甘蓝型油菜隐性上位互作核不育系统不育系材料选育中常见的育性分离及基因型判断

韩宏仕， 张敏琴， 高志宏

(贵州省油菜研究所， 贵阳 550018)

甘蓝型油菜隐性上位互作核不育三系是指不育系、临保系、恢复系。陈凤祥等[1]、孙超才等[2]报道了甘蓝型油菜隐性上位互作核不育系的不育性受2对重叠基因和1对上位基因抑制，并对隐性核不育三系的遗传做了较为系统的研究，结果表明，不育株植株的基因型为纯合不育株RRmmnn或杂合不育株Rrmmnn， 临保系植株的基因型为rrmmnn，利用纯合不育株和纯合B株(RRMmnn或RRmmNn)兄妹交可产生纯合B株和纯合不育系RRmmnn，纯合不育系和临保系杂交产生全不育系Rrmmnn，全不育系与恢复系(MM----或NN----)杂交产生杂交种。在育种实践中，有利用价值的是纯合B 株、杂合B株(RrMmnn或RrmmNn)、纯合A株、杂合A株Rrmmnn、临保系单株。

甘蓝型油菜隐性上位互作核不育的育性受3对基因控制，其分离较双隐性核不育系更加复杂，特别是分离后代会出现1/2、3/8，1/4、3/16，3/64、4/64等较为接近的不育株分离比例，选育难度更大、耗时更长。不育系材料的选育，传统的方式主要是自交或杂交，笔者梳理了自交或杂交下一代常见的不育株分离比例，并依据遗传机理推断其上一代基因型。以便于开展选育工作。

1 自交下一代常见的不育株分离比例及其基因型判断

1.1 出现1/4不育株率

自交一代出现1/4不育株分离，其基因型应为RRMmnn或RRmmNn，即纯合B株，其基因型分布见表1，从表1可以看出，该株行有2/4的纯合B株、有1/4的纯合A株，在该株进行兄妹交，有2/3的概率可以得到纯合两型系，即在该株行杂交下一代出现1/2不育株分离的就是纯合两型系。

表1 自交一代1/4不育株分离株行的基因型分布Table 1 Genotype distribution of 1/4 sterile lines of F1 generation

1.2 出现3/16不育株率

自交一代出现3/16不育株分离，其基因型应为RrMmnn或RrmmNn，即杂合B株，其基因型分布如表2。从表2可以看出，该株行有1/16的纯合不育株、2/16的杂合不育株、2/16的纯合B株、4/16的杂合B株、1/16的临保系单株，在该株行进行大量的兄妹交，可以同时选育纯合两型系和临保系。

表2 自交一代3/16不育株分株行的基因型分布Table 2 Genotype distribution of 3/16 sterile lines of F1 generation

1.3 出现1/16不育株率

自交一代出现1/16不育株分离，其基因型应为RRMmNn，其基因型分布如表3。从表3可以看出，在该株行有1/16纯合不育株、4/16纯合B株，在该株行也可以选育纯合两型系，但因不育株较少，需要大量杂交才可能找到纯合B株。在育种实践中，可以用已育成的纯合A株与该株行可育株杂交，可育株套袋自交，杂交一代出现1/2不育株分离，对应的可育株即为纯合B株。

表3 自交一代1/16不育株分离株行的基因型分布Table 3 Genotype distribution of 1/16 sterile lines of F1 generation

1.4 出现3/64不育株率

自交一代出现3/64不育株分离，其基因型应为RrMmNn，其基因型分布如表4。从表4可以看出，在该株行有4/64的纯合B株、8/64的杂合B株、1/64的纯合A株、2/64的杂合A株、1/64的临保系单株。在该株行可以同时选择纯合两型系和临保系，但是不育株少，杂交量大，若群体小，找到纯合两型系和临保系的概率较小。

表4 自交一代3/64不育株分离株行的基因型分布Table 4 Genotype distribution of 3/64 sterile lines of F1 generation

2 杂交下一代常见的不育株分离比例及其基因型判断

在杂交代常见的不育株分离比例有1/2、3/8、1/4、3/16等4种情形。

2.1 出现1/2不育株率

杂交一代出现1/2不育株分离的有3种可能。

第一种可能是纯合A株RRmmnn与纯合B株RRMmnn杂交，其基因型分布见表5。从表5可以看出，该株行为1/2的纯合A株和1/2的纯合B株，这就是纯合两型系。

表5 杂交一代1/2不育株分离株行的第一种可能基因型分布Table 5 The first possible genotype distribution of 1/2 sterile lines of F1 generation

第二种可能是杂合A株Rrmmnn与纯合B株RRMmnn杂交。其基因型分布见表6。从表6可以看出，该株行有1/4的纯合B株、1/4的杂合B株、1/4的纯合A株、1/4的杂合A株。在该株行可以选育纯合两型系，不能选育临保系。但在该株行测交，纯合A株与纯合B株和与杂合B株杂交一代表现都是1/2不育株分离，杂合A株与纯合B株杂交一代表现是1/2不育株分离，杂合A 株与杂合B株杂交一代是3/8不育株分离，因此，仅从该株行的杂交下一代的育性分离来看，是很难鉴定是否筛选到了纯合两型系的。

表6 杂交一代1/2不育株分离株行的第二种可能基因型分布Table 6 The second possible genotype distribution of 1/2 sterile lines of F1 generation

