甘蓝型油菜的杂种优势及其与遗传距离的相关性分析

论文摘要

杂种优势是一种普遍存在的生物现象,杂种优势利用是提高作物产量和改良品质的重要途径。育种家的育种实践表明,具有较远亲缘关系的父母本组配的杂交组合往往具有较强的杂种优势。在一定范围内,亲缘关系的远近与杂种优势强弱正相关。由于分子标记技术可以从全基因组上展示遗传差异,它既可用于亲本遗传距离的估计,也为杂种优势机理研究提供了有效的技术平台。本研究利用2个甘蓝型油菜雄性核不育系作母本,8个甘蓝型油菜恢复系作父本,以不完全双列杂交的方式配制16个杂交组合。一方面,利用SSR和SRAP两种分子标记技术相结合对亲本材料进行遗传多样性分析,计算亲本间遗传距离;另一方面,考查苗期及收获期杂种优势,并对杂种优势与亲本间遗传距离作关联性分析,初步探讨利用分子标记预测杂种优势的可行性;此外,通过配合力分析来鉴定亲本材料的优良性。主要研究结果如下:1.遗传多样性分析利用79对SSR引物,在10个亲本材料中共扩增出231条多态性DNA片段;另外利用39对SRAP组合引物,共扩增出175条多态性DNA片段。这406条多态性片段用于UPGMA聚类分析,结果表明:在遗传距离为0.76处,两个恢复系（均为人工合成种）归为同组,其它亲本归为同组;而其它8个亲本先分为2组后,再两两归为同组（其中2个雄性核不育性归为同组）。聚类分析结果与其系谱来源完全一致。2.杂种优势表现本研究以水培的方式考查甘蓝型油菜苗期营养体的杂种优势优势,在不同时间段进行三次试验。在第一次试验中,根鲜重的平均中亲优势率为55.5%,根外鲜重的中亲优势率为26.1%;在第二次试验中,根鲜重的平均中亲优势率为30.1%,根外鲜重的中亲优势率为27.3%;在第三次试验中,根鲜重的平均中亲优势率为9.2%,根外鲜重的中亲优势率为28.0%。考查田间产量性状结果表明,总体而言,在单株产量、全株总角果数、每角果籽粒数、株高等性状上,除少数组合表现负向的中亲优势外,大部分组合都表现较大的中亲优势。单株产量的平均中亲优势率为28.1%,全株角果总数的中亲优势率为11.1%,每角果籽粒数的中亲优势率为10.9%,株高的中亲优势率为7.2%。营养体性状杂种优势与产量杂种优势的线性相关程度不显著。3.配合力分析方差分析表明:组合间总角果数和每角果籽粒数有极显著差异,单株产量有显著差异,而千粒重无显著差异。不育系亲本间每角果粒数一般配合力差异极显著,恢复系亲本间单株产量一般配合力有显著差异。恢复系丙-409的单株产量的一般配合力最高,由其配制的杂交组合的产量表现良好。F1总角果数中亲优势率与双亲一般配合力之和和组合特殊配合力均存在显著线性相关关系。而F1每角果籽粒数、单株产量的中亲优势率与双亲一般配合力之和和组合特殊配合力均无显著线性相关关系。组合特殊配合力与亲本间遗传距离在单株产量、总角果数、每角果籽粒数上均无显著线性相关关系。4.亲本间遗传距离与杂种优势的相关性分析线性相关分析表明:苗期营养体重量的杂种优势与亲本间遗传距离无显著相关关系,收获期单株产量的杂种优势与亲本间遗传距离无显著相关关系。总而言之,利用基于分子标记的亲本间遗传距离来进行杂种优势预测尚需更加深入的探究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 油菜杂种优势利用
• 1.1.1 油菜的杂种优势表现
• 1.1.2 油菜杂种优势利用的主要途径
• 1.2 杂种优势机理研究进展
• 1.2.1 经典假说
• 1.2.2 上位性假说
• 1.2.3 遗传距离与杂种优势
• 1.2.4 其它理论
• 1.3 分子标记在作物遗传育种上的研究
• 1.3.1 常用的分子标记技术
• 1.3.2 SSR标记在作物遗传育种上的研究
• 1.3.3 SRAP标记在作物遗传育种上的研究
• 1.4 配合力与杂种优势
• 1.5 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 田间材料
• 2.1.2 亲本DNA的提取
• 2.2 田间试验设计及性状考查
• 2.3 田间数据的初步处理
• 2.4 田间数据的分析
• 2.4.1 方差分析和相关分析
• 2.4.2 配合力分析
• 2.4.3 杂种优势的测定
• 2.5 水培试验及苗期营养体性状考查
• 2.6 SSR分析
• 2.6.1 SSR反应体系
• 2.6.2 扩增产物电泳检测
• 2.7 SRAP分析
• 2.8 分子数据的统计和分析
• 3 结果与分析
• 3.1 田间产量相关性状分析
• 3.1.1 各性状值方差分析
• 3.1.2 各性状的杂种优势分析
• 3.1.3 各性状表型的相关分析
• 3.2 水培条件下的苗期营养体杂种优势分析
• 3.3 单株产量及其构成因素的配合力分析
• 3.3.1 配合力方差分析
• 3.3.2 配合力相对效应值分析
• 3.4 遗传多样性分析
• 3.4.1 SSR和SRAP标记扩增结果
• 3.4.2 聚类分析
• 3.5 杂种优势、配合力与遗传距离间的相关性分析
• 3.5.1 营养体杂种优势与田间性状杂种优势之间的相关性分析
• 3.5.2 产量相关性状杂种优势与配合力的相关性分析
• 3.5.3 遗传距离与配合力、田间性状杂种优势之间的相关性分析
• 3.5.4 遗传距离与营养体杂种优势之间的相关性分析
• 4 讨论
• 4.1 关于油菜多方面性状的杂种优势
• 4.2 关于分子标记与遗传多样性分析
• 4.3 关于遗传距离与杂种优势预测
• 4.4 关于配合力分析
• 4.5 关于拓深本研究的思考
• 参考文献
• 附录及附表
• 致谢