伍林濤,奉斌*,韓宏仕,曾章麗,杜才富,張敏琴(.貴州省油菜研究所;.貴州省油料研究所,貴州貴陽550008)
隱性上位互作核不育油菜臨保系的遺傳改良
伍林濤1,奉斌2*,韓宏仕1,曾章麗1,杜才富1,張敏琴1
(1.貴州省油菜研究所;2.貴州省油料研究所,貴州貴陽550008)
隱性上位互作核不育油菜是一種優(yōu)良的授粉控制系統(tǒng),但是由于該授粉系統(tǒng)受到三對基因表達(dá)調(diào)控,遺傳規(guī)律復(fù)雜,選育的難度很大,臨保系的選育是其關(guān)鍵問題之一。本文闡述了隱性上位互作核不育油菜材料的發(fā)現(xiàn),探討了隱性上位核不育油菜臨保系的選育方法,期望為隱性上位互作核不育油菜新品種的選育提供有益的啟發(fā)。
隱性;表達(dá)調(diào)控;油菜
油菜是我國最重要的油料作物之一。2012我國年產(chǎn)菜籽約1100萬噸,菜油占我國食用植物油供應(yīng)的40%。人體可合成飽和與單不飽和脂肪酸,但不能合成亞油酸和亞麻酸等維持機(jī)體正常生長的必需脂肪酸,只能從食物中獲得。因而人們對該植物油的需求逐步提高[1]。但當(dāng)前我國的植物油生產(chǎn)量僅能滿足國內(nèi)2/3左右的消費需求,大量依賴進(jìn)口,我國現(xiàn)為世界上最大的油料進(jìn)口國。因此,大力發(fā)展油菜生產(chǎn)具有非常廣闊的市場前景。
油菜是常異交作物,具有較好的雜種優(yōu)勢潛力,通過科學(xué)的選育及組合測配可望獲得增產(chǎn)20%~30%。自1985年雜交油菜秦油2號大面積示范推廣以來,甘藍(lán)型雜交油菜的推廣十分迅速。在油菜育種實踐,雜種優(yōu)勢利用的途徑有雄性不育、自交不親和、化學(xué)殺雄等,運用最為廣泛的是雄性不育。雄性不育作為雜種優(yōu)勢利用途徑的時候,關(guān)鍵問題是獲得100%的不育群體,隱性細(xì)胞核雄性不育兩系由于只能獲得50%左右的不育群體,在雜交制種的時候必須拔除50%左右的可育株,制種成本高、產(chǎn)量低,雜種純度難以保障。細(xì)胞質(zhì)雄性不育可以獲得100%的不育群體,對油菜生產(chǎn)發(fā)揮了非常重要的作用,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是細(xì)胞質(zhì)雄性不育容易受到環(huán)境因素的干擾而產(chǎn)生微粉效益,影響雜交種的純度,存在一定的制種風(fēng)險。
隱性上位互作核不育油菜材料的發(fā)現(xiàn)不但獲得100%的不育群體成為可能,而且該不育材料為細(xì)胞核基因調(diào)控,不會受到環(huán)境因子的干擾而產(chǎn)生微粉,因而具有很好的發(fā)展前景,是一種有待深入研究而廣泛推廣的授粉控制系統(tǒng)。該類型不育材料由1991年安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院陳鳳祥研究員發(fā)現(xiàn),取名為90l2AB,在獲得該不育材料后,陳鳳祥研究員及其團(tuán)隊從植株表型觀察分析、細(xì)胞學(xué)特征特性、生理生化指標(biāo)及其遺傳規(guī)律展開了系統(tǒng)深入的研究[2-3]。
隱性上位互作核不育油菜包括純合兩型系、雜合兩型系、臨保系、全不育系幾種類型。臨保系的改良是隱性上位互作核不育油菜新品種選育的關(guān)鍵問題之一[4-5]。臨保系在一個雜交分離群體所占的比例很低,比如最初的親本基因型如果是BnRfRfms3ms3ms4ms4×BnrfrfMs3Ms3Ms4Ms4,那么在F2雜交分離群體中臨保系出現(xiàn)的概率只有1/64[6]。對臨保系的遺傳改良有多種技術(shù)方法,可從雜合兩型系出發(fā),以常規(guī)優(yōu)質(zhì)品系作為輪回親本,通過多次回交、自交、測交在后代分離群體選育改良的臨保系,也可從原臨保系出發(fā),以常規(guī)優(yōu)質(zhì)品系作為輪回親本,通過多次回交、自交、測交在后代分離群體選育改良的臨保系,可從全不育系出發(fā),以常規(guī)優(yōu)質(zhì)品系作為輪回親本,通過多次回交、自交、測交在后代分離群體選育改良的臨保系。其中以臨保系出發(fā),通過常規(guī)品系作為輪回親本進(jìn)行回交遺傳改良比較常見,為大多數(shù)的育種家所采用?;镜募夹g(shù)方法為:待改良臨保系去雄作為母本,優(yōu)質(zhì)常規(guī)品系作為父本進(jìn)行雜交,繼續(xù)以優(yōu)質(zhì)常規(guī)品系為輪回親本進(jìn)行回交,多代回交后在后代分離群體選育獲得新的改良臨保系。
隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,飼料蛋白的缺口也越來越大。榨油后的菜籽餅粕蛋白質(zhì)量含量高(36%~40%)且具有平衡的氨基酸組成,是優(yōu)質(zhì)的飼料蛋白源。此外,菜油中短鏈脂肪酸(C16-C18)占90%,是生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)質(zhì)原料。歐盟關(guān)于能源的一些規(guī)定,將直接影響國際油菜籽市場。即使將歐洲現(xiàn)有的油菜籽都用于加工生物柴油,到2014年還無法滿足柴油中添加5%的生物柴油的要求。因此,開展甘藍(lán)型油菜雜種優(yōu)勢利用研究,把隱性上位互作核不育油菜授粉控制系統(tǒng)廣泛運用于油菜生產(chǎn),提高油菜單產(chǎn)水平,提高農(nóng)民收入具有非常重要的意義。
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“AtWRKY28轉(zhuǎn)錄因子在鋸齒缺刻葉發(fā)育及形態(tài)建成中的功能分析”國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號31360262);貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士啟動基金“甘藍(lán)型上位互作核不育油菜臨保系的選育”;“貴州向日葵種質(zhì)資源收集與評價”黔科合LH字〔2015〕7078號
S565.4
ADOI編號:10.14025/j.cnki.jlny.2016.16.071
伍林濤,博士,貴州省油菜研究所,副研究員,研究方向:作物分子生物學(xué)。
奉斌,貴州省油料研究所,助理研究員,研究方向:油料作物育種。