甘藍(lán)型油菜顯性核不育授粉控制系統(tǒng)的研究

伍林濤　奉　斌　韓宏仕　曾章麗　杜才富　張敏琴（.貴州省油菜研究所，貴州　貴陽(yáng)　550008；.貴州省油料研究所，貴州　貴陽(yáng)　550008）

甘藍(lán)型油菜顯性核不育授粉控制系統(tǒng)的研究

伍林濤1奉斌2韓宏仕1曾章麗2杜才富1張敏琴1
（1.貴州省油菜研究所，貴州貴陽(yáng)550008；2.貴州省油料研究所，貴州貴陽(yáng)550008）

油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用的關(guān)鍵是獲得100%的不育群體，顯性核不育授粉控制系統(tǒng)育性徹底穩(wěn)定，容易獲得100%的全不育系，是一種具有發(fā)展前景的育性系統(tǒng)。基于此，綜述顯性核不育材料的主要類(lèi)型以及在育種實(shí)踐中的遺傳改良研究進(jìn)展，以期為顯性核不育油菜新品種的選育提供有價(jià)值的信息。

油菜；基因；測(cè)交

菜籽油一直是我國(guó)最重要的食用植物油脂，2000年我國(guó)凈進(jìn)口植物油430.0萬(wàn)t，其中進(jìn)口油菜籽296.8 萬(wàn)t，菜籽油7.5萬(wàn)t，2010年進(jìn)口的植物油達(dá)到了800.0 萬(wàn)t。今后一段時(shí)期，我國(guó)植物油消費(fèi)量還將繼續(xù)保持年均增長(zhǎng)近50.0萬(wàn)t的水平。因此，發(fā)展油菜種植業(yè)具有相當(dāng)廣闊的市場(chǎng)前景，提高油菜產(chǎn)量、提高油菜籽含油量是當(dāng)前面臨的重要任務(wù)。

1　甘藍(lán)型油菜顯性核不育材料的類(lèi)型及發(fā)現(xiàn)

油菜種質(zhì)資源非常豐富，主要?jiǎng)澐譃槿箢?lèi)型：白菜型油菜、芥菜型油菜和甘藍(lán)型油菜。白菜型油菜又分為北方小油菜（Brassica campestris L）和南方油白菜（Brassica chinensis var.oleifera Makino）；芥菜型油菜劃分為細(xì)葉芥菜（Brassica juncea var gracilis Tsen&Lee）和大葉芥油菜（Brassica juncea Coss）；甘藍(lán)型油菜在世界上栽培面積最廣，產(chǎn)量高、適應(yīng)性廣、抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)，是當(dāng)前世界各地也是我國(guó)栽培的主要油菜類(lèi)型。

甘藍(lán)型油菜授粉控制系統(tǒng)種類(lèi)多，遺傳規(guī)律復(fù)雜，被廣泛運(yùn)用于油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用。其中，顯性核不育授粉控制系統(tǒng)包括單基因控制的顯性核不育和兩對(duì)基因控制的顯性核不育［1］，單基因控制的顯性核不育如mathias在1985年發(fā)現(xiàn)的顯性核不育即是屬于該類(lèi)型，由于沒(méi)有恢復(fù)源而不能在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用，該不育類(lèi)型一般是自然突變形成或人工誘變獲得。宜賓地區(qū)農(nóng)科所1972年發(fā)現(xiàn)宜3A，1985年李樹(shù)林研究員報(bào)道的23A屬于兩對(duì)基因控制的顯性核不育，其不育性穩(wěn)定徹底、不受環(huán)境影響，又能解決細(xì)胞核雄性不育二系制種中拔除50%可育株費(fèi)工費(fèi)時(shí)的問(wèn)題，是極具發(fā)展前景的雜種優(yōu)勢(shì)利用途徑［2，3］。但是，由于該授粉控制系統(tǒng)受到兩對(duì)基因互作表達(dá)調(diào)控，遺傳規(guī)律復(fù)雜，基因型種類(lèi)眾多，因此，選育的難度大、周期長(zhǎng)，限制了該授粉控制系統(tǒng)在油菜育種實(shí)踐中的廣泛應(yīng)用。

2　甘藍(lán)型油菜顯性核不育材料的遺傳改良

顯性核不育材料的研究與利用在小麥育種已經(jīng)取得了非常豐碩的成果，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。而選育的甘藍(lán)型油菜顯性核不育品種還不多，自1985年上海市農(nóng)科所李樹(shù)林研究員提出雙基因互作模式并成功應(yīng)用于油菜育種實(shí)踐以來(lái)，審定的甘藍(lán)型油菜就核雜3號(hào)、核雜7號(hào)等幾個(gè)品種，且推廣面積不大［4］。如何改進(jìn)技術(shù)手段特別是利用當(dāng)前發(fā)展迅速的分子生物學(xué)技術(shù)方法加快甘藍(lán)型油菜顯性核不育材料的遺傳改良，縮短甘藍(lán)型油菜顯性核不育材料的選育時(shí)間，是當(dāng)前甘藍(lán)型油菜顯性核不育授粉控制系統(tǒng)利用的關(guān)鍵。

