甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育基因Ms/Mf的定位
【摘要】:
1985年,李树林等报道了一批新型的甘蓝型油菜细胞核雄性不育材料,它具有败育彻底、不育性稳定、无不良胞质效应等特点;在遗传分析的基础上,认为这些核不育材料的育性是受两对显性基因互作控制的,一对为显性不育基因,一对为显性恢复基因,不育基因单独存在时能够导致不育,但若恢复基因存在时,则育性恢复。因此,显性核不育有保持系和恢复系,可以类似于细胞质雄性不育“三系”法来配制杂交种。最近,宋来强对其发现的显性核不育材料609AB经过深入、系统的研究后,认为甘蓝型油菜显性核不育(包括Rs1046AB)更符合一对复等位基因遗传的假设,使核不育的遗传陷入争论。因此,对显性核不育的深入研究显得非常必要。
本研究的主要内容包括:利用Rs1046AB为基础材料,通过杂交、回交和测交的方法对两种遗传假设进行了初步的判别;利用与不育基因连锁的特异标记,展开了核不育纯合两型系的分子标记辅助转育;利用近等基因系Rs1046AB及衍生的F2群体定位了核不育相关的基因,并将结果与前人的相关研究进行了整合。主要的实验结果如下:
1.通过不育系Rs1046AB杂交后代的育性分离情况,从16份品系(品种)中,筛选到10份核不育系的临保系,5份核不育系的恢复系;另有一份在恢复基因位点杂合的材料,它能恢复部分单株的育性。
2.不育系可育株(Rs1046B)与临保系杂交,F1代可育株自交并继续回交,其F2和BC1代单株全部可育,表明Rs1046B的不育基因与恢复基因在减数分裂中发生分离,因此不育基因与恢复基因为等位基因。不育株(Rs1046A)与恢复系195A-14杂交F2代的20个不育株再与临保系7-5测交,后代育性全部表现不育,证明了该恢复系的恢复基因与不育系的不育基因等位。因此确认核不育系Rs1046AB符合复等位基因的遗传模式,即Rs1046AB不育株的基因型为MsMs,可育株的基因型为MsMf,而临保系的基因型为msms,恢复系195A-14的基因型为MfMf。
3.前期按照两对基因互作遗传假设,利用两个与不育基因连锁的SCAR标记,开展了不育基因的标记辅助转育研究。两个受体亲本中,7-5由于在BC1代全部表现为可育,没有分离出预期的不育株而放弃。另一个材料195A是核不育的恢复系,通过标记跟踪和背景选择,在BC2F2代中出现了背景与195A比较一致的核不育株,表明标记辅助转育的过程有效。但是由于获得的不育株存在严重的雌性不孕现象,最终很难得到纯合型不育系。
4.利用近等基因系并结合BSA法,对Rs1046AB的137个单株进行了标记分析。在筛选2048对AFLP引物后,获得了6个与恢复基因连锁较为紧密的标记,遗传距离分别为0.7 cM(HDA、HDC和HDF)、1.4 cM(HDB)和3.6 cM(HDE和HDG),且全部位于目标基因同一侧。将遗传距离较近的4个标记中的2个(HDF和HDB)直接转化成稳定的SCAR标记(SCHDF和SCHDB);而通过侧翼序列分离后,亦将另外2个标记(HDA和HDC)成功转化(SCWA和SCWC)。这些SCAR标记与原始AFLP标记定位到连锁图同一位置。
5.利用1017个单株的较大近等基因系群体对彼此共分离的3个SCAR标记(SCWA、SCWC和SCHDF)进行了区分,结果表明:标记SCHDF与恢复基因的遗传距离比标记SCWA和SCWC更近,前者的遗传距离为1.1 cM;但三个标记之间的遗传距离仍然很小。
6.为了获得两侧及更近的标记,又利用192个单株的F2群体(Rs1046A/195A-14)构建了显性核不育基因/恢复基因的局部遗传连锁图,它包括20个AFLP标记和2个SCAR标记,一共覆盖10.4 cM的遗传区间。其中14个标记位于Ms/Mf一侧,7个标记位于另外一侧,一个标记与Ms/Mf共分离。Ms/Mf位点两侧最近标记的遗传距离分别为0.1 cM(E3M10-580)和1.0 cM(E1M13-260)。
