青梗菜核基因雄性不育系gms011的选育

青梗菜核基因雄性不育系gms011的选育

绿豆是卷心菜的一个品种，色泽鲜艳，品质优良，深受消费者欢迎。目前,日本、韩国的优质青梗菜杂交种大量进入我国,已成为我国优质小白菜的主流品种。选育具有自主知识产权的青梗菜杂交种势在必行。青梗菜两性花异花授粉,杂种优势十分显著,雄性不育系的利用,是解决其杂交制种手段的有效途径。王玉刚等首先将冯辉等发现的大白菜核不育复等位基因转入小白菜苏州青,育成了具有100%不育株率的青帮小白菜核基因雄性不育系00S107。本试验以00S107为不育源,采用杂交和连续回交方法,将不育基因转育到青梗菜自交系CA123中,育成了园艺学性状与CA123相近的青梗菜核基因雄性不育系GMS001。1材料和方法1.1及其临时保持系供试材料为小白菜核基因雄性不育系00S107及其临时保持系00S109;青梗菜自交系CA123,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7和D8。1.2种子种苗与转育品种的选择试验于2005～2008年在沈阳农业大学蔬菜遗传育种试验基地进行。首先测交鉴定待转育品系CA123基因型,然后设计转育方案,采用常规的杂交、回交和自交方法,转育核不育复等位基因及植物学性状。每年完成2个有性世代繁殖。2月中旬穴盘播种育苗,4月中旬定植于露地,5月初开始育性鉴定、授粉。冬季加代繁殖试材于8月初进行春化处理,萌动种子在2℃冰箱中处理20～30d后播于穴盘,幼苗长至5～6片真叶时移栽到直径22cm的花盆中,放在温室中待开花后授粉。比较鉴定了回交3代后选育出的不育系GMS001与转育品系CA123和不育源材料00S107在株高、开展度、叶长、叶柄长、单株质量等性状上的差异。用选育出的新不育系GMS001与8个青梗菜自交系配制杂交组合,以华王为对照进行品种比较试验,随机区组设计,3次重复,每小区30株,株距15cm,行距20cm。样本容量按公式n≥lg0.01/lg(1-p)计算,适合性测验取公式χ2C2C=[|A-ra|-(r+1)/2]2。2结果与分析2.1基因型的确定试验所用不育源材料的不育性为复等位基因遗传,不育性受同一位点3个基因控制:Ms为显性不育基因;ms为Ms的等位隐性可育基因;Msf为Ms的等位显性恢复基因。三者之间的显隐关系为Msf>Ms>ms。配成不育系的两用系不育株基因型为MsMs,可育株基因型为MsfMs,其不育性通过两用系内不育株与可育株兄妹交保持(MsMs×MsfMs→1/2MsMs,1/2MsfMs);临时保持系基因型为msms;用两用系不育株(MsMs)与临时保持系(msms)交配,可获得具有100%不育株率的雄性不育系(MsMs×msms→Msms)。2.2交代后育性分离普通可育品系在不育位点上的基因型有3种:MsfMsf、msms和Msfms。这3种基因型可以通过它们与不育系(Msms)杂交后代的育性分离比率加以鉴别。Μsms×{ΜsfΜsf→ΜsfmsΜsfΜs全可育Μsfms→msmsΜsfΜsΜsfmsΜsms3∶1(可育∶不育)msms→msmsΜsms1∶1(可育∶不育)以小白菜核不育系00S107(Msms)为母本,与青梗菜可育品系CA123杂交,F1全部为可育株(可育株∶不育株=210∶0),说明CA123的基因型为MsfMsf。2.3育种和育种2.3.1fpse回交鉴定针对CA123的基因型(MsfMsf),设计了以不育系00S107(Msms)为不育源的转育方案,遗传模式如图1。用不育系00S107与待转育品系CA123杂交,F1有两种基因型植株,即MsfMs和Msfms,其比例为1∶1,表现为全可育。F1基因型可通过与临时保持系00S109(msms)测交鉴定。其中,基因型为MsfMs的植株用于选育两用系;基因型为Msfms的植株用于选育临时保持系。以CA123为轮回亲本与基因型为MsfMs的植株回交,后代将出现MsfMs和MsfMsf两种基因型植株,用不育系00S107(Msms)测交选出基因型为MsfMs的植株,继续与CA123回交,直到回交后代与CA123形态相近为止。以CA123为轮回亲本与基因型为Msfms的植株回交,后代将出现MsfMsf和Msfms两种基因型植株;用不育系00S107(Msms)测交选出基因型为Msfms的植株继续与CA123回交,同样直到回交后代与CA123形态相近为止。回交后代基因型为MsfMs和Msfms的植株分别自交,在其后代中可以筛选出两用系和临时保持系,进而育成与CA123性状相近的新核基因雄性不育系。2.3.2基因型的筛选按照图1模式,F1植株基因型有MsfMs和Msfms两种,表现型均为可育。随机取7株F1与临时保持系00S109(msms)测交,鉴定各F1植株基因型,结果列于表1。根据测交后代分离比率,可以确定(00S107×CA123)-3基因型为MsfMs,(00S107×CA123)-1基因型为Msfms。用这两个植株分别与CA123(MsfMsf)回交,各回交后代通过与不育系00S107(Msms)测交鉴定基因型(表2)。选择基因型为MsfMs和Msfms的植株继续与CA123回交,如此往复连续进行3次回交。回交3代基因型为MsfMs和Msfms的植株自交后代育性分离比率列于表3。MsfMs植株自交后代育性分离比率为3∶1,基因型比率为1/4MsfMsf、2/4MsfMs、1/4MsMs。其中,MsfMs和MsMs为两用系基因型。由于MsfMsf和MsfMs在表现型上均为可育,可以通过与同系不育株(MsMs)兄妹交,根据后代育性分离比率加以区分,有育性分离的即为新的两用系(表4)。Msfms植株自交后代全可育,基因型比率为1/4MsfMsf、2/4Msfms、1/4msms。选16株形似轮回亲本的植株与两用系中的不育株(MsMs)杂交,全不育后代对应的父本系即为新的临时保持系(表5)。经过4a、7个有性世代的转育,获得了形似CA123的新核基因雄性不育系GMS001,育性调查结果表明,所获得的新核基因雄性不育系不育度和不育株率均为100%。2.4生物学性状鉴定结果选育成的新核基因雄性不育系GMS001与转育目标品系CA123及不育源材料00S107的植物学性状鉴定结果列于表6。经过3次回交转育成的新核基因雄性不育系GMS001的植株形态与转育亲本品系CA123已十分相似,两者的株高、开展度、叶长、叶柄长、单株质量等植物学性状接近。2.5区组间品种比较试验用新转育成的核基因雄性不育系GMS001与8个青梗菜自交系D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8配制杂交组合。以华王为对照进行品种比较试验,结果列于表7。表7数据经方差分析,区组间产量差异不显著,组合间(品种间)产量差异达极显著水平(F=36.57>F0.01=3.89)。组合间多重比较,特殊配合力最高的是GMS001×D3,而且其产量显著高于对照华王。GMS001×D3叶片亮绿、束腰、品质优良。3青梗菜核基因雄性不育系的转育采用本项研究设计的转育方法,成功地将青帮小白菜核基因雄性不育系的不育基因转入到青梗菜中,育成了不育株率和不