甘蓝显性雄性不育材料DGMS79-399-3不育性遗传效应分析及纯合不育株的离体保存

摘要

甘蓝显性核基冈雄性不育材料DGMS79-399-3(以下简称DGMS)是我国已成功应用于生产的雄性不育类型,但目前仍存在一些问题需要研究解决.(1)有些基因背景的DGMS材料很难诱导出具有微量化粉的敏感植株因而难以获得纯合的DGMS植株(MsMs);(2)影响DGMS材料不育性表现的环境因素需进一步研究;(3)该材不育性的遗传效应尚未开展研究;(4)长期离体保存的纯合DGMS植株遗传稳定性和TuMV病毒的变化需进行研究;(5)对某些基因型的DGMS材料的离体保存、快繁技术尚需改进;等等.为此,本研究以DGMS类型材料为试材,进行了以下几个方面的研究:1.DGMS材料育性表现与外界环境条件之间的关系;2.具有微量花粉的敏感不育株诱导方法的探讨;3.DGMS材料不育性遗传效应的分析;4.长期离体保存的DGMS材料遗传稳定性和病毒变化的检测;5.改进离体保存和提高繁殖系数的方法.试验结果如下: 1.进一步证明不同遗传背景的甘蓝DGMS材料存在不育性稳定和敏感两种类型.820、129、365等材料不育性稳定,应用前景好.而对于环境敏感型DGMS材料,温度(主要是平均温度)是影响育性表达的主要环境因子.不同环境敏感DGMS材料,导致不育度降低的温度有差异.材料806达到稳定不育的临界平均温度约为20℃,材料811、813约为19℃,材料818为22-24℃.对温度敏感时段在开花前1-3周,最敏感时段在开花前12-18天. 2.降低环境温度可作为诱导DGMS材料出现有微量花粉的敏感不育株的一种方法.多年不出现微量花粉的DGMS材料374在平均温度为12℃左右的塑料棚小气候条件下首次获得2朵具有微量花粉的花朵.取微量花粉给374不育株授粉获得少量种子,利用AFLP标记对系内测交后代中的20个单株进行分子检测,初步检测存在7个纯合显性不育株. 3.用Grifling Ⅱ和6个世代联合分析法两种不同的遗传分析模型研究了甘蓝DGMS不育性的遗传效应.结果表明,甘蓝DGMS材料育性遗传效应的最适遗传模型为一对加性一显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型(D模型),主基因的遗传率为82.02﹪～94.12﹪,微效基因的遗传率为0.14﹪～10.94﹪,主基因的显性作用远远大于加性作用.以上两种遗传分析模型相互验证了:影响甘蓝DGMS材料育性表达起主要作用的是主效显性核基因,即主效核基因的显性作用占主导地位,但是主效基因的加性作用以及微效基因的作用对育性的影响也不容忽视. 遗传效应分析结果表明,纯合不育材料523-16、603-28具有较高的正向一般配合力效应值,用它们配制的5个不育系(组合)不育度平均值分别达99.19﹪、98.18﹪,其中各有3个组合整个开花期不育度为loo﹪,说明这两个纯合不育材料具有较好的应用前景. 4.对已分别保存10年、8年和7年的纯合:DGMS材料Z15即96215、98215、99215的DNA进行AFLP分析,未发现DNA水平上的变化.对离体保存半年的05Z-96215、05Z-98215、05Z-99215进行'DNA甲基化状态的检测,发现3个材料保存半年后均发生DNA甲基化模式的改变以及甲基化和脱甲基化变化,但从整体上看甲基化程度降低. 对离体保存的甘蓝纯合DGMS材料进行TuMV病毒的检测结果表明,组培材料体内TuMV病毒带毒率与材料本身田间植株带毒状况有关,特别是与取材当年的TuMV病毒发生量有关;继代2次后未见带毒率增加. 离体保存的甘蓝DGMS材料在保存过程中虽然发生甲基化状态的改变以及TuMV病毒在甘蓝组培材料体内存在,但尚未发现对组培材料的田间生长和植物学性状产生影响,这说明甘蓝课题组现有的离体保存程序对甘蓝DGMS材料的保存是可行的. 5.在18-20℃下,研究了保存甘蓝纯合DGMS材料的适宜条件.单芽茎段适合042521-12的保存,2-3芽茎段适合03Z-012608-1的保存.用封口膜+塑料膜封口可减少042521-12和03Z-012608-1的继代次数.03Z-012608-1在MS+6-BA0.2mg/L+NAA0.1mg/L+甘露醇0.3﹪+活性炭0.02﹪+蔗糖3﹪的条件下,042521-12在MS+6-BA0.2mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖7﹪的条件下长期保存后存活率最高.保存后的材料转入新鲜的培养基中,98﹪以上的茎段均能恢复生长. 6.以042521-12,03Z-012608-1,04Z-012126-1三个不同球型的甘蓝DGMS材料为试材,研究了适合它们组培快繁的方法.适合042521-12快繁的培养基为:MS+6-BA0.5+NAA0.1+蔗糖3﹪、pH6-1,适合03Z-012608-1快繁的培养基为:MS+6-BA0.5+NAA0.1+蔗糖2.﹪、pH6.1,适合04Z-012126-1 快繁的培养基为:MS+6-BA0.5+NAA0.1+蔗糖2﹪、pH6.0;培养过程中封口膜作为封口材料最佳.在相同的培养条件下,由于基因型的不同增殖系数有很大的差别.圆球类型的甘蓝DGMS材料042521-12增殖系数最高,尖球类型的甘蓝DGMS材料03Z-012608-1增殖系数最低.

