隱性上位互作核不育油菜臨保系的遺傳改良

伍林 濤奉斌 韓宏仕 曾章麗 杜才富 張敏琴

摘要：隱性上位互作核不育油菜是一種優良的授粉控制系統，但是由于該授粉系統受到三對基因表達調控，遺傳規律復雜，選育的難度很大，臨保系的選育是其關鍵問題之一。本文闡述了隱性上位互作核不育油菜材料的發現，探討了隱性上位核不育油菜臨保系的選育方法，期望為隱性上位互作核不育油菜新品種的選育提供有益的啟發。

關鍵詞：隱性；表達調控；油菜

基金項目： “AtWRKY28轉錄因子在鋸齒缺刻葉發育及形態建成中的功能分析”國家自然科學基金（批準號31360262）；貴州省農業科學院博士啟動基金“甘藍型上位互作核不育油菜臨保系的選育”；“貴州向日葵種質資源收集與評價” 黔科合LH字〔2015〕7078號

中圖分類號： S565.4 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.071

油菜是我國最重要的油料作物之一。2012我國年產菜籽約1100萬噸，菜油占我國食用植物油供應的40%。人體可合成飽和與單不飽和脂肪酸，但不能合成亞油酸和亞麻酸等維持機體正常生長的必需脂肪酸，只能從食物中獲得。因而人們對該植物油的需求逐步提高[1]。但當前我國的植物油生產量僅能滿足國內2/3左右的消費需求，大量依賴進口，我國現為世界上最大的油料進口國。因此，大力發展油菜生產具有非常廣闊的市場前景。

1 隱性上位互作核不育油菜材料的發現

油菜是常異交作物，具有較好的雜種優勢潛力，通過科學的選育及組合測配可望獲得增產20%～30%。自1985年雜交油菜秦油2號大面積示范推廣以來，甘藍型雜交油菜的推廣十分迅速。在油菜育種實踐，雜種優勢利用的途徑有雄性不育、自交不親和、化學殺雄等，運用最為廣泛的是雄性不育。雄性不育作為雜種優勢利用途徑的時候，關鍵問題是獲得100%的不育群體，隱性細胞核雄性不育兩系由于只能獲得50%左右的不育群體，在雜交制種的時候必須拔除50%左右的可育株，制種成本高、產量低，雜種純度難以保障。細胞質雄性不育可以獲得100%的不育群體，對油菜生產發揮了非常重要的作用，產生了巨大的經濟效益和社會效益。但是細胞質雄性不育容易受到環境因素的干擾而產生微粉效益，影響雜交種的純度，存在一定的制種風險。

隱性上位互作核不育油菜材料的發現不但獲得100%的不育群體成為可能，而且該不育材料為細胞核基因調控，不會受到環境因子的干擾而產生微粉，因而具有很好的發展前景，是一種有待深入研究而廣泛推廣的授粉控制系統。該類型不育材料由1991年安徽省農業科學院陳鳳祥研究員發現，取名為90l2AB，在獲得該不育材料后，陳鳳祥研究員及其團隊從植株表型觀察分析、細胞學特征特性、生理生化指標及其遺傳規律展開了系統深入的研究[2-3]。

2 隱性上位互作核不育油菜臨保系的遺傳改良

隱性上位互作核不育油菜包括純合兩型系、雜合兩型系、臨保系、全不育系幾種類型。臨保系的改良是隱性上位互作核不育油菜新品種選育的關鍵問題之一[4-5]。臨保系在一個雜交分離群體所占的比例很低，比如最初的親本基因型如果是BnRfRfms3ms3ms4ms4×BnrfrfMs3Ms3Ms4Ms4，那么在F2雜交分離群體中臨保系出現的概率只有1/64[6]。對臨保系的遺傳改良有多種技術方法，可從雜合兩型系出發，以常規優質品系作為輪回親本，通過多次回交、自交、測交在后代分離群體選育改良的臨保系，也可從原臨保系出發，以常規優質品系作為輪回親本，通過多次回交、自交、測交在后代分離群體選育改良的臨保系，可從全不育系出發，以常規優質品系作為輪回親本，通過多次回交、自交、測交在后代分離群體選育改良的臨保系。其中以臨保系出發，通過常規品系作為輪回親本進行回交遺傳改良比較常見，為大多數的育種家所采用。基本的技術方法為：待改良臨保系去雄作為母本，優質常規品系作為父本進行雜交，繼續以優質常規品系為輪回親本進行回交，多代回交后在后代分離群體選育獲得新的改良臨保系。

3 隱性上位互作核不育油菜的研究展望

隨著養殖業的發展，飼料蛋白的缺口也越來越大。榨油后的菜籽餅粕蛋白質量含量高（36%～40%）且具有平衡的氨基酸組成，是優質的飼料蛋白源。此外，菜油中短鏈脂肪酸（C16-C18）占90%，是生產生物柴油的優質原料。歐盟關于能源的一些規定，將直接影響國際油菜籽市場。即使將歐洲現有的油菜籽都用于加工生物柴油，到2014年還無法滿足柴油中添加5%的生物柴油的要求。因此，開展甘藍型油菜雜種優勢利用研究，把隱性上位互作核不育油菜授粉控制系統廣泛運用于油菜生產，提高油菜單產水平，提高農民收入具有非常重要的意義。

參考文獻

[1] Dyer JD， Stymne S， Green AG and Carlsson AS. High-value oils from plants[J]. Plant，2008（54）：640-655.

[2] 陳鳳祥，胡寶成，李成，李強生，陳維生，張曼琳.甘藍型油菜細胞核雄性不育性的遺傳研究[J].作物學報，1998，4（24）：431-438.

[3] 陳鳳祥，胡寶成，李強生，侯樹敏，吳新杰，費維新.甘藍型油菜隱性上位互作核不育雙低雜交種“皖油18”的選育[J].安徽農業科學，2002，30（04）：535-537.

[4] Zhu， Y.， Dun， X.L.， Zhou， Z.F.， Xia， S.Q.， Yi， B.，Wen， J.， Shen， J.X.，Ma， C.Z.， Tu， J.X. and Fu， T.D. A separation defect of tapetum cells and microspore mother cells results in male sterility in Brassica napus： the role of abscisic acid in early anther development[J]. Plant Mol. Biol，2010（72）：111-123.

[5] 孫超才，趙華，王偉榮，李延莉，錢小芳，方光華.甘藍型油菜隱性核不育系20118A的遺傳與利用探討[J].中國油料作物學報，2002，24（04）：1-4.

[6] 韓宏仕.我國甘藍型油菜隱性上位互作核不育三系的研究與利用[J].貴州農業科學，2006，34（2）：71～74.

作者簡介：伍林濤，博士，貴州省油菜研究所，副研究員，研究方向：作物分子生物學。

通訊作者：奉斌，貴州省油料研究所，助理研究員，研究方向：油料作物育種。