论文部分内容阅读
甘蓝型油菜是由甘蓝和白菜杂交后,染色体自然加倍而成。由于甘蓝型油菜驯化历史短,与其亲本种相比,甘蓝型油菜的遗传资源相对狭窄。甘蓝与白菜杂交人工合成甘蓝型油菜是利用亲本种的主要方式,但是,人工合成甘蓝型油菜的染色体配对、分离异常,后代中多产生非整倍体配子,而且人工合成过程需要胚挽救,效率低。本研究提出了一个新的策略,通过甘蓝与甘蓝型油菜种间杂交,创建新种质桥梁,导入亲本种丰富的遗传变异到甘蓝型油菜中。1甘蓝与甘蓝型油菜杂交创建六倍体本研究利用甘蓝型油菜与甘蓝杂交,人工合成六倍体。六倍体S0终变期的花粉母细胞主要的配对形式是:0.087Ⅰ+15.308Ⅱ+ 0.048Ⅲ+6.212Ⅳ+0.048Ⅵ+0.001Ⅷ。FISH结果发现,其中的8IV+121I的染色体组配对形式是8ⅣCC+2ⅡCC+10ⅡAA,7Ⅳ+14Ⅱ是7ⅣCC+4ⅡCC+10ⅡAA,而9Ⅳ+10Ⅱ的配对形式却有9ⅣCC+10ⅡAA和7ⅣCC+1ⅣAACC+1ⅣAA+3ⅡCC+ 7ⅡAA两种。尽管减数分裂后期发现有染色体桥和染色体落后的现象,但是六倍体SO主要是18C+10A:18C+10A的分离方式。17个大花蕾S1和59个大花蕾的S2中,有97.37%的株系染色体数目是56条。我们对六倍体后代的育性、形态及种子品质也进行了分析。结果发现,S0、S1和S2的育性相对稳定,并且有上升的趋势。后代的形态变异随着世代的增加越来越丰富,不仅花色发生分离,开花期也出现明显差异,而且产生了各种突变体。种子中硫甙和芥酸含量在S1代增加,但是在S2代开始降低。六倍体S0、S1和S2的遗传变异和DNA甲基化分析表明,六倍体S2的遗传变异高于S1,这与DNA甲基化变异一致。而六倍体S0的甲基化变异一方面产生于甘蓝与甘蓝型油菜种间杂交,另一方面产生于组织培养过程中染色体加倍。2以六倍体为桥梁,利用白菜型油菜遗传资源甘蓝型油菜是世界上重要的油料作物之一,其遗传资源相对狭窄,白菜已经被广泛用于拓宽甘蓝型油菜的遗传背景。该研究中,我们提出了一种以甘蓝和甘蓝型油菜杂交获得的异源六倍体为桥梁,与白菜型油菜杂交,创建新型甘蓝型油菜的新思路。白菜型油菜的花粉授粉在该六倍体上,能够正常生产发育,并且正常结籽。利用六倍体与142份来自春性、冬性和半冬性白菜杂交,平均可交配性是9.24粒/角果。新型甘蓝型油菜的遗传变异分析表明新型甘蓝型油菜不同于自然甘蓝型油菜,且比自然甘蓝型油菜丰富,尤其是A基因组。这些数据表明以六倍体为桥梁,能够大量、高效地转移白菜的遗传成分到甘蓝型油菜中,拓宽现有甘蓝型油菜遗传背景。3甘蓝型油菜与甘蓝ACC杂种后代的分析甘蓝型油菜与甘蓝杂种F1的花粉母细胞主要的染色体配对形式是9Ⅱ+10Ⅰ,高频率的9:19的整倍体配子发生率。尽管F1代的育性差,但是其后代育性在低世代就能迅速恢复。在F3和F4代,很容易选择到染色体数目是38条的新型甘蓝型油菜,这些甘蓝型油菜的遗传变异与自然的甘蓝型油菜不同,而且两年的田间试验显示在产量性状上具有强的杂种优势利用潜力,且新型甘蓝型油菜中甘蓝的遗传成分与遗传距离和产量杂种优势显著正相关。这些结果说明了利用甘蓝与甘蓝型油菜杂交,导入甘蓝遗传成分不仅能拓宽甘蓝型油菜遗传资源,还具有杂种优势利用潜力。