紫菜雄性不育系gms500的选育

紫菜雄性不育系gms500的选育

紫珍又名红果子。它是湖南省、湖北省和四川省等长江流域广泛种植的蔬菜品种。紫菜薹两性花,异花授粉,杂种优势十分显著,雄性不育系的利用是其杂交制种有效途径(汪李平,2005)。冯辉(1995)在大白菜中发现了复等位基因遗传的雄性不育材料,并育成了具有100%不育株率的大白菜核基因雄性不育系。研究表明,该不育材料的不育性受同一位点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(Fengetal.,1996)。不育基因Ms已被定位于大白菜基因组的第7号染色体上,并获得了多个与其连锁的SCAR标记,其中一些标记已经用于分子标记辅助选择(Fengetal.,2009;Weietal.,2009;王丽丽等,2010)。为扩大该类不育材料的应用范围,一些学者采用有性杂交方法,已将不育基因转入多种生态型的大白菜以及奶白菜中,育成了新的雄性不育系(冯辉等,2004;岳艳玲和冯辉,2005;李骋宇和冯辉,2006;冯辉等,2007)。王玉刚等(2005)将还大白菜核不育复等位基因转入白菜品种‘苏州青’,育成了白菜核基因雄性不育系00S107。本项研究中以00S107为不育源,采用连续回交转育性状的同时测交筛选基因型的方法,向紫菜薹自交系XA500中转育核不育基因,创制出园艺学性状与XA500相近,不育株率和不育度均达到100%的紫菜薹雄性不育系GMS500。1基因型的确定、转育及育种供试材料为沈阳农业大学选育成的白菜核基因雄性不育系00S107(图版,1),紫菜薹自交系XA500(图版,2)、XA100、XA200、XA300、XA400。试验于2008—2010年在辽宁省十字花科蔬菜遗传育种重点实验室进行。首先用转育目标品系XA500与白菜核不育系00S107杂交,根据后代植株育性分离比率鉴定XA500的基因型。一般可育品系在不育位点上的基因型有3种:MsfMsf、msms和Msfms,这3种基因型可通过与不育系(Msms)杂交后代的育性分离比率加以鉴别,遗传模型如下:根据转育目标品系的基因型,选择不育源材料,设计转育方案。采用连续回交方法转育园艺学性状,并在测交鉴定基因型的基础上转育核不育基因,最终获得与转育目标品系园艺学性状相近的新的雄性不育系。每年完成两个有性世代繁殖。3月初穴盘播种育苗,4月初定植于花盆,5月初进行育性鉴定、授粉。下一代加代繁殖试材于8月初进行春化处理,萌动种子在2℃冰箱中处理7d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。用回交3代后配制成的不育系与紫菜薹自交系配制杂交组合。以‘紫婷11号’为对照进行品种比较试验。随机区组设计,3次重复,每小区种植20株,株距30cm,行距40cm。样本容量按公式n≥lg0.01/lg(1–p)计算,适合性测验取公式X2=∑(O–E)2/E,其中p为样品出现的概率,O为实测数值,E为理论数值。2结果与分析2.1紫菜可育品及育种菌株的基因型鉴定用白菜核不育系00S107(Msms)与紫菜薹可育品系XA500杂交,F1全部为可育株(可育株︰不育株=49︰0),说明XA500的基因型为MsfMsf。2.2基因型鉴定结果00S107(Msms)与XA500(MsfMsf)杂交的F1植株基因型有MsfMs和Msfms两种,表现型均为可育。取8株F1自交,根据其后代育性分离比率鉴定各F1植株基因型,遗传模型如下:实际鉴定结果列于表1。根据自交后代分离比率,可以确定(00S107×XA500)-1的基因型为MsfMs,(00S107×XA500)-7的基因型为Msfms。回交世代材料基因型鉴定遗传模型如下:实际鉴定结果见表2。表2中测交育性为1︰1的,被测植株基因型为MsfMs;测交育性为3︰1的,被测植株基因型为Msfms。鉴于回交3代材料的园艺学性状已经与转育目标品系XA500十分接近,故选择两个转育方向的BC3植株自交,分别选育“两用系”和“临时保持系”。植株自交后代育性调查结果见表3。选取表3中两用系转育方向回交3代材料自交后代的不育株(MsMs)与同一系统中的5株可育株(1/3MsfMsf,2/3MsfMs)兄妹交,选育“两用系”,结果见表4。表4中,组合“A-3×B-3”和“A-5×B-5”即为紫菜薹“两用系”。随机选取表3中保持系转育方向BC3-4⊗后代的16株(1/4MsfMsf,2/4Msfms,1/4msms),与表4中的不育株(MsMs)杂交,筛选“临时保持系”,结果见表5。表5中,‘A-1×C-2’、‘A-1×C-4’、‘A-3×C-9’、‘A-4×C-11’和‘A-5×C-14’即为转育成的雄性不育系;对应的C-2、C-4、C-9、C-11和C-14的自交后代即为“临时保持系”。选取不育系“A-5×C-14”命名为GMS500(图版,3),其不育株率为100%,雄蕊彻底退化,雄蕊以外的其他花器官发育正常(图版,4;表6)。2.3育目标品系的生物学性状转育成的紫菜薹不育系GMS500与转育目标品系XA500的植物学性状调查结果列于表7,GMS500的植株形态与XA500已十分相近(图版,2、3)。2.4配合品种的比较试验以转育成的紫菜薹不育系GMS500为母本,与紫菜薹自交系XA100、XA200、XA300和XA400配制杂交组合,以‘紫婷11号’为对照,进行品种比较试验,结果列于表8。‘GMS500×XA200’的小区产量显著高于对照品种‘紫婷11号’,并且侧薹数较多,是一个优异的紫菜薹杂交组合(表8;图版,5、6),在沈阳地区秋季大棚栽培,从播种到始收约60d。3利用pol社会历史和基因型材料的紫菜转育鉴于紫菜薹雄性不育系在杂种优势利用上的重要意义,已有一些学者开展了紫菜薹不育系选育与利用研究。黄邦全和李薇(1999)、黄邦全等(2001a,2001b,2002a,2002b)在1995年用甘蓝型油菜OguraCMS雄性不育材料与紫菜薹杂交,获得了种间杂种,并连续3年用紫菜薹与其回交,获得了蜜腺发育正常的紫菜薹细胞质雄性不育系。但是,用OguraCMS转育成的紫菜薹雄性不育材料,常存在低温叶片黄化、雌蕊畸形、结实不良等缺陷。向长萍等(2000)和晏儒来等(2000)用紫菜薹品种‘大股子’为转育亲本,转育成了PolCMS雄性不育系。然而,利用PolCMS转育成的紫菜薹不育系存在一定程度的温度敏感性,经常出现嵌合植株,影响到杂交制种的纯度。许明和魏毓棠(2003)利用复等位基因遗传的大白菜核基因雄性不育材料98107-1与紫菜薹ZB3品系杂交,获得了具有100%不育株率的雄性不育材料,但因其园艺学性状处于大白菜与紫菜薹之间,经济性状不良,遗传性不稳定而未能应用。本试验利用复等位基因遗传的白菜核基因雄性不育系为不育源,设计了定向转育方案,采用连续回交转育性状的同时测交筛选基因型的方法,育成了不育株率和不育度均达到100%,园艺学性状与