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利用小孢子培养和诱变技术改良甘蓝型油菜CMS恢复系

何冬丽  
【摘要】:油菜在我国是继稻、麦、玉米、大豆之后的第五大作物,栽培面积和总产量均居世界首位,在农业经济中占有重要地位。油菜油是我田第一大食用植物油,占我国食用油的60%。油菜油由于不饱和脂肪酸(主要是油酸)含量高,饱和脂肪酸含量低,是世界公认的最健康的食用植物油之一。目前我国推广的双低油菜品种中普遍存在油酸含量偏低、亚麻酸含量偏高的问题,由于缺乏相应的朴质材料,尤其是低亚麻酸材料,使得油菜高油酸低亚麻酸品质育种(Breeding for quality)进展较为缓慢。现代生物技术与传统的诱变技术结合进行种质创新以拓宽品质改良的种质基础、加快育种进程是解决这一问题的重要方法。 本研究以双低甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育(CMS)恢复系1815、7812和轮31为实验材料,通过小孢子培养技术、单倍体离休辐射诱变、种子辐射诱变以及单倍体幼胚化学诱变等技术,结合AFLP分子标记技术和脂肪酸成分分析,初步探索了油菜恢复系改良的新途径。主要结果如下: 1 小孢子培养及后代的脂肪酸成分分析和抗病性鉴定 1.1 建立了甘蓝型油菜双低恢复系7812和1815的DH(Doubled Haploid)群体,其群体大小分别为68个和57个株系。 1.2 DH群体的脂肪酸成分分析,结果表明:两群体中各脂肪酸含量变异系数均较小;在两个群体中各找到了3个油酸+亚油酸含量大于85%的DH株系。 1.3 终花期核盘菌牙签接种DH群体鉴定菌核病抗性,结果显示:两群体抗病性均较差,病斑扩展速度快,接种3d-7d间病斑长度平均日增长率超过2cm/d;与对照相比,1815中个别株系的抗病性有显著提高。 1.4 DH群体AFLP分析表明两个DH群体内的基因型差异较小。 1.5 本实验结果表明:小孢子培养可在保持原有品系的某些优良性状的基础上使基因型迅速纯合,并在后代中可筛选到脂肪酸成分和抗病性得到改良的株系。 2 利用诱变技术改良油菜CMS恢复系 2.1 单倍体试管苗离体器官叶柄、根和幼茎中,以幼茎在附加有0.5 mg/L2,4-D和2 mz/L 6-BA的MS培养基上诱导愈伤组织的效果好;Co~(60)-γ处理愈伤组织的辐射诱变剂量在0.774 C/Kg—1.032 C/Kg较适宜;对愈伤组织诱变后获得的39株再生苗进行AFLP分析发现各变异株遗传背景高度一致,其中有8对引物在10个单株中扩增出43条差异带。 2.2 利用25.8 C/Kg的Co~(60)-γ射线对轮31的5个品系谷2-1、谷2-2、谷2-3、谷2-4和谷2-5的种子进行辐射诱变,结果表明:谷2-3对辐射最敏感,谷2-1抗辐射性最强;辐射处理对供试油菜的种子发芽率影响较小;谷2-1和谷2-2的M_3种 华中农业人学2004届硕卜学位论文 子脂肪酸成分分析表明:辐射诱变处理对芥酸含量的影响较大,而对汕酸、亚油酸 和亚麻酸含量的影响较小。 2.3 EMS(甲基磺酸乙醋)对小抱一子来源的单倍体幼)j4:进行诱变处理的最佳浓 度为0.1%一0.2%,浓度为o.lryo时最佳处理时间为90 min一120mill;一单倍体植株加倍处 理以移栽前100mg/L秋水仙碱,蔗糖2%的水溶液浸根处理5d效果较好,_目方便经 济;EMS诱变处理对油酸和亚油酸含量的影响较大,其中找到了油酸含量高达68.62% 的材料。 2.4三种诱变方法比较表明:种子诱变前期工作简单,但后期筛选麻烦、__〔作 量大;单倍体离体诱变能提高变异频率并在短时间内获得纯合变异体,但技术含量 高,前期室内培养耗费多;单倍体幼胚的诱变对一些出胚率高的材料比较适宜,无 论室内还是田间的工作量都不大,而且纯合所需的时间短,这种方法显著优越于前 两者。


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