7.根据作图结果,将遗传距离最近的6个标记(S8T13-160、S10T2-90、E3M10-580、S5T5-480、E1M13-260及E14M1-80)中的3个成功转化为SCAR标记,分别是SCDG1(E3M10-580)、SCDG2(S5T5-480)和SCDG3(E1M13-260)。群体分析显示,3个SCAR标记与Ms/Mf位点的遗传距离与原始AFLP标记一致。
8.通过对上述两个定位群体中部分标记序列(或侧翼序列)的BLASTn分析,在拟南芥第一染色体短臂顶端鉴定出一个同源区。标记在连锁图上的排列顺序与其同源区在拟南芥上的排列顺序基本一致,表明甘蓝型油菜中核不育相关基因(Ms/Mf)所在区域与拟南芥同源区之间存在着较好的共线性关系,但进化过程中,该区域中亦存在少量的染色体倒位和易位事件。与陆光远和宋来强的标记比对结果进行整合后发现,核不育相关基因的标记同源区,覆盖拟南芥从AT1g04950到AT1g14340之间的大约3.4Mb的物理区间。
9.利用相同的SCAR标记或拟南芥同源区的信息,将陆光远的BC1定位群体、宋来强的BC1定位群体及本研究中的两个不同定位群体的定位结果进行了整合。在本研究的F2定位群体的基础上,将宋来强定位群体上的2个SCAR标记整合到的标记ELM2-310和E4M9-150之间;该区域包含核不育相关基因(Ms/Mf),其界定的遗传图距为4.6 cM,共有11个标记(包括5个SCAR标记)。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:S565.4
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|
1 |
陈凤祥,胡宝成,李强生,侯树敏,吴新杰,费维新;甘蓝型油菜隐性上位互作核不育双低杂交种“皖油18”的选育[J];安徽农业科学;2002年04期 |
2 |
朱光琴,陈雪婷,朱静林,吴权明,张建刚;谷子显性雄性不育基因“Ms~(ch)”的细胞质转换[J];西北植物学报;1994年05期 |
3 |
王通强,田筑萍,黄泽素,魏忠芬,邵明波;甘蓝型双低油菜细胞核显性雄性不育系黔油2AB的选育[J];贵州农业科学;1999年05期 |
4 |
黄邦全,罗鹏,吴书惠;甘蓝型油菜雄性不育材料S90—8—7的获得及细胞学研究[J];湖北大学学报(自然科学版);2000年02期 |
5 |
席代汶,陈卫江,宁祖良;甘蓝型油菜温敏核不育系“湘91S”的选育[J];湖南农业科学;1994年04期 |
6 |
傅廷栋,杨小牛,杨光圣;甘蓝型油菜波里马雄性不育系的选育与研究[J];华中农业大学学报;1989年03期 |
7 |
杨光圣,傅廷栋;油菜杂种优势利用的一条可能途径——细胞核+细胞质雄性不育[J];华中农业大学学报;1993年04期 |
8 |
杨光圣,瞿波,傅廷栋;甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育系宜3A花药发育的解剖学研究[J];华中农业大学学报;1999年05期 |
9 |
杨光圣,瞿波,傅廷栋;三个甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育系小孢子发生的细胞学研究[J];华中农业大学学报;1999年06期 |
10 |
陆光远,杨光圣,傅廷栋;应用于油菜研究的简便银染AFLP标记技术的构建[J];华中农业大学学报;2001年05期 |
|
|
|
|
|
1 |
管延安;杨延兵;张华文;王玉海;王洪刚;;基因组学辅助作物改良研究进展[J];山东农业科学;2008年01期 |
2 |
傅廷栋;中国油菜生产和品种改良的现状与前景[J];安徽农学通报;2000年01期 |
3 |
傅廷栋;加入WTO对我国农业的影响和发展优质油菜生产问题[J];安徽农学通报;2001年05期 |
4 |
黄磊;唐光绪;田东;何庆元;;新型分子标记的开发和利用[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年23期 |
5 |
李泽福,夏加发,唐光勇;植物雄性不育类型及其遗传机制的研究进展[J];安徽农业科学;2000年06期 |
