甘蓝型油菜隐性核不育二型系029AB的遗传特性分析

彭 烨，陶芬芳，杨学乐，邬贤梦

（湖南农业大学农学院，长沙410128）



甘蓝型油菜隐性核不育二型系029AB的遗传特性分析

彭 烨，陶芬芳，杨学乐，邬贤梦*

（湖南农业大学农学院，长沙410128）

摘 要：利用2个甘蓝型油菜自交系、4个隐性核不育二型系和1个温敏核不育系为材料，对新发现的隐性核不育材料029AB进行遗传分析，结果表明，029AB的育性由2对隐性不育基因控制，且其不育基因与隐性核不育二型系湘油402AB的不育基因等位，而与104AB、Z09AB和127AB等的不育基因不等位。这一结果说明029AB和湘油402AB的育性受同一遗传系统控制。利用与湘油402AB具有相同不育基因的温敏核不育系湘油402S与029AB进行正反交，结果表明，湘油402S和029AB二者的不育基因也具有等位性，且湘油402S的温敏基因对029AB的育性具有调控作用，进一步说明029AB的不育基因与湘油402AB的不育基因为等位基因。

关键词：甘蓝型油菜；隐性核不育；遗传分析；基因等位性

隐性细胞核雄性不育是目前油菜生产上应用较广的杂种优势利用系统之一，因其不育性彻底、稳定且恢复源广泛，具有广阔的应用前景［1～5］。已发现的隐形核不育材料因来源不同，包括由1对基因控制、2对基因控制和3对基因控制（2对隐性不育基因+1对隐性上位抑制基因）等几种不同的遗传类型。不同遗传类型的不育材料具有不同的利用模式，如：由1对基因控制和2对基因控制的不育材料采用二系法，即不育系通过其群体内的可育单株与不育单株姊妹交进行不育系的繁殖，通过恢复系与不育系群体中的约占总株数50%的不育单株杂交进行种子生产；3对基因控制的不育材料采用三系法（不育系通过“临保系”繁殖，从而实现三系配套）［6～10］。

029AB是湖南农业大学油料作物研究所于2008年春季在甘蓝型双低优质油菜品系07308中发现的一个新的雄性不育材料。本研究拟对其进行较为系统的遗传分析，以明确其遗传特性，为该材料的进一步研究利用提供理论依据。

1 材料与方法

1. 1 材料

甘蓝型油菜自交系09117（Pol CMS保持系）、09254（Pol CMS恢复系），不育系029AB，隐性核不育二型系湘油402AB（小花瓣，育性由2对隐性核不育基因控制）、104AB（大花瓣，育性由1对隐性核不育基因控制）、Z09AB（大花瓣，育性由2对隐性核不育基因控制）、127AB（大花瓣，育性由2对隐性核不育基因控制），温敏核不育系湘油402S（其不育基因与湘油402AB的不育基因等位）。湘油402AB和湘油402S来自湖南省作物研究所，其余材料均由湖南农业大学油料研究所/国家油料改良中心湖南分中心提供。

1. 2 方法

1. 2. 1 育性遗传分析

2010年春季在湖南农业大学油菜试验基地用029AB与自交系09117和09254分别进行正反交，获得相应的F1代种子，2010年夏季在云南进行夏繁，调查各组合F1代育性，并套袋自交，获得F2种子，2010年秋季在长沙播种，2011年春季调查各组合F2代育性。调查结果进行适合性测验。

1. 2. 2 育性相关基因的等位性分析

2010年春季在湖南农业大学油菜试验基地分别配制以下组合：029A×湘油402B、029A×104B、029A×Z09B、029A×127B、湘油402A×029B、104A ×029B、Z09A×029B、127A×029B。获得相应的F1代种子，当年夏季在云南进行夏繁，调查各组合F1代育性，并套袋自交，获得F2种子，并于秋季在长沙播种，2011年春季调查各组合F2代育性。调查结果进行适合性测验。2012年春季在湖南农业大学油菜试验基地配制组合：029A×湘油402S、湘油402S×029B，获得相应的F1代种子，当年秋季在长沙播种，2013年春季调查两组合F1代育性。

2 结果分析

2. 1 029A育性的遗传特性

表1列出了029A、029B与2个油菜自交系正反交F1和F2代的育性表现。从育性调查结果可以看出，4个组合的F1代植株均表现为可育，未发现不育株，说明029AB的育性受隐性不育基因的控制，且不受细胞质的影响。而在F2代中，2个正交后代的分离比例均符合15∶1的期望值，2个反交组合可育株与不育株的分离比例则均符合31∶1的期望值，这一结果说明，一是029A的育性受2对隐性不育基因控制，二是在2个反交组合F1代植株的选择上，可育植株的纯合基因型与杂合型的数量基本一致，31∶1可育株与不育株的分离比例也进一步验证了029A的育性是受2对隐性不育基因控制的遗传假设。

表1 用029AB配制的各测交后代育性表现Table 1 The fertility performance of test -crossing offspring originated from 029AB

2. 2 029A育性相关基因的等位性

以4个隐性核不育二型系湘油402AB、104AB、 Z09AB和127AB为测交系与029AB进行正反交，其后代育性表现见表2。从各组合F1代的育性表现来看，029AB与湘油402AB的正反交均出现可育株和不育株，说明两者的不育基因具有等位性，而其余组合中均未发现不育株，说明029AB的不育基因与104AB、Z09AB和127AB等的不育基因均不存在等位关系。在各组合F2代中，其育性分离表现出较大的差异，但各组合的可育株与不育株的分离比例与期望值均相符合，也进一步验证了029AB的遗传特性。

