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甘蓝型油菜与白菜型油菜亚基因组间杂种优势的研究

作　者: 钱伟
导　师: 孟金陵
学　校: 华中农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 甘蓝型油菜白菜型油菜亚基因组间杂种优势生物学产量种子产量
分类号: S565.4
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

甘蓝型油菜(Brassica napus，A~nA~nC~nC~n 2n=38)是一种很重要的油料作物，它是由白菜型油菜(B.rapa，A~rA~r 2n=20)和甘蓝(B.olercea，C~oC~o 2n=18)天然杂交，自然加倍而来。其与亲本种相比较，甘蓝型油菜的进化和驯化历史短，种质资源相对狭窄。将白菜型油菜的遗传成分导入到甘蓝型油菜是一个很重要的油菜育种途径。本研究一方面对甘蓝型油菜和白菜型油菜的种间F1的生物学产量杂种优势进行了评估；另一方面通过基因组操作，将白菜型油菜的遗传成分导入到现有的甘蓝型油菜中，合成了一批新型甘蓝型油菜(A~rA~rC~nC~n)；对这些合成新甘蓝型油菜的生物学产量和种子产量杂种优势潜力进行评价，认为油菜亚基因组间杂种优势可用于种子生产；同时剖析了亚基因组间互作对杂种优势的贡献。 1．甘蓝型油菜与白菜型油菜杂种F1具有强的杂种优势。对6份甘蓝型油菜与20份白菜型油菜间的种间杂种F1代终花期生物学产量进行了两年的评估，结果表明90％的组合呈现正向的中亲优势，其中中国的甘蓝型油菜与中国的白菜型油菜间的优势最强。配合力方差分析结果显示：基因的加性效应和非加性效应均对生物学产量有贡献，但以基因的加性效应为主。 2．生物学产量高的50份甘白种间杂交组合被进一步用于筛选新型甘蓝型油菜。通过对其自交后代和其与白菜型油菜回交后代进行表型筛选，细胞学检测，筛选出29份育性高，染色体数目为38条的F2(BC1F2)单株，对这些单株进行分子标记分析，发现白菜型油菜的遗传成分已经部分导入到甘蓝型油菜中。经过连续两个世代的品质分析，筛选到90份品质优良的F4(BC1F4)株系。 3．新甘蓝型油菜具有强的杂种优势潜力。2001年，27份F3(BC1F3)单株与自然甘蓝型油菜配制了129个组合，其中有94个组合超过中油821，32个组合超过华杂4号。2002年，从129个组合中挑选出两个上年表现优良的组合种植在较大面积条件下，仍表现出了很强的杂种优势。亚基因组间杂种平均比其自然甘蓝型油菜亲本高108.93％，比对应的品种间杂交种高24.34％，比中油821对照高出28.6％，比华杂6号高出15.1％。 4．白菜型油菜基因组成分向甘蓝型油菜渗透能提高甘蓝型油菜的杂种优势潜力。2001年，用5个测验种对4份新甘蓝型油菜与其甘蓝型油菜亲本的杂种潜力进行了配合力测定，发现新甘蓝型油菜与其甘蓝型油菜亲本配合力存在差异，其中有两个新材料的配合力高于其亲本。这说明了白菜型油菜基因组中的确存在提高甘蓝型油菜产量潜力的遗传成分。四倍体亚基因组间杂种的生物学产量和种子产量与相应的三倍体亚基因组间杂种的生物学产量正相关，这表明可通过新甘蓝型油菜与自然甘蓝型油菜杂交，将甘蓝型油菜与白菜型油菜的亚基因组间营养优势转为亚基因组间产量优势。 5．A~r与A~n基因组互作是导致新甘蓝型油菜与自然甘蓝型油菜间亚基因组杂种甘蓝型油菜与白菜型油菜亚基因组间杂种优势的研究优势产生的主要原因。2002年，对一个BCIF6((华双3号x天门油菜白)X天门油菜白)群体的遗传成分，以及该群体与它们的甘蓝型油菜亲本(华双3号)的亚基因组间杂种优势进行了分析。AFLP和SSR分子标记结果显示白菜型油菜的遗传成分已部分转入到新甘蓝型油菜中，同时在新甘蓝型油菜中平均检测到了5.1%的新带型;白菜型油菜基因组成分的导入，引起了新甘蓝型油菜和它们的亚基因组间杂种的广泛变异，白菜型油菜基因组与甘蓝型油菜的两个亚基因组间互作均对亚基因组间杂种优势有贡献，其中以A基因组间互作的贡献率明显高于A基因组与C基因组互作贡献率。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
