甘蓝型油菜显性核不育授粉控制系统的研究

伍林涛　奉　斌　韩宏仕　曾章丽　杜才富　张敏琴（.贵州省油菜研究所，贵州　贵阳　550008；.贵州省油料研究所，贵州　贵阳　550008）

甘蓝型油菜显性核不育授粉控制系统的研究

伍林涛1奉斌2韩宏仕1曾章丽2杜才富1张敏琴1
（1.贵州省油菜研究所，贵州贵阳550008；2.贵州省油料研究所，贵州贵阳550008）

油菜杂种优势利用的关键是获得100%的不育群体，显性核不育授粉控制系统育性彻底稳定，容易获得100%的全不育系，是一种具有发展前景的育性系统。基于此，综述显性核不育材料的主要类型以及在育种实践中的遗传改良研究进展，以期为显性核不育油菜新品种的选育提供有价值的信息。

油菜；基因；测交

菜籽油一直是我国最重要的食用植物油脂，2000年我国净进口植物油430.0万t，其中进口油菜籽296.8 万t，菜籽油7.5万t，2010年进口的植物油达到了800.0 万t。今后一段时期，我国植物油消费量还将继续保持年均增长近50.0万t的水平。因此，发展油菜种植业具有相当广阔的市场前景，提高油菜产量、提高油菜籽含油量是当前面临的重要任务。

1　甘蓝型油菜显性核不育材料的类型及发现

油菜种质资源非常丰富，主要划分为三大类型：白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜。白菜型油菜又分为北方小油菜（Brassica campestris L）和南方油白菜（Brassica chinensis var.oleifera Makino）；芥菜型油菜划分为细叶芥菜（Brassica juncea var gracilis Tsen&Lee）和大叶芥油菜（Brassica juncea Coss）；甘蓝型油菜在世界上栽培面积最广，产量高、适应性广、抗病虫害能力强，是当前世界各地也是我国栽培的主要油菜类型。

甘蓝型油菜授粉控制系统种类多，遗传规律复杂，被广泛运用于油菜杂种优势利用。其中，显性核不育授粉控制系统包括单基因控制的显性核不育和两对基因控制的显性核不育［1］，单基因控制的显性核不育如mathias在1985年发现的显性核不育即是属于该类型，由于没有恢复源而不能在生产实践中应用，该不育类型一般是自然突变形成或人工诱变获得。宜宾地区农科所1972年发现宜3A，1985年李树林研究员报道的23A属于两对基因控制的显性核不育，其不育性稳定彻底、不受环境影响，又能解决细胞核雄性不育二系制种中拔除50%可育株费工费时的问题，是极具发展前景的杂种优势利用途径［2，3］。但是，由于该授粉控制系统受到两对基因互作表达调控，遗传规律复杂，基因型种类众多，因此，选育的难度大、周期长，限制了该授粉控制系统在油菜育种实践中的广泛应用。

2　甘蓝型油菜显性核不育材料的遗传改良

显性核不育材料的研究与利用在小麦育种已经取得了非常丰硕的成果，创造了巨大的经济与社会效益。而选育的甘蓝型油菜显性核不育品种还不多，自1985年上海市农科所李树林研究员提出双基因互作模式并成功应用于油菜育种实践以来，审定的甘蓝型油菜就核杂3号、核杂7号等几个品种，且推广面积不大［4］。如何改进技术手段特别是利用当前发展迅速的分子生物学技术方法加快甘蓝型油菜显性核不育材料的遗传改良，缩短甘蓝型油菜显性核不育材料的选育时间，是当前甘蓝型油菜显性核不育授粉控制系统利用的关键。

甘蓝型油菜显性核不育材料育性受到显性核不育相关基因BnMs（ms）与恢复基因BnRf（rf）共同表达调控，纯合两型系基因型为rfrfMsMs×RfrfMsMs，其中两型系不育株基因型为rfrfMsMs，可育株基因型为RfrfMsMs，常规材料基因型为rfrfmsms，为其保持系，恢复系基因型为RfRfmsms，全不育系基因型为rfrfMsms。当前分子标记的开发已经取得了良好的进展，通过构建遗传群体、构建基因池、标记筛选、标记验证获得了多个PCR扩增稳定、多态性良好的显性及共显性分子标记，可很好地应用于油菜育种实践。如陆光远等通过构建兄妹交群体，对1 024对AFLP引物和640条RAPD引物进行筛选，获得一个交换率为6.1%的AFLP标记［5］；胡胜武等通过对825条随机引物进行多态性筛选，获得BA1102、BA500为其多态性分子标记［1］。显性核不育其育性遗传规律复杂，运用常规技术进行转育，其基因型只能通过考察下一个世代测交和自交后代的育性分离比例进行确定。而利用核不育相关基因BnMs （ms）与恢复基因BnRf（rf）分子标记辅助选育，在当代的苗期通过提取叶片DNA然后做PCR扩增进行前景选择即可确定任一单株基因型，方便快捷，省时省工。

3　甘蓝型油菜显性核不育研究展望

油菜杂种优势利用的关键问题是获得100%的不育群体，甘蓝型油菜细胞质雄性不育虽然可以获得100%的不育群体，但是该不育类型容易受到环境因子的影响而出现微粉效应，影响杂种纯度，存在一定的制种风险。显性核不育材料育性稳定彻底，不受环境因子的干扰，同时又可获得100%的不育群体，具有良好的发展前景。因此，以高含油量、优质高产的常规品种作为轮回亲本，通过杂交、回交、测交然后以显性核不育相关基因BnMs（ms）与恢复基因BnRf（rf）分子标记进行前景选择，选育获得高含油量、高产、优质的显性核不育杂交油菜，从而进一步推动油菜产业化发展。

［1］胡胜武，刘胜毅，于澄宇，等.甘蓝型油菜核不育材料Shaan-GMS不育基因的RAPD标记［J］.中国油料作物学报，2013（3）：5-7.

［2］李树林，周熙荣，周志疆，等.显性核不育油菜的遗传与利用［J］.作物研究，1990（3）：27-32.

［3］李树林，周志疆，周熙荣.油菜显性核不育三系法制种［J］.上海农业学报，1995（1）：21-26.

［4］李树林，钱玉秀，吴志华.甘蓝型油菜细胞核雄性不育性的遗传规律探讨及其应用［J］.上海农业学报，1985 （2）：1-12.

［5］陈新军，戚存扣，浦惠明，等.甘蓝型油菜抗倒性评价及抗倒性与株型结构的关系［J］.中国油料作物学报，2007（1）：54-57.

S565.4

A

1674-7909（2016）12-56-2

“AtWRKY28转录因子在锯齿缺刻叶发育及形态建成中的功能分析”国家自然科学基金（31360262）；“贵州向日葵种质资源收集与评价”黔科合LH字［2015］7078号；贵州省农业科学院博士启动基金“甘蓝型上位互作核不育油菜临保系的选育”。

伍林涛（1977-），男，副研究员，研究方向：植物分子生物学。

奉斌（1980-），女，硕士，助理研究员，研究方向：油料作物育种研究。