全 文 ：书西北植物学报!
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+/001+#""")*"!$+!"#$+"$+"&& 收稿日期$
!"#$)"#)#% &修改稿收到日期$
!"#$)"%)%# 基金项目$国家高技术研究发展计划"
!"#!22#"##",
#&国家科技支撑计划"
!"##324%$3"* #&公益性行业科研专项" !"#!"%"!-)- # 作者简介$舒
!
畅"
#&,(
#!女!硕士!主要从事油菜遗传育种研究
5)67/8
$09:;971 < "*!$
!
#-%+;=6
"
通信作者$刘 ! 超!博士!主要从事油菜遗传育种研究 5)67/8$
8/:;97=
!
67/8+9>7:+?@:+;1
甘蓝型油菜新型细胞质雄性不育
类型
$%&()*+ 的鉴定 舒 ! 畅!刘 ! 超"!吴江生 "华中农业大学 国家油菜工程技术研究中心%农业部油菜遗传育种重点实验室!武汉 *%""," # 摘 ! 要$甘蓝型油菜细胞质雄性不育系"
ABC
#
DEF*!,"2
是从萝卜甘蓝"
!"
#
$"%&()"*+" ! EEAA #与甘蓝型油菜 " ,)"*+"%" # & ! 22AA #远缘杂交后代中发现的一种 ABC 类型!该研究通过育性调查(恢保关系测定(花药发育的 显微观察和线粒体 4D2 的 EGHI 分析对 DEF*!,"2 不育系进行鉴定结果表明$"
#
#通过连续
$年在冬油菜区 和春油菜区的育性调查!发现 DEF*!,"2 不能产生花粉!败育彻底!不育性稳定!不受温度(光照等环境条件的影 响!不育率和不育度均为 #""J " ! #将 DEF*!,"2 ( # -. ( - / & ( 0- ($"&
等
ABC
分别与
#
-.
(
-
/
&
恢复系以及)华双
*
号*测交!显示
DEF*!,"2
与
#
-.
(
-
/
&
(
0-
等不育系统的恢保关系明显不同"
%
#通过对
DEF*!,"2
与保持系
DEF*!,"3
花药发育的显微结构观察和比较!表明
DEF*!,"2
花粉的败育时期为四分体期至单核花粉晚期!败育
特点为$单核小孢子时期!单核花粉粒不能形成外壁!花药绒毡层液泡化!并逐渐膨大增厚!最后绒毡层和小孢子彻 底消失!花粉囊变为空腔!花药完全败育" * #利用 #& 个探针%酶组合"由 - 个线粒体基因 "1 # # ( "1 # - ( "1 # ( -) 2 !!! ( +-3! ( +-( 探针和 % 种限制性内切酶 4+-E " ( ,"5K " 和 6*%@ # 组成#对 DEF*!,"2 ( # -. ( - / & ( 0- ($"&
等
ABC
以及
DEF*!,"3
和)华双
$号*的线粒体 4D2 进行 EGHI 分析!在 ## 个探针%酶组合中! DEF*!,"2 均显示 与其他材料明显不同的带型!表明其为新型的不育胞质类型 DEF*!,"2 的发现和利用将有利于克服中国油菜主 要 ABC 类型对环境的敏感性和生产上不育胞质类型单一化等问题 关键词$甘蓝型油菜&细胞质雄性不育&恢保关系&小孢子母细胞&绒毡层&不育胞质类型
中图分类号$L%*%+% M * 文献标志码$
2
,!-./#0#12/#"."02$-34 5 /" 6 7289#1:27-;/-<#7#/ 5 = 56 -$%&()*+#.%($11-"$/$2 31 CKNA971 < ! HONA97= " ! PNQ/71 < 09?1 < " D7R/=17851 < /1??S/1 < E?0?7S;9A?1R?S=TE7 U ?0??@71@V? W H7X=S7R=S W =TE7 U ?0??@Y?1?R/;O6 U S=Z?6?1R ! B/1/0RS W =T2 < S/;:8) R:S? ! K:7>9=1 < 2 < S/;:8R:S78N1/Z?S0/R W ! P:971*%""," ! A9/17 # +>8/<21/$
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ABC
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DEF*!,"209=[?@0/
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U
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W
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U
S=@:;R/=1+
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5
3"$,)"*+"%" # & & ; W R= U 8706/;678?0R?S/8/R W & S?0R=S?S71@67/1R7/1?SS?87R/=109/ U & 6/;S=0 U =S? 6=R9?S;?8 & R7 U ?R:6 & 0R?S/8?; W R= U 8706R WU ? !! 利用细胞质雄性不育" ; W R= U 8706/;678?0R?S/8/) R W ! ABC #生产杂交种是油菜杂种优势利用的主要途 径+#, ABC 现象通常是由于植物线粒体 4D2 的 重排产生嵌合基因!编码异常多肽!阻碍花粉的正常 发育所致+!)&,国内外已报道的油菜 ABC 的细胞 质来源可分为两大类$一类是油菜品种间杂交或自
然突变产生的雄性不育!即同源细胞质雄性不育!主
要包括
#
-.ABC
(陕
!2ABC
和
%"
#
ABC
等&另一
类为十字花科植物远缘杂交或原生质体融合产生的
雄性不育!即异源细胞质雄性不育!主要包括
-
/
&
ABC
和
0-ABC
等其中!
