同源四倍体不结球白菜与同源四倍体萝卜远缘杂交研究

【作者】 孙成振； 李英； 张蜀宁； 郑金双； 侯喜林；

【机构】 南京农业大学 园艺学院作物遗传与种质创新国家重点实验室,农业部南方蔬菜遗传改良重点开放实验室；

【摘要】 目的与意义:同源四倍体间杂交是直接获得异源多倍体的有效方法之一,可以避免常规方法中染色体加倍导致的不稳定变异,但此类研究仅在拟南芥中有报道,其可行性仍待研究。本研究试图通过同源四倍体不结球白菜与同源四倍体萝卜的属间杂交,直接获得不结球白菜与萝卜的异源四倍体属间杂种,创建新种质,以揭示此方法的可行性,并为不结球白菜与萝卜的遗传育种研究和异源多倍体研究提供新材料。材料与方法:以同源四倍体不结球白菜雄性不育系09-P12为母本,同源四倍体萝卜09-R82为父本,花期人工授粉。取授粉后5-10天的角果,消毒后转入MS+500mg/l水解酪氨酸的培养基中进行子房培养。取培养15天后的子房,剥离胚珠并转入MS+500mg/l水解酪氨酸+5%椰汁的培养基中进行离体胚挽救。因胚珠不能长成完整植株,待幼苗长到1cm时,切取子叶转入分化培养基MS+2.0 mg/l 6-BA+0.1 mg/l NAA+5%(v/v)椰汁中诱导不定芽分化。切取单芽分别转入生根培养基Ⅰ:MS+0.1mg/l NAA、Ⅱ:1/2 MS+0.1mg/l NAA、Ⅲ:MS+0.2 mg/l NAA、Ⅳ:1/2MS+0.2 mg/l NAA中诱导生根。30天后,将生根的幼苗进行驯化、移栽,并采用形态学、染色体计数、流式细胞术、SSR分子标记等技术手段对所得杂种F1进行鉴定。对杂种F1进行自交、回交,以研究杂种F1育性。结果与分析:子房培养15天后,获得11个胚珠,得率为0.11个/子房。离体胚挽救后,4个胚珠萌发,幼苗长到1cm长时,生长停滞。切取子叶转入分化培养基诱导不定芽分化,后切取单芽转入生根培养基中诱导生根。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ生根培养基中生根率分别为2.5%、40%、27%、60%。所得杂种F1长势整齐,生长习性、开花期、叶柄颜色、花形等和不结球白菜相似;角果形状、花色、叶柄形状等和萝卜相似;叶形、株形等特征介于两个亲本之间。染色体计数和流式细胞术结果表明,杂种F1染色体数为2n=4x=38,DNA相对含量约为其二倍体亲本的2倍。SSR分子标记结果表明,从30对SSR引物中筛选出8对在双亲中表现多态性的引物,并用所得引物对杂种F1进行SSR分子标记鉴定。结果发现,杂种F1同时具有双亲特征带,表现出共显性,表明所得杂种F1为真杂种。自交、回交结果表明,杂种F1表现雄性器官表现不育,雌性器官正常。我们推测,杂种F1雄性不育可能是由于母本为Pol CMS,遵循细胞质遗传将不育基因转入杂种F1中所致,具体原因还在进一步研究中。更多还原