一种利用黑芥拓宽芥菜B亚基因组遗传变异的方法

摘要

本发明公开了一种利用黑芥拓宽芥菜B亚基因组遗传变异的方法，其特征在于，该方法通过白菜A

说明书

技术领域

本发明涉及植物新品系选育技术领域，具体涉及一种利用黑芥拓宽芥菜B亚基因组遗传变异的方法。其国际专利分类号为A01H1/04。

背景技术

芥菜(Brassica juncea，AABB)包括蔬菜类型和油用类型，包括榨菜、儿菜、青菜头、大头菜、以及芥菜型油菜等。芥菜是由白菜(B.rapa，AA)和黑芥(B.nigra，BB)自然杂交，染色体加倍进化而来的异源四倍体。与亲本物种相比，芥菜狭窄的遗传基础限制了其遗传改良。

传统利用亲本改良芥菜的方法主要有两种。一种是通过黑芥和白菜杂交，获得人工合成芥菜。该办法虽然能有效拓宽现有芥菜的遗传基础，但在实施中，由于白菜与黑芥存在严重的生殖隔离，两者间杂交困难，需要采用胚挽救技术才能获得杂交种(Wen等.Euphytica.2007)，致使该方法只能局限于少量亲本种材料的杂交利用；另一种方法是芥菜与白菜杂交发展三倍体杂种，然后三倍体与芥菜回交后代进行选育，获得含有白菜遗传背景的芥菜型个体。此方法在实施中，由于杂交的后代为非整倍体，致使选育的周期长，选育的过程繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用黑芥拓宽芥菜B亚基因组遗传变异的方法，该方法能够快速、简便有效地获得具黑芥遗传成分的芥菜，拓宽现有芥菜B亚基因组的遗传多样性，解决了现有芥菜培育方法导致的选育周期长、杂交过程具有亲和性障碍的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种利用黑芥拓宽芥菜B亚基因组遗传变异的方法，该方法通过白菜A^rA^r与芥菜A^jA^jB^jB^j杂交，在自然条件下获得三倍体种子A^rA^jB^j、三倍体种子A^rA^jB^j进行染色体加倍获得六倍体A^rA^rA^jA^jB^jB^j，将六倍体A^rA^rA^jA^jB^jB^j与黑芥B^n1-nB^n1-n杂交，获得新型芥菜A^jA^rB^jB^n1-n。

本发明通过先获得六倍体，以六倍体为桥梁，与黑芥杂交，获得新型芥菜，六倍体与黑芥杂交具有一定的亲和性，不需要胚挽救技术就能够获得杂交种子，同时，本发明所述方法的杂种后代为整倍体，选育周期相对较短、过程相对简单，克服了通过芥菜与黒芥杂交、然后对杂交后代与芥菜多轮回交进行选育芥菜导致的选育周期长，选育过程繁琐的问题。

进一步地，该方法包括以下步骤：

1)、三倍体的获得：

芥菜A^jA^jB^jB^j与白菜A^rA^r有性杂交，田间自然条件下生长，至成熟期收获三倍体种子A^rA^jB^j；

2)、六倍体的获得：

将步骤1)中收获的三倍体种子A^rA^jB^j播种，幼苗阶段进行染色体诱导加倍，获得六倍体A^rA^rA^jA^jB^jB^j；

3)、新型芥菜的获得：

六倍体A^rA^rA^jA^jB^jB^j与黑芥B^n1-nB^n1-n有性杂交，自然条件下生长，成熟后获得新型芥菜A^jA^rB^jB^n1-n。

所述芥菜A^jA^jB^jB^j与白菜A^rA^r有性杂交可以是以芥菜A^jA^jB^jB^j为母本，也可以是以白菜A^rA^r为母本。

进一步地，所述染色体诱导加倍的具体方法为：

将三倍体种子播种萌发，于植株6-8叶期时在生长点放置浸湿浓度为0.01％的秋水仙碱溶液的棉花团，连续处理三天，每天向棉花团增加同浓度秋水仙碱溶液3次，处理期间用塑料薄膜遮挡住植株上方；处理后移除棉花和塑料薄膜，植株于自然条件下生长，花期检测其花粉育性和结实性，筛选染色体加倍成功的个体。

进一步地，六倍体A^rA^rA^jA^jB^jB^j与黑芥B^n1-nB^n1-n有性杂交以六倍体A^rA^rA^jA^jB^jB^j作为母本。

进一步地，芥菜为所有基因组为A^jA^jB^jB^j的作物，包括芥菜型油菜和蔬菜用芥菜；所述白菜为所有基因组为A^rA^r的作物，包括白菜型油菜和蔬菜用白菜。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明能够快速、简便有效地获得具黑芥遗传成分的芥菜，拓宽了现有芥菜的遗传基础。

