甘蓝型油菜不同CMS的遗传标记及RT-PCR研究

【摘要】： 油菜是一种重要的油料作物。油菜杂种优势利用、超高产及强优势组合筛选越益引起了各国政府和育种家的重视。目前我国主要利用细胞质雄性不育系生产杂交油菜品种。因此,选育新型细胞质类型的甘蓝型油菜雄性不育系,对于我国杂交油菜生产发展具有重要意义。本研究在花器形态、酯酶同工酶、EST-SSR标记和RAPD标记分析及CMS相关基因RNA表达方面对国内重要的甘蓝型油菜细胞质雄性不育类型Xinl系统、Ogu系统、Pol系统和Shan 2A系统、保持系、恢复系以及国内主要的常规品种进行比较分析,为高产、优质杂交油菜的选育提供重要的参考依据。其主要研究结果如下: 1.观察开花期的花器形态,比较不同不育系及保持系的雌蕊授粉情况,对选育杂交油菜具有重要意义。Xinl、Ogu和Shan2A CMS的雄蕊明显短于柱头长,花丝不伸长或略有伸长,花药萎缩,花粉微量,表现出明显不育性。Pol CMS在花器形态上与保持系B355没有显著性差异,但花粉囊呈中空干瘪,有少量花粉,花粉量远远小于B355。此外Xinl CMS花瓣明显皱缩,六个雄蕊不完整或心皮化现象,花粉囊中空干瘪,表现为花器形态上比较理想的不育材料。花萼宽是唯一一个各材料间不存在差异的性状。 2.采用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳法,对甘蓝型油菜的4个细胞质雄性不育系及其保持系的嫩叶片进行了酯酶同工酶分析,结果表明:6个共同酶带,3个差异酶带。其中除Xinl CMS只有一条迁移率为0.77的较强,其他4个材料均具有一条迁移率为0.74的酶带。此外,Pol和Shan2A还有迁移率为0.77的强谱带和迁移率为0.86的一条较弱谱带。而Ogu CMS和B355都只有迁移率为0.74的特异性谱带。不同不育系及保持系之间酯酶同工酶在酶带数量和活性上都存在差异。 3.采用EST-SSR和RAPDN种分子标记技术,检测甘蓝型油菜4份不育系、3份保持系、10份恢复系和11份常规品种共35个材料的遗传多样性及与杂种优势的关系。结果共检测到399个等位位点,其中130个等位变异,占总检测位点的32.57%。NTSYS软件聚类分析结果表明:35份材料遗传距离范围为0.0280-0.2801,在遗传距离(GD)0.1401下分为6类,Ogu、Polima和Shan 2A CMS聚在第V类,与Xinl CMS遗传距离较远;不育系间的遗传差异比不育系与保持系、恢复系及常规品种之间小,基本反映了品种(系)的遗传基础和系谱来源。 4.根据油菜CMS的相关基因orf224、orf222、orf138设计6对特异引物,对Pol、Shan2A、Ogu和Xinl CMS和保持系B355的花蕾总RNA进行RT-PCR检测,结果显示在RNA水平上orf138在不育系之间及与保持系之间存在明显多态性。Pol和Shan 2A均扩增出一条约160bp的条带,Xin1扩增出一条约300bp的条带,而Ogu的特异条带最长约380bp,保持系B355有一条约200bp的扩增带。