大白菜核基因雄性不育系定向转育及分子标记辅助育种研究

【摘要】：利用复等位基因遗传的大白菜核基因雄性不育材料为测交系,鉴定转育目标品系在核不育位点上的基因型；根据目标品系的基因型,选择特定的不育源材料；设计定向转育方案,转育新的核基因雄性不育系；开发与不育基因Ms及其恢复基因Msf锁的SSR和SCAR标记,用于基因型辅助鉴定,解决不育系转育过程中中间材料的基因型鉴定问题,以加快转育进程,提高育种效率；通过对转育成的不育系,以及用其配制的杂交种园艺学性状的比较鉴定,筛选优良不育系和优异杂交组合。获得的主要研究结果如下： 1.用已知基因型的大白菜核基因雄性不育材料与自交系‘a20’、‘A22’和‘a05’测交,鉴定其基因型。结果表明,‘a20’、‘A22’和‘a05’在核不育复等位基因位点上的基因型均为msms。根据待转育品系的基因型,设计了以核基因雄性不育两用系‘AB01’的可育株(MsfMs)为不育源的不育系定向转育方案。经过连续4代与转育目标品系‘a20’回交,育成了不育株率和不育度均为100%、园艺学性状与待转育品系‘a20’相近的直筒叠抱型大白菜核不育系GMS4。 2.以核不育系转育的BC4中间材料的分离群体(Msms、msms)为试材,利用本项研究开发的Ms基因的2个SCAR标记和4个SSR标记,检测利用标记鉴定基因型的准确性。结果表明,SCAR标记syau_scr01和SSR标记syau_m13在双亲间具有多态性,在BC4和BC5上2个标记的选择准确率分别为96.7%和91.7%,同时应用2个标记的选择准确率可以达到100%,因此,可用于大白菜核复等位基因型雄性不育系转育中的辅助选择。 3.用基因型为MsfMs的雄性不育两用系‘AB01’的可育株自交,得到恢复基因型纯合个体MsfMsf。再用其与基因型为msms的自交系‘a20’杂交和连续回交,获得BC4分离群体(Msfms, msms)。通过筛选104对SSR引物,获得了3个与雄性不育恢复基因Msf锁的SSR标记syau_m13、syau_m14和BRMS-040。群体验证和连锁分析结果表明,Msf基因位于R07连锁群上,3个标记位于Msf基因的同一侧,距Msf基因的遗传距离分别为6.7、6.7和8.6 cM。 4.将经过1代、2代和4代回交转育获得的雄性不育系GMS1、GMS2和GMS4,与不育源材料‘AB01’和转育目标品系‘a20’比较鉴定。结果表明,回交4代后育成的雄性不育系GMS4的株高、株幅、叶长、叶宽、球高、球粗和单株重变异系数最小,群体整齐度高,而且与转育目标自交系‘a20’园艺学性状十分接近。转育成的核不育系的整齐度,随着与轮回亲本回交次数的增加而提高。用GMS2和GMS4与5个大白菜自交系杂交,配制10个杂交组合,进行配合力分析。结果表明,用GMS4配制的杂交组合的整齐度高于用GMS2配制的组合；但是,产量的一般配合力随回交次数增加反而降低。通过配合力分析,筛选出2个优良杂交组合L6(GMS4×P1)、L8(GMS4×P3)。