芥菜型油菜细胞质雄性不育系WJS01A及其衍生后代的研究

论文摘要

油菜是食用油和植物蛋白的主要来源。杂种优势利用可以实现高产与优质相结合,而细胞质雄性不育是杂种优势利用的最主要途径。芥菜型油菜细胞质雄性不育系WJSOIA是吴江生教授从田间材料中发现的一种新型细胞质雄性不育材料,且不育性稳定,不受环境条件的影响。本课题从形态学、细胞学、遗传学和分子生物学水平上对WJSOIA CMS及其衍生后代进行研究,同时利用大量育种材料与不育系WJSOIA测交筛选保持系和恢复系,结果如下：1.通过两年四点的育性观察,发现不育系WJSOIA及其衍生后代在苗期与正常材料在长势长相上差异不大,现蕾后,WJSOIA雌蕊发育正常,柱头高于花药,四个蜜腺深绿饱满,但花药颜色发白,没有花粉,其衍生后代在花器形态上与不育系WJSOIA相比有差异。2. WJSOIA CMS的衍生后代与Pol CMS、Ogu CMS和Kos CMS的恢复系进行测交,收获F1杂种。将Fl杂种种植于田间,于花期进行育性鉴定,结果显示不育系WJS01A与Pol CMS、Ogu CMS和CMS材料的恢保关系明显不同。此外,在测交的国内外300多种油菜品种中,尚未发现稳定的恢复系。3.对不育系WJS01A的花药制作石蜡切片,进行细胞学显微结构观察。结果表明不育系WJS01A属无花粉囊型不育系,败育时期为花药原基到孢原细胞时期,花药在发育过程中不能形成正常的孢原细胞进而分化出花粉囊。4.线粒体基因组特异PCR、多重PCR和RFLP分析结果表明,特异PCR可以鉴定已知的多种不育系；多重PCR可以将WJS01A CMS与Pol CMS、Ogu CMS和CMS区分开来,但CMS与正常的芥菜型油菜品种没有差异；RFLP分析显示,在所检测的8个探针／酶组合中,所有探针／酶组合在WJS01A CMS和其衍生后代检测到微小的差异,说明WJSO1A CMS在遗传过程中由于一些条件的影响而使线粒体基因组结构发生了改变,但并未影响不育基因的表达和调控。有6个可以将不育系WJS01A与其他四种细胞质雄性不育系区分开,说明WJS01A为一新型细胞质雄性不育系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 1 前言
• 1.1 芸薹属内物种间的关系研究
• 1.2 植物雄性不育的分类
• 1.3 油菜杂种优势利用的现状
• 1.4 油菜杂种优势利用的途径
• 1.4.1 细胞质雄性不育杂交种
• 1.4.2 细胞核雄性不育杂交种
• 1.4.3 细胞核+细胞质雄性不育杂交种
• 1.4.4 生态型雄性不育杂交种
• 1.4.5 自交不亲和系杂交种
• 1.4.6 化学杀雄杂交种
• 1.4.7 天然（自然）杂交种
• 1.5 油菜的几种细胞质雄性不育类型
• 1.5.1 Pol CMS
• 1.5.2 Ogu CMS
• 1.5.3 nap CMS
• 1.5.4 Shaan 2A CMS
• 1.5.5 hau CMS
• 1.5.6 tour CMS
• 1.5.7 Mur CMS
• 1.5.8 Nig CMS
• 1.6 油菜细胞质雄性不育与花药发育
• 1.7 油菜线粒体基因组与CMS相关不育基因
• 1.8 目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 育性鉴定和形态观察
• 2.2.2 恢保关系测定
• 2.2.3 花药石蜡切片
• 2.2.4 不育系WJS01A的分子鉴定
• 2.2.4.1 CTAB大量法提取基因组DNA
• 2.2.4.2 引物设计与PCR扩增
• 2.2.4.3 多重PCR
• 2.2.4.4 Southern blotting
• 3 结果与分析
• 3.1 不育系WJS01A及其衍生后代的形态学观察
• 3.1.1 苗期形态观察
• 3.1.2 花器形态观察
• 3.2 不育系WJSOM的育性鉴定和遗传学研究
• 3.3 恢保关系的分析
• 3.4 芥菜型油菜WJS01A CMS的细胞学研究
• 3.5 芥菜型油菜WJS01A CMS的分子生物学研究
• 3.5.1 特异PCR结果分析
• 3.5.2 多重PCR结果分析
• 3.5.3 线粒体基因组Southern blotting结果分析
• 3.5.3.1 WJS01A与芥菜型四室油菜的杂交后代与正常类型的比较
• 3.5.3.2 五种不同CMS类型的比较
• 3.5.3.3 WJS01A及其衍生后代与正常类型的比较
• 4. 讨论
• 4.1 利用远缘杂交创建甘蓝型油菜新型不育材料
• 4.2 不育系WJS01A的败育特点及原因分析
• 4.3 不同CMS类型区分的方法的比较
• 4.4 细胞质雄性不育与核质互作
• 参考文献
• 致谢