甘藍(lán)型油菜不育基因BnMs3-ms3和BnRf-rf的精細(xì)定位以及分子標(biāo)記輔助選育效率評價(jià).pdf

1、陳鳳祥(1993，1998)提出油菜隱性核不育材料9012A的育性由2對隱性重疊基因和1對隱性上位抑制基因互作控制，并創(chuàng)立了三系雜種利用模式，為隱性核不育雜種優(yōu)勢利用開辟了一條新途徑。俎峰(2010)、董發(fā)明(2010)、倪西源(2011)一致認(rèn)為9012A不育系統(tǒng)可能只受2對基因(BnMs3/ms3與BnRf/rf)互作調(diào)控。該不育系統(tǒng)具有不育性徹底、穩(wěn)定且恢復(fù)源廣等優(yōu)點(diǎn)，但是育性受多對基因互作控制，分離后代基因型復(fù)雜，不易選育，限制

2、了其在雜交育種中的大規(guī)模應(yīng)用。為了確定育性基因和明確其作用機(jī)理，加速發(fā)揮該不育系統(tǒng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用，我們在徐小棟(2009)對甘藍(lán)型油菜育性基因Bnms3與Bnrf分別定位于280Kb與4Mb的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大群體和增加位置特異性標(biāo)記分別對其進(jìn)行更為精細(xì)的定位，且利用分別與兩基因連鎖的共顯性標(biāo)記篩選臨保系和兩型系三種目標(biāo)基因型，評價(jià)標(biāo)記輔助選育效率并進(jìn)一步驗(yàn)證和油菜隱性互作核不育系統(tǒng)的遺傳模式。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論如下:
　　 一、隱性不育

3、基因Bnms3位點(diǎn)的精細(xì)定位及共顯性連鎖標(biāo)記的開發(fā)
　　 在徐小棟(2009)對Bnms3定位至280Kb基礎(chǔ)上，根據(jù)白菜基因組A10序列，設(shè)計(jì)位置特異性引物58對，利用BSA法篩出16個(gè)標(biāo)記與Bnms3緊密連鎖，經(jīng)在2490個(gè)分離單株中分析確認(rèn)，與Bnms3基因?yàn)榱憬粨Q的有8個(gè)標(biāo)記(Sca08-6、Ms3-66、Ms3-81、Ms3-82、Ms3-89、Ms3-93、Ms3-95、Ms3-96)，對應(yīng)5個(gè)基因(At5g1656

4、0，At5g16570，At5g16590，At5g16600和At5g16640)，標(biāo)記Ms3-74和Ms3-88分別位于Bnms3兩側(cè)，在2490個(gè)檢測單株中，分別只有2個(gè)和1個(gè)交換株，兩標(biāo)記間物理距離為75Kb，含9個(gè)ORFs。較徐小棟定位結(jié)果(280Kb)縮小了約200Kb。此外，本研究中還篩選出與Bnms3相鄰0.05cM的范圍內(nèi)的共顯性標(biāo)記6個(gè)(Ms3-77、Ms3-82、Ms3-88、Ms3-89、Ms3-93、Ms3-9

5、5)，可有效地應(yīng)用于標(biāo)記輔助選取育。
　　 二、隱性上位基因Bnrf的定位研究及共顯性連鎖標(biāo)記的開發(fā)
　　 在徐小棟(2009)將Bnrf位至4Mb區(qū)基礎(chǔ)上，根據(jù)白菜基因組A7序列，新發(fā)展81對標(biāo)記，并整合前人研究中的4個(gè)標(biāo)記，利用BSA法篩出10對標(biāo)記與Bnrf密連鎖，先在576株單株的wy23-rf(9012A)群體中完成Bnrf的初定位，距Bnrf最近兩側(cè)標(biāo)記為Sca17-5和Sca17-25。進(jìn)而，在這兩標(biāo)記對應(yīng)

6、白菜基因組A7序列片段上，設(shè)計(jì)位置特異性引物85對，并擴(kuò)大定位群體至1767株精細(xì)定位Bnrf,發(fā)現(xiàn)有16個(gè)標(biāo)記與Bnrf緊密連鎖。Sca17-(61-87)-13和Sca17-(61-87)-27為距Bnrf近兩側(cè)標(biāo)記，物理距離約為99.3Kb，大大縮短了徐小棟4Mb的定位結(jié)果。同時(shí)利用1099個(gè)單株的MSL-r群體，從定位Bnrf所用的170個(gè)標(biāo)記中獲得10個(gè)與Bnrf緊密連鎖，同樣，Sca17-(61-87)-13和Sca17-(

7、61-87)-27為距Bnrf近兩側(cè)標(biāo)記。此外，本研究中還篩選出與Bnrf鎖共顯性標(biāo)記7個(gè)(MR166、Sca17-5、Sca17-25、Sca17-61、Sca17-75、Sca17-87、Sca17-(61-87)-27)為分子標(biāo)記輔助油菜選育提供了重要的工具。
　　 三、甘藍(lán)型油菜隱性核不育材料遺傳模式的驗(yàn)證以及標(biāo)記輔助選育效率評價(jià)
　　 研究以20118A和MSL系統(tǒng)不育系和臨保系以及分別與22個(gè)油菜品種（系）雜

8、交測交后代為材料，同時(shí)采用經(jīng)典遺傳學(xué)和分子標(biāo)記輔助選擇方法。研究表明:6個(gè)品種（系）與20118A/MSL-A測交產(chǎn)生的F2世代育性調(diào)查，所有組合可育株∶不育株比例均符合3∶1或13∶3分離規(guī)律，而與20118A-TAM/MSL-TAM雜交產(chǎn)生的8個(gè)F2均為全可育，證明育性符合1對隱性不育基因和1對隱性上位抑制基因互作控制的遺傳模式;進(jìn)而采取反向驗(yàn)證方法，從925個(gè)F2分離單株中，用新發(fā)展的Bnms3/Bnrf連鎖共顯性標(biāo)記跟蹤選擇，直

9、接獲得臨保系(ms3ms3rfrf)、純合不育株(ms3ms3RfRf)和兩型系可育株(Ms3ms3RfRf)63、64和110株，經(jīng)測交或互交驗(yàn)證，準(zhǔn)確率均達(dá)95％以上;根據(jù)22個(gè)測交品種的后代分離，BnRf位點(diǎn)上只發(fā)現(xiàn)Rf和礦兩個(gè)等位基因，推測前人提出的第3個(gè)等位基因存在的頻率很低，基本可以根據(jù)2基因各2等位基因互作原理開展分子標(biāo)記輔助育種;20118A和MSL系統(tǒng)臨保系和純合不育系間交叉配組，后代育性分離結(jié)果顯示來源于中國和德國N