2、本发明所述方法的选育周期短、过程简单，且能够避免黑芥与白菜的杂交导致的亲和性障碍的问题。

3、本发明所述方法整个过程不需要进行任何组织培养操作；经过一轮染色体加倍处理后获得的六倍体自然条件下自交可结实，六倍体可长期使用，无需重复创建；六倍体与黑芥的杂交在田间自然条件下可成功，容易将多份黑芥的遗传物质转移到芥菜中。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

1)、三倍体的获得：

以白菜型油菜A^rA^r(品系为4M245)为母本，剥蕾去雄，授以芥菜型油菜A^jA^jB^jB^j(品系为4N006)的花粉，有性杂交，套袋生长一周后拆袋，然后自然条件下生长至成熟，收获三倍体种子A^rA^jB^j；

2)、六倍体的获得：

将步骤1)中收获的三倍体种子A^rA^jB^j播种萌发，于植株6叶期时在生长点放置浸湿浓度为0.01％的秋水仙碱溶液的棉花团，连续处理三天，每天向棉花团增加同浓度秋水仙碱溶液3次，处理期间用塑料薄膜遮挡住植株上方；处理后移除棉花和塑料薄膜，植株于自然条件下生长，花期检测其花粉育性和结实性，鉴定染色体数目，获得六倍体A^rA^rA^jA^jB^jB^j；

3)、新型芥菜的获得：

以六倍体A^rA^rA^jA^jB^jB^j为母本，进行人工去雄，均匀授以3个不同基因型黑芥(2V1098F、2V1099-1、2V1089-1)花粉，有性杂交，获得新型芥菜。

在本实施例中：六倍体与3个不同基因型黑芥杂交有一定的可交配性，平均结实率为3.12粒/角果；对新型芥菜的体细胞染色体数目进行检测发现，它们的染色体数目均为36条；这些新型芥菜自交可结实，平均为5.57粒/角果。六倍体与3个不同基因型黑芥杂交产生的新型芥菜叶色、叶型、分枝等形态学特点有明显差异，遗传变异较大。

实施例2：

本实施例基于实施例1，将实施例1中的白菜型油菜A^rA^r(品系为4M245)替换成蔬菜用白菜A^rA^r(品系为5W245)；将芥菜型油菜A^jA^jB^jB^j(品系为4N006)替换成蔬菜用芥菜A^jA^jB^jB^j(品系为4N008，榨菜)；并且以蔬菜用芥菜A^jA^jB^jB^j(品系为4N008)为母本，剥蕾去雄，授以蔬菜用白菜A^rA^r(品系为5W245)花粉进行有性杂交。

在本实施例中：六倍体与3个不同基因型的黑芥杂交具有一定程的可交配性，平均结实率为3.55粒/角果；对新型芥菜的体细胞染色体数目进行检测发现，它们的染色体数目均为36条；这些新型芥菜自交可结实，平均自交结实率为6.69粒/角果。六倍体与3个不同基因型黑芥杂交产生的新型芥菜叶色、叶型、结球特性、块茎形成等形态学特点有明显差异，遗传变异较大。

实施例3：

本实施例基于实施例1，与实施例1的不同之处在于：以芥菜型油菜A^jA^jB^jB^j(品系为4N006)为母本，剥蕾去雄，授以白菜型油菜A^rA^r(品系为4M245)花粉进行有性杂交。

在本实施例中：六倍体与3个不同基因型的黑芥杂交具有一定程度的可交配性，平均结实率为3.88粒/角果；对新型芥菜的体细胞染色体数目进行检测发现，它们的染色体数目均为36条；这些新型芥菜自交结实性交好，平均达到6.92粒/角果。六倍体与3个不同基因型黑芥杂交产生的新型芥菜叶色、叶型等形态学特点有明显差异，遗传变异较大。

实施例4：

本实施例基于实施例2，与实施例2的不同之处在于：以蔬菜用白菜A^rA^r(品系为5W245)为母本，剥蕾去雄，授以蔬菜用芥菜A^jA^jB^jB^j(品系为4N008)花粉进行有性杂交。

在本实施例中：六倍体与3个不同基因型的黑芥杂交具有一定程度的可交配性，达到平均结实率为2.57粒/角果；对新型芥菜的体细胞染色体数目进行检测发现，它们的染色体数目均为36条；这些新型芥菜自交结实率平均为4.25粒/角果。六倍体与3个不同基因型黑芥杂交产生的新型芥菜叶色、叶型、结球特性、块茎形成等形态学特点有明显差异，遗传变异较大。

在上述实施例中，对体细胞染色体数目进行检测均采用现有技术进行检测。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。