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甘蓝型油菜遗传多样性和杂种优势的研究

作　者: 马朝芝
导　师: 傅廷栋
学　校: 华中农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 甘蓝型油菜遗传多样性杂种优势 RAPD RFLP
分类号: S565.4
类　型: 博士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

杂种优势利用是提高作物产量的一条重要途径。甘蓝型油菜(Brassica napus)存在很强的杂种优势。前人的研究一致表明：遗传差异大的亲本配制的杂种，优势强。因此了解种质资源的遗传多样性，了解亲本间的遗传差异与杂种表现、杂种优势的关系，可为选配强优势组合提供依据。本研究运用RAPD分子标记技术分析了甘蓝型油菜的遗传多样性；调查了半双列杂交系统(4个不育系、8个恢复系)在两年份(试验1、试验2)和半双列杂交系统(4个不育系、5个恢复系)在一年份(试验3)田间不同性状的杂种优势、杂种表现等；运用RAPD和RFLP分子标记技术，检测了亲本间的遗传差异及其与杂种优势、杂种表现等的关系。主要结果如下： 1．甘蓝型油菜遗传多样性分析 1．1 用经严格筛选到的21个引物在来自于国内外的50份甘蓝型油菜间扩增出181条多态性带。经NJT聚类分析和主成份分析，50份材料可分为三组：欧洲、加拿大春油菜在一组；欧洲冬油菜在另一组；第三组包括的全部是中国和日本材料，但中国与日本材料区别较明显。这些结果表明很多中国油菜与日本油菜的遗传背景相似，但日本油菜可用来丰富中国育种材料的遗传资源。 1．2 21个引物在56份Pol cms保持和恢复材料间扩增出190条多态性带。依Bootstrap方法得到了Bootstrap严格的一致图。56份材料在图上可分为三组，加拿大、欧洲春性油菜与欧洲冬性油菜能很清楚地被分开，但它们聚在一组。说明Pol cms保持和恢复材料的遗传多样性很丰富，育种工作中的一些人为选择如选择双低、恢复性状并没有使遗传基础变窄。 2．性状的杂种优势、相关、配合力分析 2．1 依单株产量多重比较的结果，将两端的各组合称为高值组合和低值组合。高值组合的单株产量平均杂种优势高于低值组合的平均杂种优势，其中，试验1、2均达极显著，试验3不显著；高值组合的平均中亲值和GCA均显著或极显著地高于低值组合。大多数高值组合单株产量双亲的一般配合力为正，而在低值组合中，没有一个组合双亲的一般配合力都为正值。即使高产组合中，也很少组合的全株角果数、每果粒数、千粒重的特殊配合力同时为正值。 2．2 杂种产量表现出了最高的正向平均优势，在所有组合都为正值。产量及其构成因素杂种优势大小表现出：单株产量＞全株角果数＞每果粒数＞千粒重。不同性状的平均优势率在组合间和年份间有很大差异。 2．3 单株产量与全株角果数(极显著)、每果粒数(显著)为正相关，而与千粒重为(不显著)负相关。全株角果数、角果粒数、千粒重之间呈负向相关关系。除千粒重外，其它性状在不同年份(试验l、试验2)都呈极显著的正相关。 2.4杂种优势大小与特殊配合力(SCA)呈显著或极显著正相关，与GCA的相关程度很低。杂种产量与双亲一般配合力(GCA)呈极显著的正相关，与SCA呈显著或极显著的正相关，与中亲值(MP)的相关关系依所用材料而有差异。GCA较SCA、MP与杂种产量相关密切。 2.5年份间(试验1、试验2)产量平均优势、中亲值、亲本的产量表现相关不显著，杂种产量表现、G以达到极显著相关，S以达显著相关。 3.遗传差异及其与杂种优势、杂种表现、一般配合力和特殊配合力 3.1经筛选的41个引物和n个cDNA探针在20个亲本间得到多态性扩增带277条，多态性杂交带117条;RAPD技术检测到了10个亲本特有的21条扩增带，RFLP技术检测到了5个亲本特有的7条杂交带，其中4个亲本也有特异的RApD扩增带。不育系与恢复系之间的遗传差异大于不育系内和恢复系内的遗传差异。依RAPDs的聚类结果比依RFLPs的聚类结果更符合材料的系谱来源，原因是RAPDs(277条)比RFLPs(1 17条)数目多。 3.2通过单向分组方差分析，在试验l、试验2和试验3总共检测到的与株高 (67)、分枝部位(99)、分枝数(92)、主花序长度(78)、主花序果数(87)、角果长(71)等农艺性状有关的特殊杂合位点数，多于与单株产量(40)、全株角果数(50)、每果粒数(45)、千粒重(64)有关的特殊杂合位点数。 3.3将特殊杂合标记分为SHI、SHZ、SH3等3类特殊杂合标记。依这3类特殊杂合标记和1类一般杂合标记RARFS(RAPDs和盯LPS)估计亲本的GD。总体而言，4类GD与杂种优势、杂种产量、GCA和SCA的相关程度很低;在三个试验中，都与4类GD中的某一GD显著相关的性状只有株高(杂种表现、一般配合力)，没有一个性状同时与4类GD呈显著水平的相关。将SHI、SHZ、SH3中的有些标记作加权处理，得到另三类特殊杂合标一记SHIR、SHZR、SH3R。分析了依SHIR、SHZR、SH3R估计的GD与产量杂种优势、杂种产量表现的关系。没有一个性状在三个试验都与GD达显著水平的相关，也没有一个性状同时与SHIR、SHZR、SH3R估计的GD相关达显著。 3.4高值组合依RAPDs估计的平均GD极显著地高于低值组合的平均GD，依RARFS估计的平均GD也高于低值组合的平均GD，但没有显著差异。

全文目录

中文摘要  5-7
Abstract  7-9
1 研究背景和目的  9-21
  1.1 遗传差异与杂种优势  9-12
  1.2 配合力分析与优良杂交组合  12-14
  1.3 分子生物技术用于杂种优势机理的研究进展  14-15
  1.4 分子标记在油菜上的应用  15-20
  1.5 本研究的目的和意义  20-21
2 材料与方法  21-30
  2.1 材料  21-24
  2.2 田间试验设计  24-26
  2.3 田间试验与考种项目  26
  2.4 总DNA提取  26
  2.5 RAPD分析  26-28
  2.6 RFLP分析  28-29
  2.7 数据处理与统计分析  29-30
3 结果与分析  30-74
  3.1 RAPDs分析甘蓝型油菜的遗传多样性  30-40
  3.2 RAPDs和RFLPs分析亲本的遗传多样性  40-46
  3.3 杂种优势、配合力和相关分析  46-63
  3.4 亲本的遗传差异与杂种中优势  63-74
4 讨论  74-79
  4.1 RAPDs与RFLPs聚类结果的比较  74-75
  4.2 不同性状的杂种优势  75-76
  4.3 关于不育系和恢复系的选育  76-77
  4.4 关于预测杂种优势  77-78
  4.5 关于杂种优势的遗传基础研究  78-79
5 小结  79-80
参考文献  80-90
附录Ⅰ DNA抽取方法(CTAB)  90-92
附录Ⅱ 三个试验各性状的平均值  92-95
附录Ⅲ 20个亲本间的遗传非相似系数  95-96
博士生简介  96-97
致谢  97

甘蓝型油菜遗传多样性和杂种优势的研究

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