#
-.ABC
系统%陕
!2
ABC
是目前中国油菜生产上利用的重要类型!根据
其对温度的敏感性!可分为高温不育型(低温不育型
和稳定不育型!其中高温不育型较为普遍!在低温条
件下易产生微量花粉!影响杂交种制种纯度&尽管
-
/
&
系统的不育性稳定!但由于其恢复基因受专利
保护限制了其在中国的应用&
%"
#
系统由于存在明
显的温度敏感性!因此并不适合油菜的杂交种制种&
1-&)
系统由于育性不能被彻底恢复(难以实现三系
配套而未能被有效利用+#,目前在中国杂交油菜生
产中!绝大多数应用的是
#
-.ABC
!已造成了不育
细胞质单一化的局面因此!选育新型稳定的细胞
质雄性不育类型!不仅能克服不育细胞质类型单一
化的潜在威胁!扩大油菜杂交种的遗传基础!同时也
将有利于减小油菜杂交种的制种风险
DEF*!,"2
是以萝卜甘蓝异源四倍体"
!"8
#
$"%&()"*+" ! EEAA #为母本与甘蓝型油菜杂交! 通过多代选育获得的稳定甘蓝型油菜不育系本研 究通过育性调查(恢保关系测定(花药发育的显微观 察和线粒体 4D2 的 EGHI 分析对该不育系进行鉴 定!为该不育系的应用奠定基础 # ! 材料和方法 @+@ ! 试验材料 DEF*!,"2 是以人工合成的萝卜甘蓝异源四 倍体+)##,为母本与甘蓝型油菜杂交!从杂种后代中 分离筛选出雄性不育株!通过进一步与甘蓝型油菜 连续回交获得的遗传稳定的甘蓝型油菜萝卜甘蓝细 胞质雄性不育系! DEF*!,"3 为其对应的保持系 本研究的主要材料"表 # #包括$
种雄性不育材料
"
#
-.
(
-
/
&
(
0-
(
$"& 和 DEF*!,"2 #以及不同的保持 系(恢复系!均种植于华中农业大学试验田(湖北省 表 @ ! 用于本研究的主要试验材料 \7X8?# ! B7R?S/780:0?@/1R9/00R:@ W 材料名称 2;;?00/=1 育性 G?SR/8/R W 种类 C U ?;/?0 来源 FS/ < /1 &""! C ,7%" # & 9-.ABC %*$! C ,7%"
#
& :
/
&ABC
&"$C ,7%" # & ;-ABC$!! C ,7%"
#
& 6"&ABC
-,-* C ,7%"
#
& DEF*!,"2ABC
-,-$G ,7%" # & DEF*!,"3 !$;;# G ,7%"
#
& :
/
&ABC
恢复系
E?0R=S?S
""D!-; G ,7%"
#
& :
/
&ABC
恢复系
E?0R=S?S
2""#A G ,7%"
#
& :
/
&ABC
恢复系
E?0R=S?S
恢
,)$G ,7%" # & 9-.ABC 恢复系 E?0R=S?S #) 恢$"" G ,7%"
#
& 9-.ABC
恢复系
E?0R=S?S
恢
$#*& G ,7%" # & 9-.ABC 恢复系 E?0R=S?S !&"%% G ,7%" # & 9-.ABC 恢复系 E?0R=S?S 华双 * 号 G ,7%" # & 常规品种 A=1Z?1R/=178Z7S/?R/?0 华双$
号
G ,7%"
#
&
常规品种
A=1Z?1R/=178Z7S/?R/?0
!!
注$材料均来自于华中农业大学油菜工程技术研究中心& G+ 雄性可育& C+ 雄性不育 D=R?0$
\9?67R?S/7807S?78=XR7/1?@TS=6D7R/=17851
<
/1??S/1
<
E?0?7S;9
A?1R?S=TE7
U
?0??@=TK:7>9=1
<
2
<
S/;:8R:S78N1/Z?S0/R
W
&
G+B78?T?SR/8?
&
C+
B78?0R?S/8?+
&
$期 !!!!!!!!!! 舒 ! 畅!等$甘蓝型油菜新型细胞质雄性不育类型
DEF*!,"2
的鉴定
长阳县和甘肃省和政县油菜夏季繁殖基地
@+(
!
育性鉴定
在湖北省武汉市(长阳县和甘肃省和政县!于开
花期时对
DEF*!,"2
不育系进行育性调查!并观察
其是否存在死蕾现象
@+A
!