第三种可能是纯合A株RRmmnn与杂合B株RrMmnn杂交。其基因型分布见表7。从表7可以看出，该株行有1/4的纯合B株、1/4的纯合A株、1/4的杂合B株、1/4的杂合A株。该株行也可能筛选纯合两型系，但也同样因该株行同时存在纯合及杂合的A株和B株，通过该株行A株与可育株杂交下一代的不育株率是不能确定纯合两型系的。

表7 杂交一代1/2不育株分离株行的第三种可能基因型分布Table 7 The third possible genotype distribution of 1/2 sterile lines of F1 generation

以上3种情况都可能在杂交一代出现1/2不育株率分离，因此，不能用杂交一代出现1/2不育株率就确定找到了纯合两型系。

2.2 出现3/8不育株率

杂交一代出现3/8不育株分离，应为杂合A株Rrmmnn与杂合B株RrMmnn杂交。其基因型分布见表8，从表8可以看出，该株行有1/8的纯合B株、2/8的杂合B株、1/8的纯合A株、2/8的杂合A株、1/8的临保系单株。该株行比较容易选育临保系，把可育株套袋，下一代不分离的2株中有1株是临时保系，或直接用已知的纯合两型系A株测交可育株，在5株可育株中理论上就有有1株是临保系。

表8 杂交一代3/8不育株分离株行的基因型分布Table 8 Genotype distribution of 3/8 sterile lines ofF1 generation

2.3 出现1/4不育株率

杂交一代出现1/4不育株分离的，也有3种可能。

第一种可能是纯合A株RRmmnn与基因型为RRMmNn的单株杂交。其基因型分布见表9，从表9可以看出，该株行有2/4的纯合B株，1/4的纯合A株，在该株行兄妹交，若下一代仍为1/2不育株分离，即为纯合两型系。

表9 杂交一代1/4不育株分离株行的第一种可能基因型分布Table 9 The first possible genotype distribution of 1/4 sterile lines of F1 generation

第二种可能是杂合A株Rrmmnn与基因型为RRMmNn的单株杂交。其基因型分布见表10，从表10可以看出，该株行有2/8的纯合B株、2/8的杂合B株，1/8的纯合A株、1/8的纯杂合A株。该株行也因同时存在纯合及杂合的A株和B株，通过杂交下一代的不育株率是不能确定纯合两型系的。

表10 杂交一代1/4不育株分离株行的第二种可能基因型分布Table 10 The second possible genotype distribution of 1/4 sterile lines of F1 generation

第三种可能是纯合A株RRmmnn与基因型为RrMmNn的单株杂交。其基因型分布见表11，从表11可以看出，该株行有2/8的纯合B株、2/8的杂合B株，1/8的纯合A株、1/8的纯杂合A株。该株行可能筛选到纯合两型系，但与杂交一代出现1/4不育株分离的第二种可能一样，难以通过杂交下一代的不育株率明确是否筛选到的是纯合两型系。

表11 杂交一代3/16 不育株分离株行的第一种可能基因型分布Table 11 The first possible genotype distribution of 3/16 sterile lines of F1 generation

从杂交一代出现1/4不育株率的株行的基因型分布来看，在这些株行都不可能筛选到临保系。

2.4 出现3/16不育株率

杂交一代出现3/16不育株分离，应为杂合A株Rrmmnn与基因型为RrMmNn的单株杂交。其基因型分布见表12。从表12可以看出，该株行有2/16的纯合B株、4/16的杂合B株，1/16的纯合A株、2/16的纯杂合A株、1/16的临保系单株。该株行中，理论上在13株可育株中有1株临保系单株，可考虑用已有的纯合两型系A株与可育株测交，选育临保系。

表12 杂交一代3/16不育株分离株行的第二种可能基因型分布Table 12 The second possible genotype distribution of 3/16 sterile lines of F1 generation

3 讨 论

本文所有遗传推论都是建立在转育材料中没有受到双隐性不育、质不育等其他授粉控制系统干扰的基础上，因此在转育隐性上位互作核不育系材料时，一般建议都是用优良的常规材料进行转育，而不宜用双隐性核不育两系的B株等直接作为转育材料，即使要用双隐性核不育两系B株，也需要通过纯化。

隐性上位互作核不育系材料选育中，一般临保系容易找到，因其容易通过测交判断，只要杂交一代出现1/2，对应父本单株自交没有育性分离，则该单株即为临保系，或杂交一代为全不育，其相对应父本即为临保系单株。而纯合两型系则不易找到，因传统方式只能通过已知临保系单株鉴定A株，而B株则没有可靠方法可以鉴定。这就需要通过对出现的不育株率进行判断，明晰育种思路。

在实际育种实践中，自交后代有1/4与3/16、1/16与3/64等两种十分接近的不育株分离比例，在杂交一代会出现的1/2与3/8、1/4与3/16等两种十分接近的不育株分离比例，而且在杂交一代出现1/2和1/4不育株分离的都有3种可能。笔者在育种实践中通常利用已有的临保系，A株在兄妹交的同时与临保系测交，一般同时测交10株左右，鉴定A株的不育类型是纯合不育株还是杂合不育株，筛选与临保系测交所有株行均为全不育株行选育纯合两系。

在笔者育种实践中，用华中农业大学开发的共显性分子标记可以对9012 A、20118 A等系统相近的转育材料进行较为准确的上位基因分子标记，明显提高了育种效率。但对来源较远的隐性上位互作核不育材料，则该标记未能检测到扩增产物，因此有必要通过不育株分离推断基因类型，以便选择选育途径。