甘藍型油菜隱性核不育二型系029AB的遺傳特性分析

彭 燁，陶芬芳，楊學樂，鄔賢夢

（湖南農業大學農學院，長沙410128）

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甘藍型油菜隱性核不育二型系029AB的遺傳特性分析

彭 燁，陶芬芳，楊學樂，鄔賢夢*

（湖南農業大學農學院，長沙410128）

摘 要：利用2個甘藍型油菜自交系、4個隱性核不育二型系和1個溫敏核不育系為材料，對新發現的隱性核不育材料029AB進行遺傳分析，結果表明，029AB的育性由2對隱性不育基因控制，且其不育基因與隱性核不育二型系湘油402AB的不育基因等位，而與104AB、Z09AB和127AB等的不育基因不等位。這一結果說明029AB和湘油402AB的育性受同一遺傳系統控制。利用與湘油402AB具有相同不育基因的溫敏核不育系湘油402S與029AB進行正反交，結果表明，湘油402S和029AB二者的不育基因也具有等位性，且湘油402S的溫敏基因對029AB的育性具有調控作用，進一步說明029AB的不育基因與湘油402AB的不育基因為等位基因。

關鍵詞：甘藍型油菜；隱性核不育；遺傳分析；基因等位性

隱性細胞核雄性不育是目前油菜生產上應用較廣的雜種優勢利用系統之一，因其不育性徹底、穩定且恢復源廣泛，具有廣闊的應用前景［1～5］。已發現的隱形核不育材料因來源不同，包括由1對基因控制、2對基因控制和3對基因控制（2對隱性不育基因+1對隱性上位抑制基因）等幾種不同的遺傳類型。不同遺傳類型的不育材料具有不同的利用模式，如：由1對基因控制和2對基因控制的不育材料采用二系法，即不育系通過其群體內的可育單株與不育單株姊妹交進行不育系的繁殖，通過恢復系與不育系群體中的約占總株數50%的不育單株雜交進行種子生產；3對基因控制的不育材料采用三系法（不育系通過“臨保系”繁殖，從而實現三系配套）［6～10］。

029AB是湖南農業大學油料作物研究所于2008年春季在甘藍型雙低優質油菜品系07308中發現的一個新的雄性不育材料。本研究擬對其進行較為系統的遺傳分析，以明確其遺傳特性，為該材料的進一步研究利用提供理論依據。

1 材料與方法

1. 1 材料

甘藍型油菜自交系09117（Pol CMS保持系）、09254（Pol CMS恢復系），不育系029AB，隱性核不育二型系湘油402AB（小花瓣，育性由2對隱性核不育基因控制）、104AB（大花瓣，育性由1對隱性核不育基因控制）、Z09AB（大花瓣，育性由2對隱性核不育基因控制）、127AB（大花瓣，育性由2對隱性核不育基因控制），溫敏核不育系湘油402S（其不育基因與湘油402AB的不育基因等位）。湘油402AB和湘油402S來自湖南省作物研究所，其余材料均由湖南農業大學油料研究所/國家油料改良中心湖南分中心提供。

1. 2 方法

1. 2. 1 育性遺傳分析

2010年春季在湖南農業大學油菜試驗基地用029AB與自交系09117和09254分別進行正反交，獲得相應的F1代種子，2010年夏季在云南進行夏繁，調查各組合F1代育性，并套袋自交，獲得F2種子，2010年秋季在長沙播種，2011年春季調查各組合F2代育性。調查結果進行適合性測驗。

1. 2. 2 育性相關基因的等位性分析

2010年春季在湖南農業大學油菜試驗基地分別配制以下組合：029A×湘油402B、029A×104B、029A×Z09B、029A×127B、湘油402A×029B、104A ×029B、Z09A×029B、127A×029B。獲得相應的F1代種子，當年夏季在云南進行夏繁，調查各組合F1代育性，并套袋自交，獲得F2種子，并于秋季在長沙播種，2011年春季調查各組合F2代育性。調查結果進行適合性測驗。2012年春季在湖南農業大學油菜試驗基地配制組合：029A×湘油402S、湘油402S×029B，獲得相應的F1代種子，當年秋季在長沙播種，2013年春季調查兩組合F1代育性。

2 結果分析

2. 1 029A育性的遺傳特性

表1列出了029A、029B與2個油菜自交系正反交F1和F2代的育性表現。從育性調查結果可以看出，4個組合的F1代植株均表現為可育，未發現不育株，說明029AB的育性受隱性不育基因的控制，且不受細胞質的影響。而在F2代中，2個正交后代的分離比例均符合15∶1的期望值，2個反交組合可育株與不育株的分離比例則均符合31∶1的期望值，這一結果說明，一是029A的育性受2對隱性不育基因控制，二是在2個反交組合F1代植株的選擇上，可育植株的純合基因型與雜合型的數量基本一致，31∶1可育株與不育株的分離比例也進一步驗證了029A的育性是受2對隱性不育基因控制的遺傳假設。

表1 用029AB配制的各測交后代育性表現Table 1 The fertility performance of test -crossing offspring originated from 029AB