表2 029AB基因等位性测验后代的育性表现Table 2 The fertility performance of allelism testing offspring from 029AB

湘油402S为温敏核不育系，其不育基因与隐性核不育系湘油402A的不育基因等位，而且湘油402S的温敏基因对湘油402A的不育基因具有调控作用，因此利用029AB与湘油402S进行正反交，可进一步验证029AB不育基因的等位性。2013年春季调查组合（029A×湘油402S）和（湘油402S× 029B）F1代群体的育性，结果表明，组合（029A×湘油402S）群体中的57株植株（5行区）全部为温敏不育株；组合（湘油402S×029B）的59株植株（5行区）中，有31株为可育株，28株为温敏不育株，进行适合性测验，X2c= 0. 067 80，其可育株与温敏不育株的比例符合1∶1的期望比例，说明029AB的不育基因与湘油402S的不育基因为等位基因，并且湘油402S的温敏基因对029AB的不育基因也具有调控作用。

3 小结与讨论

由上述分析可得出结论，029AB是隐性核不育二型系，其育性由2对不育基因控制，且其不育基因与现有隐性核不育二型系104AB、Z09AB、127AB等的不育基因不存在等位关系，而与湘油402AB的不育基因等位，而且温敏核不育系的温敏基因对029AB的育性也具有调控作用。基于此，029AB可以直接“一系二用”进行杂种优势利用，也可以利用湘油402S作温敏源选育新的温敏核不育系。

植物细胞核雄性不育是自然界普遍存在的一种现象，主要由点突变引起。在主要农作物中发现的细胞核雄性不育类型，以隐性核不育居多。在甘蓝型油菜中，不同来源的隐性核不育材料已有大量报道，说明甘蓝型油菜由自然突变产生隐性不育材料的频率是比较高的，这可能与甘蓝型油菜为复合种及具有丰富的遗传多样性有关。

根据本研究对029AB的遗传分析结果，029AB中的不育基因与湘油402AB的不育基因具有等位性，但二者具有不同的亲本来源。湘油402AB是在湘油402S选育过程中分离获得的，其不育基因与湘油402S具有同源性。从湘油402S的选育过程来看，其亲本为湘油91S和中双4号［11］，它的不育基因和温敏基因均来自湘油91S，而湘油91S选自复合交“86A/ / /中油821/ /湘油5号/ Marnoo”的后代［12］，其不育基因来自86AB。因此可以说，湘油402AB的不育基因应该来自86AB。029AB的不育基因与湘油402AB的不育基因具有等位性，可据此推断与86AB的不育基因也具有等位性。但029AB 与86AB的遗传背景并不相同，这可以从二者的来源分析出。029AB是在双低优质自交系“07308”群体中发现不育单株后经连续回交选育而成，是自然突变和系统育种的产物。追索“07308”的来源，其亲本为“湘油13号×中双5号”，而86AB是在“甘蓝型油菜×白菜”杂交后代中发现隐性核不育材料经连续回交选育而成，可见029AB与86AB并没有亲缘关系，但其突变位点是否相同，仍需进行分子方面的验证。

参考文献：

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［11］邬贤梦，席代汶，宁祖良，等.甘蓝型油菜温敏核不育系湘油402S的选育［J］.中国油料作物学报，2005，27 （3）：74 -76.

［12］席代汶，陈卫江，宁祖良.甘蓝型油菜温敏核不育系“湘91S”的选育［J］.湖南农业科学，1994（4）：17 -18.

Analysis on Genetic Characters of Recessive Genic Male Sterile Two-type Line 029AB in Brassica napus L.

PENG Ye，TAO Fenfang，YANG Xuele，WU Xianmeng*

（College of Agronomy，Hunan Agricultural University，Changsha，Hunan 410128，China）

Abstract：The heredity of new recessive genic male sterile line 029AB was analyzed with 2 inbreeding lines and 4 recessive genic male sterile lines and 1 thermo-sensitive genic male sterile line in Brassica napus as materials. The results showed that，the fertility of 029AB was controlled by 2 couple of recessive genes and its male sterile genes were the allele of Xiang you 402AB，a recessive genic male sterile line，while were not the allele of 104AB，Z09AB and 127AB，which showed that the fertility of 029AB and Xiangyou 402AB was controlled by the same genetic system. The reciprocal crosses between 029AB and Xiangyou 402S，a thermo-sensitive genic male sterile line which had the same male sterile genes to Xiangyou 402AB，showed that the male sterile genes of Xiangyou 402S and 029A were allele as well，and the thermo-sensitive gene of Xiangyou 402S could regulate the fertility of 029A，which further verified the sterile genes of 029A and Xiangyou 402A were the allele.

Keywords：Brassica napus；recessive genic male sterile；genetic analysis；gene allelism

基金项目：国家科技支撑计划项目（2011BAD35B04）；国家“863计划”项目（2011AA10A104）。

作者简介：彭 烨（1992 -），女，硕士研究生，Email：pe1650954414@ foxmail. com。*通信作者，Email：wuxm126@163. com。

收稿日期：2015 09 17

文章编号：1001-5280（2016）01-0001-03

DOI：10. 16848/ j. cnki. issn. 1001-5280. 2016. 01. 001

中图分类号：S565. 403

文献标识码：A