甜菜Owen型育性分子鑒定及分子輔助育種研究.pdf

1、甜菜是世界重要的糖料作物，為選育符合人們期望性狀的種系、增加甜菜糖產(chǎn)量，將分子生物學(xué)的方法結(jié)合到雜交育種的生產(chǎn)上十分必要，而研究細(xì)胞質(zhì)雄性不育是分子育種、選育保持系植株的關(guān)鍵。本實(shí)驗(yàn)以200株一年生甜菜及54株二年生甜菜為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)對(duì)其細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核類型分別進(jìn)行鑒定，得到其育性基因型，從中選取保持系和不育系的甜菜，大大縮短了選育時(shí)間，節(jié)省了勞動(dòng)成本；以DY5-O（保持系）和DY5-CMS（不育系）甜菜為實(shí)驗(yàn)材料，根據(jù)其差異基因設(shè)計(jì)引

2、物，研究保持系及不育系的基因差異，為闡明CMS發(fā)生機(jī)制、進(jìn)行分子輔助育種研究提供了新視角，主要得到了以下結(jié)論：
　?。?）依據(jù)不同細(xì)胞質(zhì)基因型的甜菜材料，其線粒體小衛(wèi)星的多態(tài)性，對(duì)200株一年生甜菜的細(xì)胞質(zhì)基因型進(jìn)行鑒定，除4株未鑒定出外，其余196株均為N型細(xì)胞質(zhì)，即保持系細(xì)胞質(zhì)類型；依據(jù)甜菜細(xì)胞核基因bvORF17-上游區(qū)域的多態(tài)性，對(duì)其細(xì)胞核基因型進(jìn)行鑒定，發(fā)現(xiàn)了與保持系核基因型相同的‘xxzz’型隱形純合子，結(jié)合細(xì)胞質(zhì)信息

3、，共選育出45株保持系甜菜。對(duì)選育出的保持系甜菜進(jìn)行花期育性驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)其花藥為黃色、花粉飽滿且能被染色，說(shuō)明其可育。
　?。?）采用相同的方法，對(duì)54株二年生甜菜的育性基因型進(jìn)行了鑒定，共選擇出19株保持系甜菜以及12株細(xì)胞質(zhì)雄性不育甜菜。對(duì)它們分別進(jìn)行花型觀察及花粉染色，發(fā)現(xiàn)保持系的甜菜花藥為黃色、花粉飽滿且能被染色；而不育系甜菜花藥顏色淺，幾乎無(wú)花粉且不能被染色。對(duì)其F1代的育性驗(yàn)證表明，本研究采取的分子育種方法選育出的材料與

4、預(yù)期育性相符。
　?。?）根據(jù)甜菜保持系及不育系葉片基因組、花蕾轉(zhuǎn)錄組的差異，設(shè)計(jì)出29對(duì)特異性引物，利用這些引物對(duì)保持系（DY5-O）和不育系（DY5-CMS）的葉片DNA進(jìn)行擴(kuò)增，成功選出7對(duì)可以鑒別出兩者差異的引物，同時(shí)對(duì)PCR反應(yīng)的條件進(jìn)行了優(yōu)化，得出了通過(guò)分子生物學(xué)途徑鑒定出保持系與不育系的方法。
　　總之，本研究為利用分子生物學(xué)方法快速選育保持系和不育系甜菜，初步解釋植物的細(xì)胞質(zhì)雄性不育發(fā)生機(jī)理，為縮短甜菜的育種