青梗菜核基因雄性不育系gms011的選育

青梗菜核基因雄性不育系gms011的選育

綠豆是卷心菜的一個品種，色澤鮮艷，品質(zhì)優(yōu)良，深受消費者歡迎。目前,日本、韓國的優(yōu)質(zhì)青梗菜雜交種大量進入我國,已成為我國優(yōu)質(zhì)小白菜的主流品種。選育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的青梗菜雜交種勢在必行。青梗菜兩性花異花授粉,雜種優(yōu)勢十分顯著,雄性不育系的利用,是解決其雜交制種手段的有效途徑。王玉剛等首先將馮輝等發(fā)現(xiàn)的大白菜核不育復(fù)等位基因轉(zhuǎn)入小白菜蘇州青,育成了具有100%不育株率的青幫小白菜核基因雄性不育系00S107。本試驗以00S107為不育源,采用雜交和連續(xù)回交方法,將不育基因轉(zhuǎn)育到青梗菜自交系CA123中,育成了園藝學(xué)性狀與CA123相近的青梗菜核基因雄性不育系GMS001。1材料和方法1.1及其臨時保持系供試材料為小白菜核基因雄性不育系00S107及其臨時保持系00S109;青梗菜自交系CA123,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7和D8。1.2種子種苗與轉(zhuǎn)育品種的選擇試驗于2005～2008年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜遺傳育種試驗基地進行。首先測交鑒定待轉(zhuǎn)育品系CA123基因型,然后設(shè)計轉(zhuǎn)育方案,采用常規(guī)的雜交、回交和自交方法,轉(zhuǎn)育核不育復(fù)等位基因及植物學(xué)性狀。每年完成2個有性世代繁殖。2月中旬穴盤播種育苗,4月中旬定植于露地,5月初開始育性鑒定、授粉。冬季加代繁殖試材于8月初進行春化處理,萌動種子在2℃冰箱中處理20～30d后播于穴盤,幼苗長至5～6片真葉時移栽到直徑22cm的花盆中,放在溫室中待開花后授粉。比較鑒定了回交3代后選育出的不育系GMS001與轉(zhuǎn)育品系CA123和不育源材料00S107在株高、開展度、葉長、葉柄長、單株質(zhì)量等性狀上的差異。用選育出的新不育系GMS001與8個青梗菜自交系配制雜交組合,以華王為對照進行品種比較試驗,隨機區(qū)組設(shè)計,3次重復(fù),每小區(qū)30株,株距15cm,行距20cm。樣本容量按公式n≥lg0.01/lg(1-p)計算,適合性測驗取公式χ2C2C=[|A-ra|-(r+1)/2]2。2結(jié)果與分析2.1基因型的確定試驗所用不育源材料的不育性為復(fù)等位基因遺傳,不育性受同一位點3個基因控制:Ms為顯性不育基因;ms為Ms的等位隱性可育基因;Msf為Ms的等位顯性恢復(fù)基因。三者之間的顯隱關(guān)系為Msf>Ms>ms。配成不育系的兩用系不育株基因型為MsMs,可育株基因型為MsfMs,其不育性通過兩用系內(nèi)不育株與可育株兄妹交保持(MsMs×MsfMs→1/2MsMs,1/2MsfMs);臨時保持系基因型為msms;用兩用系不育株(MsMs)與臨時保持系(msms)交配,可獲得具有100%不育株率的雄性不育系(MsMs×msms→Msms)。2.2交代后育性分離普通可育品系在不育位點上的基因型有3種:MsfMsf、msms和Msfms。這3種基因型可以通過它們與不育系(Msms)雜交后代的育性分離比率加以鑒別。Μsms×{ΜsfΜsf→ΜsfmsΜsfΜs全可育Μsfms→msmsΜsfΜsΜsfmsΜsms3∶1(可育∶不育)msms→msmsΜsms1∶1(可育∶不育)以小白菜核不育系00S107(Msms)為母本,與青梗菜可育品系CA123雜交,F1全部為可育株(可育株∶不育株=210∶0),說明CA123的基因型為MsfMsf。2.3育種和育種2.3.1fpse回交鑒定針對CA123的基因型(MsfMsf),設(shè)計了以不育系00S107(Msms)為不育源的轉(zhuǎn)育方案,遺傳模式如圖1。