利用属间杂交将萝卜属的根肿病抗性转移到甘蓝型油菜

发布时间：2020-06-28 15:28

【摘要】：根肿病,多表现于十字花科植物根部,是由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae Woronin)引起的世界性土传病害。目前已蔓延到我国油菜生产的多个主产区,成为影响我国油菜产量与质量的主要病害之一。选育和利用抗病品种是目前公认的最为安全有效的方法。但由于甘蓝型油菜抗性资源匮乏,因此挖掘抗病资源,拓宽油菜抗性遗传基础对于保障我国油菜生产的安全具有重要意义。种间杂交是拓宽十字花科作物遗传基础的重要手段。目前,国内外在萝卜与甘蓝型油菜直接有性杂交的研究报道并不多,以抗根肿病的萝卜作为父本,得到杂交后代的报道相对更少。本研究筛选出9种抗枝江菌株的萝卜(Raphanus sativus L.,2n=18,RR)品种,以其作为父本与感病的甘蓝型油菜“411”(Brassica napus L.,2n=38,AACC)杂交来转移根肿病抗性。主要研究结果如下:1、鉴定了20份萝卜品种对国内9个地区的根肿菌的抗性,其中京研叶用对各地区的根肿菌均免疫;红脸蛋萝卜、和田三季对9个菌源均表现为高抗;台湾品种牛埔gY、吉美红皮、春露萝卜仅对PbES表现感病;新美心樱桃和台湾品种红姬樱桃对PbES和PbHS表现感病;红心红皮对PbES、PbHS和PbPX表现感病;其余11个萝卜品种对9个地区的根肿菌均无抗性。2、以筛选到的9个抗根肿病萝卜为父本与感病油菜杂交。9个杂交组合中,两个杂交组合产生F_1植株。通过流式细胞仪检测、萝卜特异性标记检测和染色体数目观察,三种方法的检测结果一致证实仅“411×京研叶用”这一组合中存在两株真杂种,在子房培养和田间自然条件下分别得到了1株。3、对真杂种的细胞学观察发现,真杂种雄蕊败育,无花粉。经秋水仙素加倍后,花粉育性达35%,并且雌蕊压片观察发现含有56条染色体,表明成功得到了六倍体植株,即S_0代。4、以S_0植株为母本与甘蓝型油菜回交,共得到178株幼苗。经抗病性鉴定,发现有171株表现为抗病,7株为三级感病;大部分抗病植株含有47条染色体,但发现有一开黄花的抗病植株含有43条染色体。5、对真杂种的F_1代和BC_1代植株进行表型观察分析,结果表明:真杂种的表型介于父母本之间,营养生长较生殖生长旺盛得多,叶型类似油菜,花的形态要小于母本,花色为白色。成功加倍的植株花型大而饱满,叶片边缘有毛刺。回交角果长度与油菜荚果相似,果身与果喙比例与萝卜荚果相似,为1:1。BC_1代出现了明显的形态分离:生长早期,部分植株有主茎,类似于甘蓝型油菜,部分无主茎,枝叶分散,类似于萝卜。叶形差异主要表现在叶缘,从锯齿形到椭圆形均有。大部分花的颜色为白色,有一单株花色恢复到黄色。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.654
【图文】：

技术路线图,油菜,根肿病,中间材料

国农业科学院硕士学位论文第一章引言学、细胞学及分子检测技术，将油菜近缘种萝卜中的抗根肿病基因导入到油菜中，以期获得具免疫或高抗根肿病的中间材料，进而拓宽甘蓝型油菜的根肿病抗性遗传基础，为应对油菜根肿抗性基因单一带来的抗性易丧失问题提供更多可供选择利用的种质资源。.3.3 研究流程（1）通过抗病性鉴定，筛选出抗性强的萝卜品种，为油菜抗根肿病育种提供抗源材料。（2）利用有性杂交与子房培养相结合的方法获得属间杂种，结合形态学，细胞学，分子生学手段检测杂交种的真实性。（3）对 F1代真杂种加倍处理得到 S0，并与甘蓝型油菜回交。（4）对 BC1代进行抗性鉴定，筛选抗病植株，作为继续培育油菜抗病品种的中间材料。具研究流程如图 1-1

分子标记,亲本,植株,萝卜

中国农业科学院硕士学位论文第三章甘蓝型油菜与抗病萝卜的远缘杂交真正的 F1杂交种（ACR）检测到峰值的位置应该接近两个亲本的平均值。亲本油菜品系（AACC）和萝卜品系（RR）的 DNA 荧光强度峰值分别出现在 100.80 和 52.74（图 3-1A，B），两者的平均值为 76.77。在检测的六株 F1代植株中，仅有两株的检测峰值符合要求，均来自杂交组合“411×京研叶用”，即 F1-1 和 F1-4，峰值分别出现在为 84.81 和 86.37（图 3-1C，D），表明它们最有可能是真正的 F1杂交种。亲本检测图中在位置约 200 和 100 处也有一个小峰，而 F1-1和 F1- 4 在 160 处有一个小峰。这表明测试的植物除了 G1 期的细胞（DNA=2C）外，还有 S 期或G2 期的一些分裂细胞（DNA=4C）。（2）分子标记检测鉴定使用九对萝卜特异性引物进行 PCR 扩增检测。真正的 F1杂种应该具有与其父本萝卜相同的条带，杂种中不存在这样的条带表明为假杂交。其检测结果如图 3-2

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