甘蓝型油菜细胞质雄性不育系301A的遗传与分子生物学研究

作物杂种优势利用，大大提高了油菜的产量，带来了相当可观的经济效益。细胞质雄性不育的利用，既可以减少人工去雄工作量，又有利于杂交种纯度的提高。目前生产中常用CMS的有：ogu CMS，Nap CMS，Polima CMS以及陕2A CMS。而且我国油菜细胞质雄性不育杂交种主要是以polima、陕2A CMS配制为主，且这两个不育系属于低温敏感型，持续低温易形成微粉，导致不育系自交产生不育的假杂种，这是影响杂交种纯度的主要原因。其次，人工去杂不彻底，隔离区不严而影响杂交种纯度，给生产造成很大的损失，因此，杂交种纯度鉴定越来越受重视。同时，长期利用同一胞质易造成细胞质单一化，因此，油菜杂种优势利用的当务之急是发掘和鉴定新的不育胞质类型。本实验通过形态学和细胞学观察、恢保关系鉴定、分子生物学等方法对新发现的细胞质雄性不育系301A进行研究，以期明确其细胞质雄性不育类型；同时对细胞质三系杂交种（合油杂2号）的纯度进行SSR鉴定体系的研究，为后续利用新细胞质进行三系品种选育及纯度鉴定提供研究基础。主要研究结果如下：1.301A的花瓣皱缩，较宽大，雄蕊退化彻底，雌蕊及蜜腺发育正常；301A花器形态与Pol CMS、ogu CMS、Nap CMS有明显的差异，主要表现在：301A的长花丝和二弱雄蕊花药均为均最长。2.以212A为对照，用30份甘蓝型油菜作测验种，分别与301A和212A杂交，测交结果表明：301A与212A的恢保关系完全相同。以301A保持系、Pol CMS、ogu CMS、NapCMS为对照，细胞学观察显示301A与Pol CMS、Nap CMS一样败育于孢原细胞时期，属于无花粉囊型，与ogu CMS（单核败育型）不同。3.依据已报道的甘蓝型油菜细胞质雄性不育相关基因orf138、orf222、orf224设计引物，对301A、212A、ogu CMS、Nap CMS以及Cam的线粒体DNA做特异引物的PCR扩增，结果表明301A的线粒体基因组可能除了含有orf224基因的同源序列，还可能含有orf222基因的同源序列。4.通过对细胞质三系杂交种（合油杂2号）进行SSR引物（http://ukcrop.net）筛选，一对引物（CB10524）分别在杂交种和其双亲之间存在扩增条带的多态性，表现为：杂交种条带均为父母本的互补型，很适合做杂交种纯度鉴定，为后续利用301A进行三系品种选育及纯度鉴定提供研究基础。