吴新杰;陈凤祥;胡宝成;李强生;江莹芬;荣松柏;黄晓荣
【摘 要】丙醇二酸New breeding strategy of temporary maintainer with the same genetic background as two-purpose line 9012AB was proposed based on the characteristics of recessive epistatic genic male sterility system in Brassica napus L.After high temperature treatment,the sterile plants with homozygous genotype was stable,and the fertility alteration was observed on the sterile plants with heterozygous genotype and the fertile alterant plants could self with certain success.Backcross was made between sterile plants from 9012AB as recurrent parent and temporary main-tainer 204TAM as donor parent.F1 ,BC1 -2 progenies were all sterile,and similar plants to 9012AB were selected and treated continuously for 15 hours at 35℃ with light.Fertile alterant plants were then backcrossed to sterile plants from 9012AB.Selfing progeny of selected fertile alterant plants was obtained from BC3.Temporary maintai-ner 9012TAM with the same genetic background as 9012AB was developed based on the offspring of selected fertile individuals from mentioned selfing
progeny.%已有研究表明经一定高温处理后，甘蓝型油菜隐性上位互作核不育9012A系统中纯合型不育株稳定彻底，而杂合型不育株发生育性转换，并具有一定的自交结实性。利用这一特性，本研究提出了纯合两用系9012AB的同型临保系选育新策略。以9012AB 中不育株为轮回亲本，临保系204TAM为供体亲本进行回交转育。F1、BC1－2均为不育株体，从中选择与9012AB相似的不育单株经35℃光照持续处理15h后，用其中育性转换株与9012AB中不育株进行回交转育。在BC3体中选择与9012AB同型的不育单株，经同样高温胁迫处理后，从育性转换株自交后代的可育株体中选育出9012AB的同型临保系9012TAM。 【期刊名称】《中国油料作物学报》
【年(卷),期】2016(038)006
【总页数】5页(P737-741)
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【关键词】朱莉娅 吉拉德甘蓝型油菜;隐性上位互作核不育;临保系;纯合两用系
【作 者】吴新杰;陈凤祥;胡宝成;李强生;江莹芬;荣松柏;黄晓荣
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【作者单位】安徽省农业科学院作物研究所，国家油料改良中心合肥油菜分中心，安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥，230031;安徽省农业科学院作物研究所，国家油料改良中心合肥油菜分中心，安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥，230031;安徽省农业科学院作物研究所，国家油料改良中心合肥油菜分中心，安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥，230031;安徽省农业科学院作物研究所，国家油料改良中心合肥油菜分中心，安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥，230031;安徽省农业科学院作物研究所，国家油料改良中心合肥油菜分中心，安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥，230031;安徽省农业科学院作物研究所，国家油料改良中心合肥油菜分中心，安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥，230031;安徽省农业科学院作物研究所，国家油料改良中心合肥油菜分中心，安徽省农作物品质改良重点实验室，安徽 合肥，230031
【正文语种】中 文
【中图分类】S565.403
油菜隐性上位互作核不育是优势利用的一种重要途径，已实现了纯合两用系、临时完
全保持系（以下简称临保系）和恢复系三系配套，如9012A、20118A、ZWA、118A、7－7365AB等［1～5］。目前其遗传性有两种假说：一种是三基因假说，其育性受两对隐性重叠不育基因（ms3和ms4）和一对隐性上位抑制基因（rf）互作控制，隐性抑制基因rfrf对隐性不育基因ms3ms3ms4ms4的不育性表达具有抑制作用［1～6］；另一种是双基因假说，其育性受一对隐性不育基因（ms3）和一对复等位基因（Rf）互作控制，Rf有3个复等位基因，Rfc为野生型可育基因，Rfa为突变恢复型可育基因，而Rfb为突变不育基因，三者的显隐性关系为Rfa＞Rfb＞Rfc［7～9］。根据这两个假说，隐性上位互作核不育系统中不育株有两种基因型，一种不育株基因型是纯合的，为ms3ms3ms4ms4RfRf或者ms3ms3RfbRfb，称为纯合型不育株，如纯合两用系中的不育株；另一种不育株基因型是杂合的，为ms3ms3ms4ms4Rfrf或者ms3ms3RfbRfc，称为杂合型不育株，如全不育系的所有单株。
