显示在‘新选992－24’利‘矮脚黄991－6’的BC。群体中染色体数为 20的细胞已达到 100％，‘耐病 98－l’的 BC。中染色体数为 20的细胞达到 78．120。同时对BCI代不同染色体数在减数分裂1的分离规律进行了研究。形态学和细胞学研究表明，AACC染色体组物种与AA染色体组物种杂交，在较强的选择压下，经少数几代回交即可迅速获得后代性状相对稳定的不育系。 门）对获得的白菜、芜育Ogura CMS系及其相应的保持系的小抱子形成的细胞形态学研究表明，虽然这3个不育系核背景各异，但其花药败育的时期基本相同，均具有单核败育型的特征。小抱于到单核期后不再向前继续发育，而是迅速退化以至解体，开花前彻底败育。不育系的花药在减数分裂的早期绒毡层细胞中已出现液泡，有肥大趋势，而正常花药绒毡层的发育在减数分裂过程中达到高峰，四分体时出现退化迹象，开花前完全解体。不同的 Ogura CMS系虽然核背景不同，但花药败育的时期基本相同，说明 wura CMS胞质工作关系稳定，受核背景影响小。 （4）以 Ogura雄性不育系转育过程中，各材料的厂和 BC。与相应轮回亲本的＊＼花、花蕾为试材，进行了可溶性蛋白（SDS－PAGE）、过氧化物酶同工：酶（POD）、酯酶同工酶（EST）、a．淀粉酶（l－AMY）电泳分析。结果表明，FI和 BCZ与相应轮回亲本的同工酶、可溶性蛋白质存在谱带增减，酶活性强弱变化和 EST同工酶的器宫特异表达等差异，EST同工酶是h、BCZ和相应轮回亲本间差异最大的同工酶，a－AMY在两者之间没有明显的差异。 （5）利用 PCR技术，从甘蓝型油菜 Ogura雄性不育系及获得的不同回文世代的白菜、芜青Ogura材料基因组中，扩增了与Ogura胞质雄性不育相关的oyt38基因。通过T。连接酶将纯化的PCR产物与载体 pGEM－T连接转化至受体大肠杆菌 DHQ中，经 EcOR酶切分析，证明重组质粒中含有 Orf］38全基因，经核着酸序列分析，与报道的 Ogl38中的 A类型序列完全一致。 （6）利用 cDNA－AFLP技术对两种白菜 Ogura的不同回交世代 BCI、BC。与其亲本花蕾期