大白菜—结球甘蓝1号染色体异附加系衍生后代外源染色体的遗传分析

1、大白菜结球甘蓝 1 号染色体异附加系衍生后代外源染色体的遗传分析异附加系是创造异代换系和异源易位系的重要桥梁材料 , 在理论研究和育种 实践中具有十分重要的价值。在异附加系的有效利用中 , 对外源染色体的精确鉴 定以及遗传分析非常重要。在各种鉴定方法中 , 基于基因组重测序开发的多态性 In Del 标记为异附加系 的鉴定提供了技术保证。 异附加系外源染色体的遗传分析包括外源染色体传递给 子代频率和染色体片段大小 , 它决定着异附加系衍生后代染色体的数目和组成。为了创新大白菜 Brassica rapa L.ssp.pekinensis,AA 遗传种质 , 丰富其遗 传背景,近年来, 本课题组

2、开展了将结球甘蓝优良基因导入大白菜进行种质创新 研究, 获得了整套大白菜结球甘蓝单体异附加系和局部二体异附加系等珍贵材 料。但关于外源染色体在异附加系衍生后代中的遗传情况尚需系统的研究。本研究利用 In Del 标记和细胞学方法 , 对大白菜结球甘蓝 1 号染色体二体 异附加系AC1D自交后代及小抱子再生植株、大白菜一结球甘蓝1号染色体单体 异附加系AC1M辐射诱变后代的染色体组成及数目进行了鉴定,对获得的2个携 带甘蓝易位片段材料的特征特性进行了研究。主要研究结果如下 :1. 以大白菜 85-1、结球甘蓝 1 1-1 为对照,利用均匀分布在甘蓝 9条染色体上的 68 个In Del标记,对从

3、大白菜一结球甘蓝AC1D自交后代中获得的21条和22条染 色体的2个单株进行PCFT增,确定了大白菜一结球甘蓝1号染色体异附加系附 加了结球甘蓝的C03染色体，并渗入了 C05和C07的染色体片段；进一步利用2 个单株对甘蓝C03染色体沿全长分布的67个多态性In Del标记进行筛选,结果说明染色体数为21的单株携带了 C03染色体的52个标记,染色体数为22的单株 携带了 C03染色体的40个标记,推断2个单株分别为大白菜一结球甘蓝单体异附 加系和大白菜结球甘蓝二体异附加系。2.利用甘蓝C03染色体67个多态性In Del标记和细胞学方法对大白菜 AC1D 自交后代 46个单株进行鉴定分析

4、, 结果说明,其中 3个单株为染色体数 22条的大 白菜结球甘蓝二体异附加系 ,6 个单株为染色体数 21 条的大白菜结球甘蓝单 体异附加系 ,1 个单株为染色体数 20条的大白菜双体代换系 ,29 个单株为染色体 数20条的附加了结球甘蓝染色体片段的大白菜易位系 ,还有3个单株染色体数为 22条,2 个单株染色体数为 21 条,推断其分别为易位了结球甘蓝染色体片段的大 白菜双三体和三体。3.对大白菜一结球甘蓝AC1D异附加系自交后代23个单株进 行小孢子培养 , 共有14个单株出胚 ,其中9个单株小孢子胚再生成苗 ,小孢子出胚 率为 0.14.2 个胚/蕾, 小孢子胚成苗率为 7.1100%

5、,共获得 139个小孢子植株。利用 7 号、8号、24 号、27 号单株携带的 In Del 标记对其小孢子植株和自 交后代植株进行比拟鉴定 , 结果说明 , 在4个单株小孢子后代中分别鉴定出 3、2、 0、1 个携带甘蓝特异标记的植株 , 占供鉴定植株的比例分别为 1 2%、66.7%、0和 20%;在 4 个单株自交后代中分别鉴定出 3、11、18、26个携带甘蓝特异标记的植 株,各占鉴定植株的比例分别为 13%、28.2%、23.1%和 53%;从4个单株小孢子和 自交后代中共获得 9个携带 1 个甘蓝特异标记的植株和 13个携带 39个连续标 记的植株。4.利用甘蓝C03染色体67个多

6、态性In Del标记对大白菜一结球甘蓝 AC1M畐射回交后代进行鉴定,在68个回交后代中鉴定出15个含有甘蓝特异条带 的单株,其中1株(BC-3)携带12个甘蓝特异标记，1株(BC-2)携带2个甘蓝特异 标记,13株携带1甘蓝特异标记；对BC-1、BC-2、BC-3、BC-8、BC-10和BC-15 6个单株的染色体数目进行鉴定说明:BC-3染色体数21条,推断其为可能为大白菜结球甘蓝 1号染色体单体附加系 ,其余5株仅含有 1个标记的单株染色体数均为 20 条 , 推断其为大白菜结球甘蓝 1 号染色体易位系。对这 6 个单株携带的标记在其自交后代中的传递情况进行鉴定 , 结果说明 , 仅BC

7、-1和BC-15单株的自交后代中检测到甘蓝特异条带,携带标记的单株占供鉴 定单株的比例分别为 1.5%和 1 3.9%;而其他 4个单株的自交后代中均未检测到携 带甘蓝特异标记的单株。5.对获得的两个大白菜结球甘蓝 1 号染色体易位系的 营养生长期性状进行调查 , 并在收获期进行营养指标测定。结果说明:两个易位系自交后代在叶形和植株形态上均表现出与二倍体大白 菜85-1 存在差异。营养指标检测说明在自交后代中仅有甘蓝条带的植株、既 有甘蓝条带又有白菜条带的植株、只有白菜条带的植株在所测试的各项指标中 , 平均纤维素、可溶性糖和干物质的含量在大白菜 85-1、结球甘蓝11-1及 3种类型的植株中的差异到达显著水平 , 而平均纤维素含量在供试材料中的差异 未到达显著水平。矿质元