越冬甘蓝自交不亲和S单元型的鉴定及中甘2418双亲杂交不亲和的克服
甘蓝(BrassicaoleraceaL.var.capitata)是典型的孢子体型自交不亲和植物，杂种优势明显，其杂交种的配制主要依赖自交不亲和、雄性不育两条途径。在自交不亲和系育种过程中，往往会保留自交不亲和材料，淘汰自交亲和材料，导致自交亲和Ⅱ类S单元型的丢失，自交亲和系占比小；而且由于可用于杂种优势育种的S单元型较为单一，会出现同一S单元型的双亲无法采用蜜蜂授粉生产种子的情况。近年来雄性不育系利用越来越多，其优势之一就是可利用自交亲和材料，具有亲本繁殖成本低（可蜜蜂授粉）、节约人工、种子产量高等优点。因此，甘蓝S单元型鉴定、自交亲和材料的标记辅助筛选对于丰富甘蓝S单元型、降低甘蓝制种成本、推动甘蓝育种精准化具有重要意义。 本研究基于SRK基因开发出一对特异性标记，用于辅助苗期鉴定甘蓝S单元型；创建了可用于筛选已有越冬甘蓝自交系材料中出现的9种S单元型的筛选体系；基于开发的标记，利用杂交后多代回交的方法导入自交亲和基因或姊妹系亲和基因筛选法，克服‘中甘2418’双亲花期杂交不亲和、无法制种的障碍。 1．开发了一对通用于筛选Ⅰ类S单元型的分子标记PKC6-F/PKC6-R，结合前人开发的标记KD4/KD7，对58份越冬甘蓝材料进行了S单元型的筛选，筛选得到15份Ⅱ类S单元型材料和43份Ⅰ类S单元型材料，涉及9种S单元型，包括S6、S7、S12、S14、S33、S45、S51、S68和S15。在越冬甘蓝材料中Ⅱ类S单元型仅发现S15，占比25.86％；Ⅰ类S单元型中比例最高的为S68，占比24.14%。标记鉴定结果与田间亲和指数的吻合率为91%，有5份材料的表型与分子鉴定结果不一致。‘中甘2418’的双亲均为S68，揭示了其花期杂交不亲和的分子基础。在‘1186’和‘绿宝石’两份杂种一代自交后代群体中发现了Ⅰ类S单元型的偏分离现象，明确了S33单元型竞争优势强于S7和S45；基于测序得到的58份越冬甘蓝材料SRK基因序列，建立起一套快速区分8个Ⅰ类S单元型的标记筛选体系。 2．在5份表型与分子鉴定结果不一致的材料中，选取其中的18-605和18-614进行BC1和F2分离群体的构建，对2000株甘蓝分离群体进行田间人工授粉和壁蜂授粉，结果发现杂交种表现自交亲和，BC1分离群体的分离比经卡方检测符合1∶1，表明其受显性主效基因调控。利用BSA-seq技术，将甘蓝自交亲和BoSC605基因初定位于C06染色体29.55Mb的区间，再利用47株交换单株，将BoSC605最终定位于S183和S156标记之间470Kb的区间内，遗传距离分别为0.23cM和1.41cM。 3．对‘中甘2418’双亲18-503及18-512进行自交亲和的改造，成功克服了双亲杂交不亲和的障碍。在18-512姊妹系中筛选出含Ⅱ类S单元型S15的亲和材料18-2169，经田间花期杂交实验发现，18-2169与18-503花期杂交表现为亲和。利用具备Ⅱ类S单元型S15的自交亲和系18-493，与18-503杂交后再多代回交，获得背景与18-503高度相似、含有Ⅱ类S单元型的BC3单株，经田间农艺性状调查及偏离度计算，得到重点株系CWB1，表现自交亲和，且与18-512表现杂交亲和。利用筛选得到的18-2169亲和系，已成功实现‘中甘2418’小面积壁蜂授粉。
甘蓝;自交不亲和;双亲杂交;杂种优势;雄性不育
中国农业科学院
硕士
蔬菜学
张扬勇
2022
中文
S635
2023-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）