两种芸薹属植物遗传多样性及一种抗除草剂油菜的育种利用研究

发布时间：2020-07-09 20:24

【摘要】：油菜是我国种植的最主要油料作物,具有显著的杂种优势。化学杀雄是油菜杂种优势利用的重要途径之一。在化学杀雄制种中,将具有抗化学杀雄剂(主要有效成分是除草剂)的油菜材料作为父本,父本无需遮挡,可以简化制种程序;同时,该类杂交种可以使用除草剂进行化学除草。因此,抗除草剂油菜的选育具有非常重要的意义。种质资源遗传多样性评价是资源保护和育种的重要基础工作。本课题组前期利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变甘蓝型油菜(Brassica napus L.)“中双9号”,创造了一个变异类型丰富的突变体库,M_2代喷施苯磺隆(TBM)筛选到一个抗TBM的突变体(K5)。本研究将以该突变体后代纯合抗性株系为核心材料,进行以下研究:1)以100份芸薹属材料,主要是甘蓝型油菜和芥菜型油菜,利用SSR(Simple Sequence Repeats)、SRAP(Sequence-related Amplified Polymorphism)和ISJ(Intron-exon Splice Junctions)分子标记,对其进行遗传多样性评价,并利用本课题组发明的一步多重PCR技术鉴定这些材料的细胞质类型;2)化杀剂对不同品系油菜的花器官形态特征、花粉育性、制种产量的影响。研究所得结果如下:1、对100份芸薹属植物材料,其中包括50份芥菜型油菜、31份甘蓝型油菜、5份白菜型油菜、5份埃塞俄比亚芥、4份甘蓝、3份炓芥、1份芸芥和1份板蓝根,利用SSR、SRAP及ISJ分子标记对其遗传多样性进行了分析。结果表明,23对SSR引物共扩增出87个多态性条带,不同引物扩增出1-6个多态性条带,平均PIC值(Polymorphic information content)为0.64;27对SRAP引物共扩增出218个多态性条带,平均PIC值为0.85;8个ISJ引物共扩增出72个多态性条带,不同引物扩增出6-13个多态性条带,平均PIC值为0.81。基于所有的377个多态性分子标记(SSR、SRAP和ISJ标记),聚类分析将参试的100份材料聚为6大类,所有参试的31份甘蓝型油菜被聚为一类,所有参试的50份芥菜型油菜被聚在一起,其他类型材料也根据类型被聚在一起,聚类结果与材料类型、系谱关系、地理来源一致。主成分分析及群体结构分析结果,与聚类分析结果基本一致。一步多重PCR分析结果显示,参试的100份芸薹属植物材料中,50份芥菜型油菜中,49份材料为Cam类型,1份为Nap类型;31份甘蓝型油菜细胞质类型相对丰富,11份Pol类型,3份Cam类型,15份Nap类型,2份混合类型。说明参试芥菜型材料细胞质类型单一,甘蓝型油菜细胞质类型相对丰富。2、以甘蓝型油菜突变体K5和12个核心亲本为材料,进行化学杀雄处理,配置化杀杂交种。喷施0.1%化杀剂CHA-XN01后,发现12个核心亲本均表现出花丝变短、雄蕊干瘪,花粉失活,而喷施化杀剂的K5和未喷化杀剂的对照品种ZS09花器官正常,花粉活性不受影响。K5制种产量达109.72 Kg/667m~2,为参试材料最高,说明化杀剂对K5产量影响最小,其余12个亲本材料的制种产量介于21.01-83.65kg/667m~2,说明除个别亲本外,大多数亲本的制种产量结果可以接受。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S565.4
【图文】：

聚类图,分子标记,材料

20图 2-1 基于 SSR、SRAP 和 ISJ 分子标记的参试材料聚类图Fig2-1Cluster dendrogram of the 100 tested Brassica accessions constructed by simple sequence repeat,sequence related amplified polymorphism and intron-exon splice junctions molecular markers

主成份,分子标记,主成分,芥菜型油菜

第二章芥菜型油菜及甘蓝型油菜遗传多样性及细胞质雄性不育类型鉴定2.2.3 主成分分析根据 SSR、SRAP 和 ISJ 分子标记数据，进行主成份分析。第一主成份解释中遗传变异的 18.24%，第二主成份解释中遗传变异的 7.05%。根据前两个主成份结果，可将100 份参试材料主要分为 4 大类（图 2-2）。芥菜型油菜分为一组、甘蓝型油菜分为一组、甘蓝和云芥和板蓝根分为一组、其余材料分为一组。通过对比发现，主成分结果与聚类图大致相同。

群体结构,材料,细胞质类型,颜色

图 2-3 100 份材料群体结构图（K=7）Fig2-3 Population structure of the 100 materials suggested by structure analysis（K=7）注：7 种颜色代表 7 个不同的组（G I~GVII）。每一个长方形柱代表一个材料。每个柱中不同颜色所占柱的百分比代表该材料遗传物质在该颜色所示组中的比例。每一个长方形柱下的数字为材料编号，同表 2-1Note: Seven colors represent seven inferred groups (G I~G VII). Each bar represents each accession. The estimated geneticfraction of each accession of each inferred group was indicated in different colors. The numbers under each bar is the sameaccession numbers in Table 2-12.2.5 细胞质类型分析利用一步多重 PCR 方法（Zhao et al. 2010），对 100 份参试材料的细胞质类型进行分析。结果表明（图 2-4），1200bp2000bp500bp800bpM 54 85

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