甘蓝型油菜细胞核不育材料和细胞质不育材料的创建及其研究

论文摘要

利用甘蓝型油菜与诸葛菜以及芥菜型油菜与诸葛菜属间杂交后代中发现的不育株,经多代近交育成了相应的细胞核不育材料G585、G587、G590和G591。同时利用甘蓝型油菜与诸葛菜属间杂种后代中发现的几个胞质不育株,分别与两个双低甘蓝型油菜品种“华双3号”和“双72”及Pol CMS的保持系“6-2015-1”回交4代获得了405A、407A和409A等胞质不育材料。在甘蓝型油菜品种“鉴3”自交后代中发现了一株不育株,与保持材料“华双3号”回交3代后获得434A胞质不育材料。通过对这些新育成不育材料的不育特性、形态学、细胞学、品质性状以及恢保关系的研究,发现: 1.核不育材料近交后代分离的不育株与可育株在花器形态上差异明显。405A、407A、409A与Pol CMS一样,其雄蕊与雌蕊的长度比均小于1:2,花瓣也小于保持系,呈离生状。407A和409A存在少量的死蕾,Pol CMS死蕾较重,405A和434A均无死蕾发生。434A的雄蕊与雌蕊长度比接近1,花器形态与保持系相近。 2.不同时期的育性鉴定表明,核不育材料与胞质不育材料434A的不育性稳定,整个花期均不产生花粉。405A、407A、409A和Pol CMS在花期早期可以产生微量花粉,后期则完全败育。 3.405A、407A和434A等细胞质不育材料菜油中的芥酸和菜籽饼中的硫代葡萄糖苷含量均接近双低标准。因此,这三个胞质不育材料属于新的优质胞质不育材料。 4.核不育材料体细胞的鉴定表明,所有的核不育材料染色体数为38。这些不育材料绝大部分的花粉母细胞（PMC）在中期Ⅰ、后期Ⅰ和后期Ⅱ三个时期的染色体行为表现正常。但PMC在不同时期还会出现一些异常现象,主要表现为染色体落后或出现染色体桥等。这些新育成的核不育材料属于单核败育型。胞质不育材料405A、407A和409A的植株性状已基本恢复到甘蓝型油菜,与Pol CMS属于同一败育类型（无花粉囊型败育类型）,没有花粉囊的分化。434A属于单核败育类型,其花药中可以形成正常的花粉囊,花药败育受阻于单核期,绒毡层的发育表现不正常。 5.405A、407A和409A不育系的恢保关系与Pol CMS相同,而434A的恢保关系则与Pol CMS有所不同。“Z02”和Pol CMS的恢复系“6-4009-1”可以恢复409A和Pol CMS育性,但不能恢复434A的育性。同时,筛选到一些可以保持405A、407A和409A不育性的双低优质保持材料和优质恢复系,也发现了许多能够保持434A不育性的双低保持材料和一个低芥酸恢复系,为这些胞质不育系实现品质与杂种优势利用相结合奠定了基础。在杂交组合中,405A与Z02、Z14组合的单株产量增产显著,芥酸和硫苷含量也达到或接近双低标准,在生产上可能有较好的利用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 2 综述
• 2.1 甘蓝型油菜杂种优势表现及其利用途径
• 2.1.1 产量杂种优势表现
• 2.1.2 品质杂种优势表现
• 2.1.3 杂种优势利用途径
• 2.2 油菜雄性不育材料的创建途径
• 2.2.1 自然突变
• 2.2.2 人工理化诱变
• 2.2.3 品种间杂交
• 2.2.4 远缘杂交与体细胞杂交
• 2.2.5 基因工程
• 2.3 育性分类研究
• 2.3.1 胞质不育的育性分类
• 2.3.2 核不育的育性分类
• 2.4 雄性不育的细胞学研究
• 2.5 同工酶学研究
• 2.6 遗传与恢保关系
• 2.7 胞质不育系的保持系和恢复系的选育
• 2.7.1 保持系的选育
• 2.7.2 恢复系的选育
• 2.8 近红外品质分析
• 3 材料与方法
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 细胞核雄性不育材料
• 3.1.2 细胞质雄性不育材料及恢保关系研究测交材料
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 植株性状与花器形态
• 3.2.2 细胞质雄性不育材料种子的品质性状
• 3.2.3 雄性不育材料不育性的稳定性调查
• 3.2.4 核不育材料花器生长与败育过程观察
• 3.2.5 细胞学研究
• 3.2.5.1 体细胞染色体数目的鉴定
• 3.2.5.2 细胞核不育材料减数分裂和花粉败育的观察
• 3.2.5.3 石蜡切片
• 3.2.5.4 显微观察和显微摄影
• 3.2.6 恢保关系研究与杂种优势的利用
• 4 结果与分析
• 4.1 细胞核雄性不育材料的研究
• 4.1.1 植株性状
• 4.1.2 不育特性
• 4.1.3 花器生长动态与花器形态
• 4.1.3.1 花器生长动态
• 4.1.3.2 花器形态
• 4.1.4 细胞学
• 4.1.4.1 体细胞染色体数目
• 4.1.4.2 PMC减数分裂
• 4.1.5 单核败育过程
• 4.2 细胞质雄性不育材料的研究
• 4.2.1 植株性状与花器形态
• 4.2.1.1 植株性状
• 4.2.1.2 花器形态
• 4.2.2 油菜籽品质性状
• 4.2.3 不育性的稳定性
• 4.2.4 细胞学研究
• 4.2.4.1 体细胞染色体数目
• 4.2.4.2 405A、407A、409A与Pol CMS花药发育
• 4.2.4.3 434A花药发育
• 4.2.4.4 华双3号花药发育
• 4.2.5 恢保关系与杂种优势的利用
• 5 讨论
• 5.1 核不育材料的花器形态与植株性状
• 5.2 核不育材料的细胞学研究
• 5.3 核不育材料的应用前景
• 5.4 胞质不育材料的花器性状与植株性状
• 5.5 胞质不育材料不育性的稳定性
• 5.6 胞质不育材料细胞学
• 5.7 优质胞质不育系的创建
• 5.8 胞质不育材料的恢保关系及其应用前景
• 6 参考文献
• 7 附录
• 7.1 作者简历
• 7.2 在读期间完成的论文