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甘蓝型油菜细胞质雄性不育系Pol、Shan2A、Ogu和Gli的比较研究

林宝刚  
【摘要】:利用细胞质雄性不育系生产杂交种是我国油菜杂种优势利用的主要途径。目前我国选育的大部分杂交油菜品种是利用Shan2A和Pol细胞质雄性不育系生产,但两大系统都对温度表现出不同程度的敏感性,从而影响了杂交种纯度。另外,细胞质单一性存在引起毁灭性病害的潜在危险,不利于杂交油菜的发展。因此选育新型细胞质类型的油菜雄性不育系,对于我国杂交油菜生产发展具有重要意义。瑞典农业大学Glimelus教授用基因工程的手段研究出一种雄蕊心皮化甚至消失的细胞质雄性不育类型(Gli CMS),为了进一步鉴别该不育类型的特异性,本研究从花器形态、恢保关系、同工酶、RAPD和orf224基因序列差异与Pol CMS、Shan2ACMS和Ogu CMS进行了比较分析。其重要结果如下: 1.Gli CMS的花瓣皱缩,雄蕊变为羽毛状、花瓣状、丝状或者退化;无花药结构,心皮化,周缘生有瘤状突起;雌雄蕊着生方式为粘连型,有的是散生型;雌蕊有的是直柱形,有的是钩型的;花朵开放方式为全展型、半闭型和全闭型。蜜腺都为2—4个。雌蕊能正常授粉。与已知的Pol CMS、Shan2A CMS和Ogu CMS的花器有显著差别。与RF01杂交,得到有正常结构的花器,花粉生活力为91.7%,花粉粒电镜扫描与正常花粉粒一致。 2.用26个材料同时对4个细胞质雄性不育系Shan2A CMS、Pol CMS、Ogu CMS和Gli CMS的恢保关系进行了测定,其中有13对测交F_1表现出育性反应不同,占测交材料总数的50%。在14个Pol CMS和Shan2A CMS的保持系测交Gli CMS的F_1中,有1个材料能半恢复Gli CMS,6个Pol CMS和Shan2A CMS的恢复系测交Gli CMS的F_1中,有5个材料能保持Gli CMS,有1个表现为半不育。这些数据表明Gli CMS与Pol和Shan2A有不同的恢保关系。 3.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种子进行了脂酶和过氧化物酶分析,结果表明:保持系的脂酶谱带为1条,而4个不育系的脂酶谱带都为2条。保持系有3条过氧化物酶带,而Ogu有5条,Gli CMS、Shan2A CMS和Pol CMS各有4条,保持系缺少迁移率为0.61的谱带,表明这一谱带可能与胞质雄性不育相关。Ogu CMS有一条特异的过氧化物酶谱带,而Shan2A CMS和Pol CMS没有区别。 4.采用RAPD技术对Shan2A CMS、Pol CMS、Ogu CMS和Gli CMS及其保持系MF01的线粒体DNA(mtDNA)进行了比较研究。共使用了210个随机引物,其中有163个引物在两系之间都得到了扩增产物,15个引物扩增结果在两系之间表现出了遗传多态性。而没有找到引物在Shan2A CMS和Pol CMS间扩增出差异片断。


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