1 文献综述  10-27
  1.1 芸薹属基因组研究  10-14
    1.1.1 芸薹属的起源与驯化  10-11
    1.1.2 芸薹属基因组的同源性和进化  11-14
  1.2 芸薹属远缘杂交  14-15
    1.2.1 芸薹属间远缘杂交  14
    1.2.2 芸薹属内种间远缘杂交  14-15
  1.3 杂种优势理论及其在油菜中的应用  15-23
    1.3.1 杂种优势理论  16-19
    1.3.2 杂种优势的利用  19-20
    1.3.3 油菜的遗传多样性和杂种优势的利用  20-23
  1.4 分子标记在油菜遗传改良中的应用  23-27
    1.4.1 分子标记油菜遗传连锁图构建和重要基因定位  24-25
    1.4.2 分子标记在油菜育种中的应用  25-26
    1.4.3 分子标记在油菜品种鉴定中的应用  26-27
2 研究目的与意义  27-28
3 材料和方法  28-35
  3.1 甘白种间杂种F1营养优势分析  28-30
    3.1.1 实验材料  28
    3.1.2 分析方法  28-30
  3.2 新型甘蓝型油菜的选育  30-31
    3.2.1 实验材料  30
    3.2.2 实验方法  30-31
  3.3 新型甘蓝型油菜的营养优势和生殖优势分析  31-33
    3.3.1 实验材料和方法  31-33
  3.4 亚基因组间杂种优势分析  33-35
    3.4.1 实验材料和方法  33-34
    3.4.2 实验假设与数据分析  34-35
4 结果与分析  35-64
  4.1 甘白种间杂种营养优势分析  35-44
    4.1.1 甘白种间杂种生物学产量优势分析  35-39
    4.1.2 甘白种间杂种农艺性状分析  39-44
    4.1.3 小结  44
  4.2 新甘蓝型油菜的选育  44-50
    4.2.1 甘白种间杂种BC1F1代的选择  45-46
    4.2.2 甘白种间杂种BC1F2和F2代的选择  46-50
  4.3 新型甘蓝型油菜的营养优势和生殖优势分析  50-57
    4.3.1 HPT实验评估杂种优势  50-53
    4.3.2 新合成甘蓝型油菜与其甘蓝型油菜亲本的配合力比较  53-56
    4.3.3 甘白三倍体杂种与四倍体亚基因组间杂种的相关性分析  56
    4.3.4 小结  56-57
  4.4 亚基因组间杂种优势分析  57-64
    4.4.1 新型甘蓝型油菜的遗传成分分析  57-59
    4.4.2 亚基因组间杂种产量及其构成因子的杂种优势分析  59-63
    4.4.3 小结  63-64
5 讨论  64-71
  5.1 甘白种间杂种作青饲料直接用于生产的可能性  64-65
  5.2 利用白菜型油菜种质开展甘蓝型油菜育种  65-66
  5.3 甘白种间杂交后代选育的几个问题  66-68
    5.3.1 自交途径和回交途径导入A~r基因组效率比较  67
    5.3.2 早期世代选育  67-68
    5.3.3 数量性状位点(QTL)定位与聚合育种  68
  5.4 甘白亚基因组间杂种优势  68-71
    5.4.1 AFLP分子标记分析新甘蓝型油菜遗传成分  68-69
    5.4.2 新甘蓝型油菜的遗传成分与亚基因组间杂种优势关系  69-71
6 参考文献  71-84
7 附录  84-91
作者简介  91-92
致谢  92

甘蓝型油菜与白菜型油菜亚基因组间杂种优势的研究

内容摘要

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