白菜源细胞质雄性不育株的发现及转育研究

【摘要】： 大白菜(Brassica campestris L.ssp.chinensis Makino)是十字花科芸薹属(Brassica)中最重要的蔬菜作物之一,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。本人在大白菜采种田中发现了一株大白菜雄性不育(male sterility, MS)株,并对此不育株进行了鉴定、转育和保存研究。 该雄性不育株,雄蕊败育短缩,花药退化变小。雌蕊发育正常,可接受花粉、受精结实。通过不育株与不同十字花科蔬菜杂交,不育株及其后代采用TTC染色法未发现被染色花粉,离体培养未见有花粉萌发,表明全部后代不育,不育源为白菜型细胞质雄性不育(Cytoplasmic Male Sterility,CMS)。 对不同回交世代和相应回交亲本(保持系、株)的田间生长状况进行了比较研究。结果表明,回交前2代,性状分离严重,杂交优势强。3轮回交后,不育植株系在营养生长、生殖生长期的农艺性状与其相应保持株系相似,生长势强,整齐一致,早期的晚抽薹性比保持系强。全部不育材料在不同回交世代,苗期低温下不黄化、不退化,蜜腺正常,不同回交世代未出现育性分离现象,也不受环境条件影响,不育度和不育率均为100%,不育性稳定遗传。 在雄性不育系回交转育过程中,为了保存珍贵材料,对各材料进行了真叶的组织培养,研究了不同激素、AgNO_3组合对大白菜不定芽诱导的影响。结果表明,大白菜不育株和可育株高频再生条件不同。AgNO_3对大白菜真叶培养的不定芽再生是必不可少的。大白菜可育植株真叶培养优化的培养基为MS基本培养基中加入5 mg·L~(-1)6- BA、0.3 mg·L~(-1) NAA、2 mg·L~(-1) AgNO_3,再生率73.3%。不育株16-6A的最佳分化培养基为9 mg·L~(-1)6-BA +0.3 mg·L~(-1)NAA +2 mg·L~(-1)AgNO_3,再生频率93.3%。相比交而言,不育株对6-BA浓度要求比育株高。 该不育系的发现创新了白菜的雄性不育性类型,较容易实现不育性的稳定转育,对未来大白菜基础分子遗传学研究和新型育种方式的生产实践将产生重要影响。