不同来源甘蓝型油菜品系DH群体遗传变异研究及抗（耐）菌核病恢复系选育

论文摘要

油菜是我国重要的油料作物和经济作物,我国常年种植面积超过一亿亩,年产油菜籽达1100万吨,种植面积和产量均占世界的三分之一,是世界上最大的油菜种植国和生产国（Zhou and Fu,2007）。因此利用各种生物技术手段,对油菜的主要性状进行进行遗传改良,增强其产量、品质及抗病虫害等能力,提高育种水平,对于发展我国油菜生产具有重要意义。甘蓝型油菜是常异花授粉的多倍体作物,在通过不同常规选择方法所获得的品种（品系）内可能存在不同程度的遗传变异。油菜小孢子培养是20世纪80年代发展起来的一项重要的生物技术,通过小孢子培养可以迅速获得基因型纯合的材料,因此研究利用该技术对不同来源的甘蓝型油菜品种（系）进行小孢子培养所获得DH群体的遗传变异特点,对于进一步改良这些油菜品种具有重要指导意义。菌核病位居我国油菜三大病害之首,主要发生在油菜的主产区长江流域,一般年份能造成10%的产量损失,重病年份可以使油菜产量减少80%。多年来,国内外在该病害的发生和流行规律及预测预报等方面做了大量的研究工作,在药剂和农业栽培措施防治等方面取得了一定的成绩,但仍未从根本上改变油菜菌核病严重危害的局面,因此,选育和利用抗（耐）病品种,作为最经济有效的方式,越来越受到人们的重视。在本试验中,以三个不同来源的波里马恢复系ZS4R、7-5和P24为供体,构建了3个DH群体。以7-5和P24 DH群体,及雷伟侠构建的包含有144个DH系的650 DH群体为材料,考查主要的农艺性状和品质性状,来探索常规品种（系）小孢子培养后代的遗传变异规律,以期为育种选择及小孢子培养技术的进一步应用提供参考。并以ZS4R、7-5、P24和650 DH群体为材料,选择抗（耐）菌核病恢复系,以期直接应用于育种工作。主要结果如下:1.对ZS4R、7-5和P24进行了小孢子培养,得到了分别包含有101、356和421个DH系的3个DH群体。2.在7-5和P24 DH群体中,所有的农艺性状和品质性状都产生了较大的分离,可以从中选择性状更优的DH系用于育种。3.7-5、P24 DH群体与650 DH群体相比,农艺性状和品质性状的变异系数没有显著的差异。4.在7-5、P24和650 DH群体中,角果长度和硫甙含量都出现了偏分离的现象,说明小孢子培养过程存在配子选择机制。5.对ZS4R、7-5、P24和650 DH群体的苗期菌核病抗性考查发现,四个DH群体苗期菌核病抗性平均水平呈现偏分离,ZS4R、7-5和P24 DH群体平均抗性强于各自的供体亲本,650 DH群体平均抗性偏向于高抗亲本。6.对ZS4R、7-5、P24和650 DH群体进行抗（耐）菌核病恢复系的选育过程中,对苗期和成株期菌核病抗性进行了相关分析,发现苗期抗性和成株期抗性相关系数极低。7.经过3年的选择鉴定,并配合以分子标记技术鉴定DH系间的遗传距离,最终在ZS4R、7-5、P24和650 DH群体中选到了10个菌核病抗性显著增强的优良DH恢复系,并应用于育种工作。本研究结果表明,常规育种方法所获得的油菜品种（系）的小孢子培养后代存在着丰富的遗传变异,且对其进行进一步的选择是有效的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 1 文献综述
• 1.1 现代生物技术在油菜遗传改良中的应用
• 1.1.1 植物组织培养技术
• 1.1.1.1 单倍体培养技术
• 1.1.1.2 胚挽救与原生质体融合
• 1.1.2 转基因技术
• 1.1.2.1 品质性状改良
• 1.1.2.2 抗除草剂
• 1.1.2.3 抗病虫害
• 1.1.2.4 抗非生物逆境
• 1.1.2.5 雄性不育
• 1.1.2.6 生长发育
• 1.1.2.7 生产工业原料
• 1.1.3 分子标记技术
• 1.1.3.1 遗传图谱的构建和基因定位
• 1.1.3.2 DNA指纹图谱和种质资源分析
• 1.1.3.3 分子标记辅助选择
• 1.2 小孢子培养技术在油菜遗传改良中的应用
• 1.2.1 油菜小孢子培养的影响因素
• 1.2.1.1 供体植株的基因型的影响
• 1.2.1.2 小孢子发育时期的影响
• 1.2.1.3 供体植株的生长条件及生理状态
• 1.2.1.4 培养基组成的影响
