甘蓝细胞质雄性不育类型鉴定及比较研究

摘要

利用雄性不育系选育甘蓝杂种一代已经成为继自交不亲和系杂种选育途径后的另一个重要的途径。目前，国内外各育种单位先后通过不同渠道引进了大量的细胞质雄性不育资源开展不育系的选育和杂种一代的培育。大多数育种者由于缺少对引进不育资源背景的了解，面对不育资源回交转育后出现的器官发育异常、育性不稳定等情况缺少解决思路和办法，导致育种进展缓慢。因此，有必要理清当前甘蓝细胞质雄性不育资源的遗传背景、不育源在不同核背景下的形态学特征以及育性的稳定性，对于指导未来甘蓝利用细胞质雄性不育系培育杂种具有重要的指导意义。本研究拟通过胞质类型鉴定、花器官形态学及败育的细胞学研究来挖掘甘蓝中的新的、更好的胞质不育源，以便为进一步的研究及实际育种工作奠定基础。
　　本研究以从国内外不同单位引进的胞质不育源回交转育所得到的同质异核及同核异质细胞质雄性不育系为材料，首先对所有材料进行不育胞质类型分子鉴定，再进一步对各材料间花器官形态的比较研究及各材料花药败育的细胞学研究进行观察和比较，主要结果如下:
　　1.对转育得到的70份细胞质雄性不育甘蓝的不育胞质类型的分子鉴定结果表明，其中有13份同质异核材料为Nap CMS型，55份材料为Ogu CMS型，2份材料为Nap胞质与Ogu胞质共存型，且在含有Nap胞质的15份材料中发现一个长687bp，可以编码228个氨基酸的开放阅读框“orf228”。
　　2.花器官形态调查的结果表明，这些Ogu CMS材料可以被分成两组，第一组是以(87、100-104)为代表的，用2000年从天津引进的胞质不育源转育得到的同质异核Ogu CMS材料，表现为雄蕊心皮化或丝状，雌蕊多数弯曲，蜜腺较小;第二组是以(105-117)为代表的，用2003年从北京引进的胞质不育源转育得到的同质异核Ogu CMS材料，表现为花朵正常开放且雌蕊形态正常，蜜腺大，雄蕊退化彻底;而同质异核Nap型材料花朵基本不开放或者仅仅呈半开放、微开放状态，雄蕊退化严重，花药呈盾形或花瓣形，雌蕊形态不正常，弯曲严重，蜜腺中等偏大。
　　3.细胞学观察可知:第一组同质异核Ogu CMS材料的花药败育时期主要集中在造孢细胞至花粉母细胞时期，主要表现为花粉囊延迟分化或者很少分化，且分化的花粉囊成畸形;第二组同质异核Ogu CMS材料的花粉败育时期主要集中在四分体时期至单核小孢子时期，败育方式主要为绒毡层细胞增生，将小孢子挤压于药室中央，并与其一起解体于药室中;在同质异核Nap CMS材料中，花药败育时期主要在单核小孢子时期，主要表现为部分单核小孢子解体成空壳花粉粒，或者部分能形成成熟的花粉但花药不开裂，不能正常散出花粉，且部分花粉囊分化数目异常。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 细胞质雄性不育的概念

1．2 十字花科作物细胞质雄性不育的主要类型

1．2．1 Ogu CMS

1．2．2 Nig CMS

1．2．3 Pol CMS

1．2．4 Nap CMS

1．2．5 陕2A CMS

1．2．6 B．Juncea CMS

1．2．7 Mur CMS

1．2．8 Hau CMS

1．3 十字花科作物细胞质雄性不育的花器官形态学研究

1．4 细胞质雄性不育花粉败育的细胞学研究

1．4．1 正常花粉发育过程

1．4．2 细胞质雄性不育败育时期的研究

1．4．3 细胞质雄性不育败育方式的研究

1．5 线粒体相关开放阅读框(ORFs)与细胞质雄性不育

1．5．1 与Ogu CMS相关的orf138的研究

1．5．2 与Pol CMS及陕2A CMS相关的orf224的研究

1．5．3 与Nap CMS相关的orf222的研究

1．5．4 与芥菜细胞质雄性不育性相关的ORFs的研究

第2章 引言

2．1 研究的目的与意义

2．2 研究内容

2．2．1 甘蓝细胞质雄性不育类型的分子鉴定

2．2．2 花器官形态比较

2．2．3 花药发育的细胞学研究

第3章 甘蓝细胞质雄性不育类型的分子鉴定

3．1 实验材料

3．1．1 供试植物材料

3．1．2 主要生化试剂

3．1．3 主要仪器设备

3．2 实验方法

3．2．1 引物设计

3．2．2 DNA的提取

3．2．3 特异引物PCR扩增

3．3 结果与分析

3．3．1 orf138引物P1／P2扩增结果

3．3．2 orf222引物P5／P6扩增结果

3．3．2 orf224引物P7／P8扩增结果

3．4 讨论

第4章 甘蓝细胞质雄性不育材料的花器官形态比较

4．1 实验材料

4．2 实验方法

4．3 结果与分析

4．3．1 Ogu CMS花器官形态分析

4．3．2 Nap CMS花器官形态分析

4．3．3 剩余Ogu胞质不育材料花器官形态分析

4．3．4 同核异质不育材料比较分析

4．4 讨论

第5章 甘蓝细胞质不育材料花药发育的细胞学研究

5．1 材料

5．2 试剂

5．3 方法

5．4 结果与分析

5．4．1 正常可育甘蓝花药发育过程

5．4．2 第一组同质异核Ogu CMS材料花粉败育过程

5．4．3 第二组同质异核Ogu CMS材料花粉败育过程

5．4．4 同质异核Nap CMS花粉败育过程

5．5 讨论

第6章 结论

6．1 胞质不育类型分子鉴定

6．2 胞质不育材料花器官形态比较

6．3 花粉败育的细胞学研究

参考文献

致谢

附录

附录1 缩写词

附录2 在学期间发表文章、参加项目及会议情况