甘藍(lán)型油菜顯性核不育材料育性受到顯性核不育相關(guān)基因BnMs（ms）與恢復(fù)基因BnRf（rf）共同表達(dá)調(diào)控，純合兩型系基因型為rfrfMsMs×RfrfMsMs，其中兩型系不育株基因型為rfrfMsMs，可育株基因型為RfrfMsMs，常規(guī)材料基因型為rfrfmsms，為其保持系，恢復(fù)系基因型為RfRfmsms，全不育系基因型為rfrfMsms。當(dāng)前分子標(biāo)記的開(kāi)發(fā)已經(jīng)取得了良好的進(jìn)展，通過(guò)構(gòu)建遺傳群體、構(gòu)建基因池、標(biāo)記篩選、標(biāo)記驗(yàn)證獲得了多個(gè)PCR擴(kuò)增穩(wěn)定、多態(tài)性良好的顯性及共顯性分子標(biāo)記，可很好地應(yīng)用于油菜育種實(shí)踐。如陸光遠(yuǎn)等通過(guò)構(gòu)建兄妹交群體，對(duì)1 024對(duì)AFLP引物和640條RAPD引物進(jìn)行篩選，獲得一個(gè)交換率為6.1%的AFLP標(biāo)記［5］；胡勝武等通過(guò)對(duì)825條隨機(jī)引物進(jìn)行多態(tài)性篩選，獲得BA1102、BA500為其多態(tài)性分子標(biāo)記［1］。顯性核不育其育性遺傳規(guī)律復(fù)雜，運(yùn)用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)育，其基因型只能通過(guò)考察下一個(gè)世代測(cè)交和自交后代的育性分離比例進(jìn)行確定。而利用核不育相關(guān)基因BnMs （ms）與恢復(fù)基因BnRf（rf）分子標(biāo)記輔助選育，在當(dāng)代的苗期通過(guò)提取葉片DNA然后做PCR擴(kuò)增進(jìn)行前景選擇即可確定任一單株基因型，方便快捷，省時(shí)省工。

3　甘藍(lán)型油菜顯性核不育研究展望

油菜雜種優(yōu)勢(shì)利用的關(guān)鍵問(wèn)題是獲得100%的不育群體，甘藍(lán)型油菜細(xì)胞質(zhì)雄性不育雖然可以獲得100%的不育群體，但是該不育類(lèi)型容易受到環(huán)境因子的影響而出現(xiàn)微粉效應(yīng)，影響雜種純度，存在一定的制種風(fēng)險(xiǎn)。顯性核不育材料育性穩(wěn)定徹底，不受環(huán)境因子的干擾，同時(shí)又可獲得100%的不育群體，具有良好的發(fā)展前景。因此，以高含油量、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的常規(guī)品種作為輪回親本，通過(guò)雜交、回交、測(cè)交然后以顯性核不育相關(guān)基因BnMs（ms）與恢復(fù)基因BnRf（rf）分子標(biāo)記進(jìn)行前景選擇，選育獲得高含油量、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的顯性核不育雜交油菜，從而進(jìn)一步推動(dòng)油菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

［1］胡勝武，劉勝毅，于澄宇，等.甘藍(lán)型油菜核不育材料Shaan-GMS不育基因的RAPD標(biāo)記［J］.中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2013（3）：5-7.

［2］李樹(shù)林，周熙榮，周志疆，等.顯性核不育油菜的遺傳與利用［J］.作物研究，1990（3）：27-32.

［3］李樹(shù)林，周志疆，周熙榮.油菜顯性核不育三系法制種［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1995（1）：21-26.

［4］李樹(shù)林，錢(qián)玉秀，吳志華.甘藍(lán)型油菜細(xì)胞核雄性不育性的遺傳規(guī)律探討及其應(yīng)用［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1985 （2）：1-12.

［5］陳新軍，戚存扣，浦惠明，等.甘藍(lán)型油菜抗倒性評(píng)價(jià)及抗倒性與株型結(jié)構(gòu)的關(guān)系［J］.中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2007（1）：54-57.

S565.4

A

1674-7909（2016）12-56-2

“AtWRKY28轉(zhuǎn)錄因子在鋸齒缺刻葉發(fā)育及形態(tài)建成中的功能分析”國(guó)家自然科學(xué)基金（31360262）；“貴州向日葵種質(zhì)資源收集與評(píng)價(jià)”黔科合LH字［2015］7078號(hào)；貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士啟動(dòng)基金“甘藍(lán)型上位互作核不育油菜臨保系的選育”。

伍林濤（1977-），男，副研究員，研究方向：植物分子生物學(xué)。

奉斌（1980-），女，碩士，助理研究員，研究方向：油料作物育種研究。