甘藍型油菜顯性細胞核雄性不育基因Ms-Mf的定位.pdf

1、1985年，李樹林等報道了一批新型的甘藍型油菜細胞核雄性不育材料，它具有敗育徹底、不育性穩(wěn)定、無不良胞質效應等特點；在遺傳分析的基礎上，認為這些核不育材料的育性是受兩對顯性基因互作控制的，一對為顯性不育基因，一對為顯性恢復基因，不育基因單獨存在時能夠導致不育，但若恢復基因存在時，則育性恢復。因此，顯性核不育有保持系和恢復系，可以類似于細胞質雄性不育“三系”法來配制雜交種。最近，宋來強對其發(fā)現(xiàn)的顯性核不育材料609AB經(jīng)過深入、系統(tǒng)的研究

2、后，認為甘藍型油菜顯性核不育(包括Rs1046AB)更符合一對復等位基因遺傳的假設，使核不育的遺傳陷入爭論。因此，對顯性核不育的深入研究顯得非常必要。 本研究的主要內(nèi)容包括：利用RS1046AB為基礎材料，通過雜交、回交和測交的方法對兩種遺傳假設進行了初步的判別；利用與不育基因連鎖的特異標記，展開了核不育純合兩型系的分子標記輔助轉育；利用近等基因系Rs1046AB及衍生的F2群體定位了核不育相關的基因，并將結果與前人的相關研究進

3、行了整合。主要的實驗結果如下： 1．通過不育系Rs1046AB雜交后代的育性分離情況，從16份品系(品種)中，篩選到10份核不育系的臨保系，5份核不育系的恢復系；另有一份在恢復基因位點雜合的材料，它能恢復部分單株的育性。 2．不育系可育株(Rs1046B)與臨保系雜交，F(xiàn)1代可育株自交并繼續(xù)回交，其F2和BC1代單株全部可育，表明Rsl046B的不育基因與恢復基因在減數(shù)分裂中發(fā)生分離，因此不育基因與恢復基因為等位基因。不

4、育株(Rs1046A)與恢復系195A-14雜交F2代的20個不育株再與臨保系7．5測交，后代育性全部表現(xiàn)不育，證明了該恢復系的恢復基因與不育系的不育基因等位。因此確認核不育系RS1046AB符合復等位基因的遺傳模式，即Rs1046AB不育株的基因型為MsMs，可育株的基因型為．MsMf,而臨保系的基因型為msms，恢復系195A-14的基因型為MfMf。 3．前期按照兩對基因互作遺傳假設，利用兩個與不育基因連鎖的SCAR標記，

5、開展了不育基因的標記輔助轉育研究。兩個受體親本中，7-5由于在BC1代全部表現(xiàn)為可育，沒有分離出預期的不育株而放棄。另一個材料195A是核不育的恢復系，通過標記跟蹤和背景選擇，在BC2F2代中出現(xiàn)了背景與195A比較一致的核不育株，表明標記輔助轉育的過程有效。但是由于獲得的不育株存在嚴重的雌性不孕現(xiàn)象，最終很難得到純合型不育系。 4．利用近等基因系并結合．BSA法，對Rs1046AB的137個單株進行了標記分析。在篩選2048對

6、AFLP引物后，獲得了6個與恢復基因連鎖較為緊密的標記，遺傳距離分別為0.7 cM(HDA、HDC和HDF)、1.4 cM(HDB)和3.6 cM(HDE和HDG)，且全部位于目標基因同一側。將遺傳距離較近的4個標記中的2個(HDF和HDB)直接轉化成穩(wěn)定的SCAR標記(SCHDF和SCHDB)；而通過側翼序列分離后，亦將另外2個標記(HDA和HDC)成功轉化(SCWA和SCWC)。這些SCAR標記與原始AFLP標記定位到連鎖圖同一位置

7、。 5．利用1017個單株的較大近等基因系群體對彼此共分離的3個SCAR標記(SCWA、SCWC和SCHDF)進行了區(qū)分，結果表明：標記SCHDF與恢復基因的遺傳距離比標記SCWA和SCWC更近，前者的遺傳距離為1.1 cM；但三個標記之間的遺傳距離仍然很小。 6．為了獲得兩側及更近的標記，又利用192個單株的F2群體(Rs1046A/195A-14)構建了顯性核不育基因/恢復基因的局部遺傳連鎖圖，它包括20個AFLP標

8、記和2個SCAR標記，一共覆蓋10.4cM的遺傳區(qū)間。其中14個標記位于Ms/Mf礦一側，7個標記位于另外一側，一個標記與Ms/Mf共分離。Ms/Mf位點兩側最近標記的遺傳距離分別為0.1 cM(E3M10-580)和1.0 cM(E1M13-260)。 7．根據(jù)作圖結果，將遺傳距離最近的6個標記(S8T13-160、S10T2-90、E3M10-580、S5T5-480、E1M13-260及E14M1-80)中的3個成功轉化為

9、SCAR標記，分別是SCDG1(E3M10-580)、SCDG2(S5T5-480)和SCDG3(E1M13-260)。群體分析顯示，3個SCAR標記與Ms/Mf位點的遺傳距離與原始AFLP標記一致。 8．通過對上述兩個定位群體中部分標記序列(或側翼序列)的BLASTn分析，在擬南芥第一染色體短臂頂端鑒定出一個同源區(qū)。標記在連鎖圖上的排列順序與其同源區(qū)在擬南芥上的排列順序基本一致，表明甘藍型油菜中核不育相關基因(Ms/MD所在區(qū)

10、域與擬南芥同源區(qū)之間存在著較好的共線性關系，但進化過程中，該區(qū)域中亦存在少量的染色體倒位和易位事件。與陸光遠和宋來強的標記比對結果進行整合后發(fā)現(xiàn)，核不育相關基因的標記同源區(qū)，覆蓋擬南芥從AT1g04950到ATlg14340之間的大約3.4Mb的物理區(qū)間。 9．利用相同的SCAR標記或擬南芥同源區(qū)的信息，將陸光遠的BC1定位群體、宋來強的BC1定位群體及本研究中的兩個不同定位群體的定位結果進行了整合。在本研究的F2定位群體的基礎