• 1.2.2 小孢子培养在油菜遗传改良中的应用
• 1.2.2.1 纯化与选育品种、自交系,缩短育种周期
• 1.2.2.2 克服远缘杂种不育性与分离,创建新种质
• 1.2.2.3 利用DH群体进行遗传分析和基因定位
• 1.2.2.4 小孢子培养为诱变育种提供了新途径
• 1.2.2.5 小孢子是基因转化良好的受体
• 1.3 油菜菌核病及抗病遗传育种研究进展
• 1.3.1 核盘菌的生物习性及其对油菜生产的危害
• 1.3.2 抗源的筛选
• 1.3.2.1 抗病鉴定方法
• 1.3.2.1.1 菌丝体接种鉴定
• 1.3.2.1.2 子囊孢子接种法
• 1.3.2.1.3 草酸鉴定法
• 1.3.2.1.4 田间病圃和自然发病
• 1.3.2.2 抗源的筛选
• 1.3.2.3 无花瓣育种
• 1.3.3 抗病性的遗传特性及分子生物学研究
• 1.3.4 抗病新种质的创建
• 1.3.4.1 远缘杂交
• 1.3.4.2 诱变育种
• 1.3.4.3 转基因
• 2 本研究的目的与意义
• 3 不同来源甘蓝型油菜品系DH群体遗传变异研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 小孢子的分离与培养
• 3.1.2.1 培养基
• 3.1.2.2 小孢子的分离与培养
• 3.1.2.3 胚状体的培养和植株再生继代
• 3.1.2.4 再生苗田间移栽
• 3.1.2.5 倍性调查与收获
• 3.1.2.6 DH系的田间种植
• 3.1.3 农艺性状的考查
• 3.1.4 品质性状的考查
• 3.1.5 数据分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 小孢子培养及DH群体的获得
• 3.2.2 DH群体农艺性状分析
• 3.2.2.1 DH群体农艺性状的遗传变异
• 3.2.2.2 DH群体农艺性状相关性分析
• 3.2.3 DH群体品质性状分析
• 3.2.3.1 DH群体品质性状的遗传变异
• 3.2.3.2 DH群体品质性状相关性分析
• 3.3 讨论
• 3.3.1 小孢子培养可有效用于自交系改良
• 1小孢子培养后代变异系数无显著差异'>3.3.2 自交系与杂交F₁小孢子培养后代变异系数无显著差异
• 3.3.3 甘蓝型油菜小孢子培养过程存在配子选择机制
• 3.3.4 性状的相关分析
• 4 抗（耐）菌核病恢复系的选育
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 抗（耐）菌核病DH恢复系选育路线
• 4.1.3 抗耐菌核病性鉴定
• 4.1.3.1 土豆培养基配制（PDA）
• 4.1.3.2 核盘菌的培养
• 4.1.3.3 离体叶菌丝块接种
• 4.1.3.4 成株期菌丝块接种
• 4.1.4 农艺性状的考查
• 4.1.5 品质性状的考查
• 4.1.6 DH系遗传距离的评价
• 4.1.6.1 DNA的提取
• 4.1.6.2 SSR分析
• 4.1.6.3 AFLP分析
• 4.1.6.3.1 总DNA的酶切与连接
• 4.1.6.3.2 预扩增
• 4.1.6.3.3 选择性扩增
• 4.1.6.3.4 扩增产物的PAGE胶检测
• 4.1.6.4 数据记载及统计分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 小孢子培养及DH群体的获得
• 4.2.2 DH群体苗期抗性鉴定及筛选
• 4.2.2.1 DH群体苗期抗性的遗传变异
• 4.2.2.2 各DH群体苗期抗（耐）菌核病性分布
• 4.2.3 DH系的进一步筛选
• 4.2.4 抗（耐）菌核病DH系的获得
• 4.3 讨论
• 4.3.1 小孢子培养可有效用于菌核病抗性改良
• 4.3.2 DH群体苗期菌核病抗性呈偏分离
• 4.3.3 苗期和成株期抗性不相关
• 4.3.4 抗病性需多年鉴定
• 4.3.5 菌核病抗性育种仍依靠表型选择
• 4.3.6 油菜抗（耐）菌核病研究存在的问题与展望
• 参考文献
• 附录
• 附录1 B5和NLN培养基配方（g/L）
• 附录2 DNA提取所需相关试剂的配制方法
• 个人简历
• 致谢