目录

文摘

英文文摘

论文说明：英文缩略表

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第一章文献综述

1.1植物雄性不育性的类型及遗传

1.1.1雄性不育性的定义和表现形式

1.1.2芸薹属作物雄性不育的类型和遗传

1.2植物数量性状遗传研究的进展与在育种上的应用

1.2.1植物数量性状遗传研究方法的发展

1.2.2植物数量遗传理论在育种中的应用

1.3植物种质资源离体保存技术研究进展

1.3.1一般保存

1.3.2缓慢生长法离体保存

1.3.3超低温保存

1.4植物种质资源离体保存过程中遗传稳定性及病毒变化的研究

1.4.1植物种质资源离体保存过程中遗传变异的研究

1.4.2植物种质资源离体保存过程中病毒变化的检测

1.5本研究的目的和意义

第二章甘蓝DGMS材料不育性表现与环境条件的关系

2.1试验材料

2.2试验方法

2.2.1气象资料的获得

2.2.2育性调查

2.2.3统计分析

2.3结果与分析

2.3.1不同材料在各种小气候条件下的育性表达

2.3.2气象因子对甘蓝DGMS材料育性表达的影响

2.4讨论

2.4.1甘蓝DGMS材料的育性表达特点

2.4.2影响甘蓝DGMS材料育性表达的主要环境因子以及敏感期的问题

2.4.3甘蓝显性DGMS材料的利用前景

2.5本章小结

第三章甘蓝DGMS材料敏感不育株的诱导

3.1试验材料

3.2试验方法

3.2.1气象资料的获得

3.2.2育性调查与自交或测交授粉处理

3.2.3杂合不育材料测交后代纯合不育株的检测

3.3结果与分析

3.3.1在日光温室小气候条件下DGMS材料374的不育性表现

3.3.2不同的栽培环境条件下DGMS材料374不育性表现

3.3.3杂合不育材料测交后代纯合不育株的检测

3.4讨论

3.5本章小结

第四章甘蓝DGMS材料不育性遗传效应的分析

4.1材料与方法

4.1.1利用双列杂交法研究遗传规律

4.1.2利用P1、P2、F1、F2、B1、B2六世代联合分析法研究不育系的遗传规律

4.2结果与分析

4.2.1Griffing不完全双列杂交法的结果与分析

4.2.2 6个世代联合分析的结果与分析

4.3讨论

4.4本章小结

第五章甘蓝DGMS材料离体保存中遗传稳定性和病毒变化的检测

5.1甘蓝DGMS材料离体保存中遗传稳定性的分子检测

5.1.1试验材料与方法

5.1.2结果与分析

5.1.3讨论

5.2甘蓝DGMS材料离体保存过程中病毒变化的分子检测

5.2.1试验材料与方法

5.2.2结果与分析

5.2.3 讨论

5.3本章小结

第六章甘蓝显性DGMS材料离体保存技术的研究

6.1试验材料

6.2试验方法

6.2.1封口材料和方式对甘蓝DGMS材料保存的影响

6.2.2不同接种茎段类型对甘蓝DGMS材料保存的影响

6.2.3改变培养基成分对甘蓝DGMS材料保存的影响

6.2.4蔗糖浓度对甘蓝DGMS材料保存的影响

6.2.5多种因素混合对甘蓝DGMS材料保存的影响

6.3结果与分析

6.3.1不同封口材料和方式对甘蓝DGMS材料保存的影响

6.3.2不同接种茎段类型对甘蓝DGMS材料保存效果的影响

6.3.3改变培养基成分对甘蓝DGMS材料保存效果的影响

6.3.4蔗糖浓度对甘蓝DGMS材料保存效果的影响

6.3.5多种因素混合对甘蓝DGMS材料保存的影响

6.4讨论

6.5本章小结

第七章提高甘蓝DGMS材料离体繁殖系数的研究

7.1试验材料

7.2试验方法

7.2.1不同激素类型对繁殖系数的影响

7.2.2多种因素混合对快繁的影响

7.2.3接种密度对快繁的影响

7.2.4不同取材部位对快繁的影响

7.2.5不同基因型对快繁的影响

7.3结果与分析

7.3.1 KT、6-BA和NAA激素组合对不同类型甘蓝DGMS材料快繁的影响

7.3.2多种因素混合对不同类型甘蓝DGMS材料快繁的影响

7.3.3接种密度对不同类型甘蓝DGMS材料快繁的影响

7.3.4不同取材部位对不同类型甘蓝DGMS材料快繁的影响

7.3.5不同基因型对快繁的影响

7.4讨论

7.5本章小结

总结论

参考文献

图版和说明

致谢

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