芥蓝BC3代Ogura CMS育性恢复材料的创制及 Rfo基因传递和背景分析

摘要：

[目的]创制Ogura细胞质不育(Ogura CMS)的恢复系是利用Ogura CMS种质资源的有效途径.本研究基于已获得的BC2代育性恢复单株15Q23,继续用芥蓝进行回交,通过分析育性恢复基因Rfo的传递效率,及BC3代Rfo阳性株的遗传背景、育性表现、结实性和倍性,从而加速甘蓝类蔬菜Ogura CMS恢复材料的创制,获得甘蓝类蔬菜Ogura CMS恢复系.[方法]以BC2代育性较好的单株15Q23为父本,Ogura CMS芥蓝15Y102为母本进一步回交,利用Rfo特异分子标记对所有回交后代进行筛选,计算BC3代Rfo传递效率,并调查BC3代Rfo阳性单株的形态特征、育性恢复情况、结实性、倍性;选取遗传背景近于芥蓝、结实较好的重点单株继续回交获得BC4代,分析BC4代Rfo传递效率和阳性单株倍性.[结果]在开花的不同时期,单株15Q23花粉活力差异明显,以不同时期的花粉进行回交的结实性也存在极显著差异(P<0.01),平均结实率为0.07粒/授粉花蕾(7％).利用Rfo特异标记对获得的BC3代单株进行苗期筛选,结果表明,Rfo可稳定传递,遗传背景分析结果表明,BC3代单株与芥蓝15Y102遗传相似系数在0.81—0.92,遗传背景比BC2代单株15Q23(0.73)更近于芥蓝,形态标记聚类结果与遗传背景标记聚类结果一致.形态观察发现,BC3单株形态特征都近于芥蓝,但生长势较亲本芥蓝更强;倍性鉴定结果表明,多数BC3后代接近于四倍体.开花后观察34个BC3后代单株的育性,有Rfo标记的单株育性均得到恢复.但不同单株间花粉活力存在差异,单株16Q1-4、16Q1-7、16Q1-10在整个花期花粉活力一直在75％以上.利用亲本芥蓝对花粉活力较好的Rfo阳性单株(花粉活力>50％)进行回交,以单株16Q1-4和单株16Q1-10当父本时结实性最好,结实率分别为15％和9％,显著高于BC2代阳性单株15Q23(7％,P<0.05).BC4代单株中Rfo可以稳定传递,Rfo传递效率接近33％;对以16Q1-4为父本回交获得的24株阳性株进行倍性检测,不同单株间倍性差异较大,其中3株的荧光峰值和亲本芥蓝相近,倍性近于芥蓝.[结论]利用芥蓝对种间杂交六倍体Rfo阳性株进行第3、第4代回交,Rfo可稳定传递,成功获得了遗传背景、形态特征近于亲本芥蓝,结实性较BC2代单株15Q23显著提升的BC3代Ogura CMS育性恢复材料16Q1-4和16Q1-10.

关键词：芥蓝、育性恢复、Rfo传递效率、遗传背景

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资助基金：国家重点研发计划2016YFD0101702;国家自然科学基金31572141;国家现代农业产业技术体系建设专项CARS-25;农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室项目

在线出版日期：2018-06-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1746-1757