用不育系00S107與待轉(zhuǎn)育品系CA123雜交,F1有兩種基因型植株,即MsfMs和Msfms,其比例為1∶1,表現(xiàn)為全可育。F1基因型可通過與臨時保持系00S109(msms)測交鑒定。其中,基因型為MsfMs的植株用于選育兩用系;基因型為Msfms的植株用于選育臨時保持系。以CA123為輪回親本與基因型為MsfMs的植株回交,后代將出現(xiàn)MsfMs和MsfMsf兩種基因型植株,用不育系00S107(Msms)測交選出基因型為MsfMs的植株,繼續(xù)與CA123回交,直到回交后代與CA123形態(tài)相近為止。以CA123為輪回親本與基因型為Msfms的植株回交,后代將出現(xiàn)MsfMsf和Msfms兩種基因型植株;用不育系00S107(Msms)測交選出基因型為Msfms的植株繼續(xù)與CA123回交,同樣直到回交后代與CA123形態(tài)相近為止。回交后代基因型為MsfMs和Msfms的植株分別自交,在其后代中可以篩選出兩用系和臨時保持系,進而育成與CA123性狀相近的新核基因雄性不育系。2.3.2基因型的篩選按照圖1模式,F1植株基因型有MsfMs和Msfms兩種,表現(xiàn)型均為可育。隨機取7株F1與臨時保持系00S109(msms)測交,鑒定各F1植株基因型,結(jié)果列于表1。根據(jù)測交后代分離比率,可以確定(00S107×CA123)-3基因型為MsfMs,(00S107×CA123)-1基因型為Msfms。用這兩個植株分別與CA123(MsfMsf)回交,各回交后代通過與不育系00S107(Msms)測交鑒定基因型(表2)。選擇基因型為MsfMs和Msfms的植株繼續(xù)與CA123回交,如此往復(fù)連續(xù)進行3次回交?；亟?代基因型為MsfMs和Msfms的植株自交后代育性分離比率列于表3。MsfMs植株自交后代育性分離比率為3∶1,基因型比率為1/4MsfMsf、2/4MsfMs、1/4MsMs。其中,MsfMs和MsMs為兩用系基因型。由于MsfMsf和MsfMs在表現(xiàn)型上均為可育,可以通過與同系不育株(MsMs)兄妹交,根據(jù)后代育性分離比率加以區(qū)分,有育性分離的即為新的兩用系(表4)。Msfms植株自交后代全可育,基因型比率為1/4MsfMsf、2/4Msfms、1/4msms。選16株形似輪回親本的植株與兩用系中的不育株(MsMs)雜交,全不育后代對應(yīng)的父本系即為新的臨時保持系(表5)。經(jīng)過4a、7個有性世代的轉(zhuǎn)育,獲得了形似CA123的新核基因雄性不育系GMS001,育性調(diào)查結(jié)果表明,所獲得的新核基因雄性不育系不育度和不育株率均為100%。2.4生物學(xué)性狀鑒定結(jié)果選育成的新核基因雄性不育系GMS001與轉(zhuǎn)育目標品系CA123及不育源材料00S107的植物學(xué)性狀鑒定結(jié)果列于表6。經(jīng)過3次回交轉(zhuǎn)育成的新核基因雄性不育系GMS001的植株形態(tài)與轉(zhuǎn)育親本品系CA123已十分相似,兩者的株高、開展度、葉長、葉柄長、單株質(zhì)量等植物學(xué)性狀接近。2.5區(qū)組間品種比較試驗用新轉(zhuǎn)育成的核基因雄性不育系GMS001與8個青梗菜自交系D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8配制雜交組合。以華王為對照進行品種比較試驗,結(jié)果列于表7。表7數(shù)據(jù)經(jīng)方差分析,區(qū)組間產(chǎn)量差異不顯著,組合間(品種間)產(chǎn)量差異達極顯著水平(F=36.57>F0.01=3.89)。組合間多重比較,特殊配合力最高的是GMS001×D3,而且其產(chǎn)量顯著高于對照華王。GMS001×D3葉片亮綠、束腰、品質(zhì)優(yōu)良。3青梗菜核基因雄性不育系的轉(zhuǎn)育采用本項研究設(shè)計的轉(zhuǎn)育方法,成功地將青幫小白菜核基因雄性不育系的不育基因轉(zhuǎn)入到青梗菜中,育成了不育株率和不