2. 2 029A育性相關基因的等位性

以4個隱性核不育二型系湘油402AB、104AB、 Z09AB和127AB為測交系與029AB進行正反交，其后代育性表現見表2。從各組合F1代的育性表現來看，029AB與湘油402AB的正反交均出現可育株和不育株，說明兩者的不育基因具有等位性，而其余組合中均未發現不育株，說明029AB的不育基因與104AB、Z09AB和127AB等的不育基因均不存在等位關系。在各組合F2代中，其育性分離表現出較大的差異，但各組合的可育株與不育株的分離比例與期望值均相符合，也進一步驗證了029AB的遺傳特性。

表2 029AB基因等位性測驗后代的育性表現Table 2 The fertility performance of allelism testing offspring from 029AB

湘油402S為溫敏核不育系，其不育基因與隱性核不育系湘油402A的不育基因等位，而且湘油402S的溫敏基因對湘油402A的不育基因具有調控作用，因此利用029AB與湘油402S進行正反交，可進一步驗證029AB不育基因的等位性。2013年春季調查組合（029A×湘油402S）和（湘油402S× 029B）F1代群體的育性，結果表明，組合（029A×湘油402S）群體中的57株植株（5行區）全部為溫敏不育株；組合（湘油402S×029B）的59株植株（5行區）中，有31株為可育株，28株為溫敏不育株，進行適合性測驗，X2c= 0. 067 80，其可育株與溫敏不育株的比例符合1∶1的期望比例，說明029AB的不育基因與湘油402S的不育基因為等位基因，并且湘油402S的溫敏基因對029AB的不育基因也具有調控作用。

3 小結與討論

由上述分析可得出結論，029AB是隱性核不育二型系，其育性由2對不育基因控制，且其不育基因與現有隱性核不育二型系104AB、Z09AB、127AB等的不育基因不存在等位關系，而與湘油402AB的不育基因等位，而且溫敏核不育系的溫敏基因對029AB的育性也具有調控作用?；诖耍?29AB可以直接“一系二用”進行雜種優勢利用，也可以利用湘油402S作溫敏源選育新的溫敏核不育系。

植物細胞核雄性不育是自然界普遍存在的一種現象，主要由點突變引起。在主要農作物中發現的細胞核雄性不育類型，以隱性核不育居多。在甘藍型油菜中，不同來源的隱性核不育材料已有大量報道，說明甘藍型油菜由自然突變產生隱性不育材料的頻率是比較高的，這可能與甘藍型油菜為復合種及具有豐富的遺傳多樣性有關。

根據本研究對029AB的遺傳分析結果，029AB中的不育基因與湘油402AB的不育基因具有等位性，但二者具有不同的親本來源。湘油402AB是在湘油402S選育過程中分離獲得的，其不育基因與湘油402S具有同源性。從湘油402S的選育過程來看，其親本為湘油91S和中雙4號［11］，它的不育基因和溫敏基因均來自湘油91S，而湘油91S選自復合交“86A/ / /中油821/ /湘油5號/ Marnoo”的后代［12］，其不育基因來自86AB。因此可以說，湘油402AB的不育基因應該來自86AB。029AB的不育基因與湘油402AB的不育基因具有等位性，可據此推斷與86AB的不育基因也具有等位性。但029AB 與86AB的遺傳背景并不相同，這可以從二者的來源分析出。029AB是在雙低優質自交系“07308”群體中發現不育單株后經連續回交選育而成，是自然突變和系統育種的產物。追索“07308”的來源，其親本為“湘油13號×中雙5號”，而86AB是在“甘藍型油菜×白菜”雜交后代中發現隱性核不育材料經連續回交選育而成，可見029AB與86AB并沒有親緣關系，但其突變位點是否相同，仍需進行分子方面的驗證。

參考文獻：

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Analysis on Genetic Characters of Recessive Genic Male Sterile Two-type Line 029AB in Brassica napus L.

PENG Ye，TAO Fenfang，YANG Xuele，WU Xianmeng*

（College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Abstract：The heredity of new recessive genic male sterile line 029AB was analyzed with 2 inbreeding lines and 4 recessive genic male sterile lines and 1 thermo-sensitive genic male sterile line in Brassica napus as materials. The results showed that，the fertility of 029AB was controlled by 2 couple of recessive genes and its male sterile genes were the allele of Xiang you 402AB，a recessive genic male sterile line，while were not the allele of 104AB，Z09AB and 127AB，which showed that the fertility of 029AB and Xiangyou 402AB was controlled by the same genetic system. The reciprocal crosses between 029AB and Xiangyou 402S，a thermo-sensitive genic male sterile line which had the same male sterile genes to Xiangyou 402AB，showed that the male sterile genes of Xiangyou 402S and 029A were allele as well，and the thermo-sensitive gene of Xiangyou 402S could regulate the fertility of 029A，which further verified the sterile genes of 029A and Xiangyou 402A were the allele.

Keywords：Brassica napus；recessive genic male sterile；genetic analysis；gene allelism

基金項目：國家科技支撐計劃項目（2011BAD35B04）；國家“863計劃”項目（2011AA10A104）。

作者簡介：彭 燁（1992 -），女，碩士研究生，Email：pe1650954414@ foxmail. com。*通信作者，Email：wuxm126@163. com。

收稿日期：2015 09 17

文章編號：1001-5280（2016）01-0001-03

DOI：10. 16848/ j. cnki. issn. 1001-5280. 2016. 01. 001

中圖分類號：S565. 403

文獻標識碼：A