6 |
张丽,李霄燕,魏毓棠,田爱民;萝卜雄性不育小孢子发育过程中物质代谢的研究[J];安徽农业科学;2002年03期 |
7 |
陈凤祥,胡宝成,李强生,侯树敏,吴新杰,费维新;甘蓝型油菜隐性上位互作核不育双低杂交种“皖油18”的选育[J];安徽农业科学;2002年04期 |
8 |
张玲;;微卫星DNA标记研究进展及应用[J];安徽农业科学;2007年04期 |
9 |
郑学项;冯素萍;李维国;;DNA分子标记研究进展[J];安徽农业科学;2009年26期 |
10 |
朱宗河;郑文寅;解光胜;朱国邦;;甘蓝型油菜农艺性状相关分析及F_1农艺性状预测[J];安徽农业科学;2009年27期 |
|
|
|
|
|
1 |
傅廷栋;加入WTO对我国农业的影响和发展优质油菜生产问题[J];安徽农学通报;2001年05期 |
2 |
侯树敏,胡宝成,陈凤祥,李强生,吴新杰,费维新;甘蓝型油菜隐性核不育单交种与三交种的比较[J];安徽农业科学;1999年04期 |
3 |
陈凤祥,胡宝成,李强生,侯树敏,吴新杰,费维新;甘蓝型油菜隐性上位互作核不育双低杂交种“皖油18”的选育[J];安徽农业科学;2002年04期 |
4 |
李成,杨选之,马道卓,陈凤祥,胡宝成,李强生;安徽省几个杂交油菜新组合丰产稳产性及适应性分析[J];安徽农业科学;1997年02期 |
5 |
陈凤祥,胡宝成,代秉勋,候树敏,李强生,吴新杰,费维新,张曼琳;甘蓝型油菜隐性上位互作核不育系9012A与6AB和S45AB遗传对比[J];安徽农业科学;1998年03期 |
6 |
丁安林,张艳,常汝镇,傅翠真;大豆脂肪氧化酶研究进展[J];大豆科学;1995年01期 |
7 |
胡胜武,于澄宇,赵会贤,柯桂兰;甘蓝型油菜新型不育材料Shaan-GMS的遗传研究[J];西北植物学报;1999年06期 |
8 |
朱光琴,陈雪婷,朱静林,吴权明,张建刚;谷子显性雄性不育基因“Ms~(ch)”的细胞质转换[J];西北植物学报;1994年05期 |
9 |
黄育民,王侯聪,马磊;利用SSR标记辅助选择杂交组合亲本[J];分子植物育种;2004年01期 |
10 |
王华,侯国佐;甘蓝型油菜不育材料117A杂种后代自交及测交分离规律的研究[J];贵州农业科学;1992年01期 |
|
|
|
|
|
1 |
方智远;刘玉梅;杨丽梅;王晓武;庄木;张杨勇;孙培田;;我国甘蓝遗传育种研究概况[A];全国蔬菜遗传育种学术讨论会论文集[C];2002年 |
|
|
|
|
|
1 |
郑卓;李健;钟军;李栒;官春云;;属间杂交获得的甘蓝型油菜雄性不育材料的研究[J];中国油料作物学报;2008年02期 |
2 |
王瑞;李加纳;唐章林;徐新福;谌利;李祥洪;张子龙;;甘蓝型油菜双低显性细胞核+细胞质雄性不育系DGCMS-3A的构建及遗传模式研究[J];中国农业科学;2008年01期 |
3 |
周熙荣;甘蓝型油菜显性核不育三系杂交种“核杂7号”[J];农业科技通讯;2005年08期 |
4 |
董振生,赵志海;论油菜显性核不育材料基因的互作——兼与李树林先生商榷[J];西北农业学报;2000年01期 |
5 |
张璞,田建华,李殿荣;油菜显性核不育应用研究初报[J];西北农业学报;2000年01期 |
6 |
王瑞,李加纳;甘蓝型油菜雄性不育完全保持的途径[J];中国农学通报;2004年01期 |
7 |
陈卫江,席代汶,范志忠,易冬莲;甘蓝型油菜雄性不育广恢系转育研究[J];湖南农业科学;1995年04期 |
8 |
胡胜武,于澄宇,赵会贤,柯桂兰;甘蓝型油菜新型不育材料Shaan-GMS的遗传研究[J];西北植物学报;1999年06期 |
9 |
蒋梁材,蒲晓斌,王瑞,张启行,蔡平钟;甘蓝型油菜核不育基因的RAPD标记[J];中国油料作物学报;2000年02期 |
10 |
于澄宇,胡胜武,郭蔼光,张春红;甘蓝型油菜显性核不育系的同工酶和蛋白质分析[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2003年06期 |
|