应用隐性上位互作核不育系统制种时，首先用纯合两用系中的不育株与临保系生产全不育系，再用全不育系和恢复系生产杂交种。在育种过程中，临保系与纯合两用系往往通过不同途径育成，二者除了相关育性基因差异外，其他性状也不尽相同。这样通过纯合两用系、临保系和恢复系生产的杂交种实际上是三交种。与单交种相比，三交种的整齐度较差，数控系统
在生产上容易被种子经营企业和农民误认为种子纯度差。而同型临保系与相应的纯合两用系是近等基因系。利用同型临保系和纯合两用系生产的全不育系，与其双亲均为近等基因系。这样的全不育系再与恢复系杂交，生产的杂交种等同于单交种，整齐度高，易被种子经营企业和农民接受。因此，在实际应用中同型临保系比一般临保系更加重要。
由于隐性上位互作核不育由2对或3对基因互作控制，无论自交还是杂交后代育性分离比例复杂，应用传统育种技术进行同型临保系选育，田间工作量大，育种周期长。采用分子标记辅助育种可以有效提高育种效率。隐性上位互作核不育相关基因的分子标记、定位和克隆研究已取得较好进展，为开展分子标记辅助育种和转基因育种奠定了基础。目前已经完成不育基因Ms3的分离，命名为BnaC.Tic40，来源于甘蓝的C9连锁，而其等位基因 ms3则来源于白菜的A10连锁［10］；Rfa／Rfb位点定位在约41kb的物理区段内，包括一个极有可能是Rfb的候选基因BnaA7.HSP70－1－like［11］。已报道的隐性上位互作核不育同型临保系均借助分子标记辅助育种技术选育而成，在回交转育的过程中进行前景选择和背景选择，大大缩短了育种年限，提高了育种效率，但是室内分子标记工作量非常大，且需要较好的实验室条件［12～16］。
我们研究发现甘蓝型油菜隐性上位互作核不育两种基因型不育株对温度的敏感性存在差异，并筛选出35℃光照持续处理15h的高温处理方法可有效鉴别两种不育株的基因型［17］。在35℃光照持续处理15h后，纯合型不育株不育性稳定，而杂合型不育株出现育性转换，由不育转变为可育，数天后再转变为不育。这些由不育转变成可育的不育株（以下简称育性转换株）不仅自交能结实，而且对纯合型不育株授粉也能结实［17］。
根据这一特性，本文将探讨在无需借助分子标记辅助育种技术的条件下，利用杂合型不育株的育性转换，应用传统育种方法，进行纯合两用系9012AB同型临保系选育的新策略，以期达到与分子标记辅助育种相当的时间和效率。
1.1 材料
甘蓝型油菜隐性上位互作核不育纯合两用系9012AB和临保系204TAM，均为安徽省农业科学院作物研究所选育，种植在合肥试验田中，管理方法如大田生产管理。塑料盆钵直径10cm，高10cm，带有底孔。
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1.2 高温胁迫处理
于高温处理前半个月将现蕾期待处理油菜移入盆钵中，每盆钵栽一株，油菜连同盆钵一起栽入大田，盆钵埋入土中保墒，施肥浇水按常规移栽苗管理。在抽薹期，当肉眼清晰可辨可育株和不育株时（不育株有脱落蕾、黄花蕾等形态标记），选择不育株苗放入HPG－400BX智能型光照植物培养箱中，在35℃光照条件下持续处理15h，待高温处理结束后，去除盆钵，移栽大田。
1.3 同型临保系回交转育
用纯合两用系9012AB中不育株和临保系204TAM杂交生产全不育系12－204A（F1），F1经高温胁迫处理后发生育性转换，用其花粉对9012AB中不育株花朵进行授粉，得到回交一代（BC1）。从BC1中选择农艺性状与 9012AB相似的不育株，经上述高温胁迫处理后，部分单株发生育性转换，用其花粉对9012AB中不育株花朵进行授粉，得到回交二代（BC2）。用同样的方法，继续回交。从回交三代（BC3）以上体中选择与9012AB同型的不育株，进行高温胁迫处理，对发生育性转换的单株进行套袋自交，从自交后代BC3F2中选择可育株再自交得到BC3F3和BC3F4，同时进行保持率测定。
2.1 高温处理后育性转换株与9012A杂交后代的育性表现
从同型临保系回交转育F1、BC1、BC2世代体中选择不育株，经35℃光照持续处理15h后，用育性转换株的花粉与9012A杂交，其杂交后代的育性表现如表1所示。从表1可知，杂交后代不育株率均为100%。
2.2 高温处理后育性转换株自交后代育性表现
从同型临保系回交转育BC3世代体中选择不育株，经35℃光照持续处理15h后，对育性转换株套袋自交，自交后代的育性分离如表2所示。从表2可知，育性转换株自交后代出现1∶3的育性分离比。
2.3 育性转换株自交后代BC3F2中可育株自交育性表现和保持率
从表2的BC3F2世代体中选择可育株进行自交，同时与9012A测交，进行保持率测定，结果如表3所示。从表3可知，可育株自交后代全可育；测交后代全不育，可育株保持率为100%。这些可育株再经品质等性状筛选后，选育出9012AB的同型临保系9012TAM。
2.4 同型临保系选育技术路线和基因型分析
根据甘蓝型油菜隐性上位互作核不育的遗传理论和上述试验结果，提出同型临保系选育的技术路线，并以隐性上位互作核不育双基因遗传假说为例，对选育过程中各世代的基因型进行了解析，如图1所示。
本文利用甘蓝型油菜隐性上位互作核不育在一定高温条件下纯合型不育株不育性稳定彻底，而杂合型不育株发生育性转换，并具有一定的自交结实性这一特性，提出了针对特定纯合两用系的同型临保系选育新策略，以特定纯合两用系中不育株为轮回亲本，以原有临保系为供体亲本，回交转育后代全部为不育株，利用其中杂合型不育株经一定高温胁迫处理后发生育性转换，用其花粉与纯合两用系中不育株进行回交转育。回交3代以上体经同样高温胁迫处理后，从育性转换株自交后代的可育株体中就可以选育获得同型临保系。
一般情况下回交转育时各回交世代均为可育，从而能够不断进行回交。本研究以纯合型两用系9012AB中不育株为轮回亲本，以临保系204TAM为供体亲本进行回交转育，回交转育后代全部为不育株。为了能够使回交进行下去，对回交转育的不育株后代进行高温胁迫处理，再用育性转换株的花粉，与9012A进行回交转育。通过这个方法，每次回交所用的花粉都是杂合型不育株提供的，回交目的性强，大大减少了转育工作量，缩短了选育时间，选育时间和效率与分子标记辅助选育方法相当。
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