恢保关系测定
在开花期!取表
#
中不同保持系(恢复系以及
)华双
*
号*的花粉!分别与
DEF*!,"2
(
#
-.
(
-
/
&
(
0-
和
$"&$
种不育系进行测交下一个种植季!分
别种植测交后代
G
#
参考油菜的育性分级标准+#!,!
在开花期对其进行
%
次育性调查在
G
#
育性调查
过程中!只要有
#
次调查结果为不育即归为不育类
"
C
#&
%
次调查结果均无完全不育"即部分恢复育性#
归为半不育类"
IC
#&
%
次调查均为完全正常可育即
归为恢复类"
G
#分别记载不同单株的育性情况!
比较不同不育系恢保关系的差异
@+
!
石蜡切片的制作
参考石蜡切片的制作技术+#%,!取
DEF*!,"2
ABC
及其保持系
DEF*!,"3
的花蕾制作石蜡切
片!对其花粉发育过程进行细胞学观察$" # #取材与 固定$在 开 花 期!分 别 取
DEF*!,"2 ABC
和
DEF*!,"3
的花蕾!根据其长度从小到大分为六
级!分别固定于
G22
溶液"
,"J
酒精
"6H
!福尔
马林
$6H !冰醋酸$6H
#中
!*9
&"
!
#染色$用适量 的爱氏苏木精染料进行整体染色! %$
$@ 后!用蒸 馏水漂洗&" % #脱水$用不同浓度乙醇"
%"J
(
$"J ( ,"J ( &$J
和
$J #对材料进行逐级脱水!每级处理 #9 !无水乙醇脱水 ! 次!每次 #9 &" * #透明$用梯度
浓度氯仿"
!"J
(
*"J
(
-"J
(
&"J
#逐级透明!每级处
理
#9
后!纯氯仿处理
!
次!每次
#9
&"
$#浸蜡和包 埋$加入等体积碎蜡!置于
%,^
恒温箱中温育
!@
后!将材料转入带滤网的铁盒中!逐级浸蜡$"J 石 蜡" *&^ # !9 ! ,$J
石蜡"
$%^ # !9 !纯蜡 2 "$-^
#
"+$9 (纯蜡 3 "$-^
#
"+$9 (纯蜡 A "$-^
#
"+$9 !然 后在包埋盒中包埋材料&" - #切片$用
V4)!$"& 轮转 式切片机对材料进行横切!蛋清甘油粘片和展片后! %,^ 下烘片 %@ 以上&" , #脱蜡和封片$二甲苯脱蜡
"+
#9
后!用树胶封片
%,^
下烘片
%@
后!用
40)E/#
全自动显微镜"
D/_=1
#进行观察
@BC
!
不同细胞质类型的
%DEF
分析
@BCB@
!
G$+ 的提取和酶切 ! 取实验材料新鲜叶片$
<
!采用
A\23
法+#*,提取总
4D2
加入
!""
%
H
\5
"
\S/0)54\2
#溶解
4D2
后!检测
4D2
质量及
浓 度将总
4D2
分别进行酶切!酶切体系为
%
H
表
(
!
线粒体探针扩增信息
\7X8?!
!
O1T=S67R/=1=TIAE)76
U
8/T/?@6/R=;9=1@S/78
U
S=X?
基因
Y?1?
引物序列
IS/6?S0?
`
:?1;?
探针长度
IS=X?
8?1
<
R9
%
X
U
"1
#
#
G
$YY222YYA\2\YA\2YYYAY\Y E$
A2YA2\A22YY\A\Y2YAA22
*%
"1
#
-
G
$\YA\\YYA22\AA\\YY\2Y2 E$
\22\\AA2Y2AAYY\\22\YA22
$#- "1 # G$
\Y22\Y2A222YAY\Y2YY2Y
E
$222\A2Y2A22\Y2A2Y2YAYY$*-
-)
2
!!!
G
$2AYY22AA22A\YA\\\A2A E$
AY\\A2AA\\YYA\A\A\\A
$#& +-( G$
2\\2\AA22AAAAY2YA22E
$A\A\\AA22A\AY\AAA2Y2 #"- +-3! G$
AY2AA2YY\2A2YA2\A2A2
E
$\A\A22Y2AYA2YA\2A2AA$*!
#"aX:TT?S
(
#$% < 4D2 ($N
限制性内切酶!加
@@K
!
F
至
$" % H ! %,^ 下酶切 !*9 @+C+( ! 探针的制备和标记 ! 根据已公布的甘蓝型 油菜线粒体全基因组序列+#$,!利用软件
IS/6?S$+" 设计线粒体探针引物!相关基因包括 "1 # # ( "1 # - ( "1 # ( -) 2 !!! ( +-3! 和 +-( "表 ! # IAE 扩增探针并通过凝胶回收后!利用随机引 物 4D2 标记试剂盒" \2V2E2 #对探针进行标记! 反应体系为$
#""1
<
探针
4D2
(
!+"
%
H
随机引物
"
)6?S
#!加
@@K
!
F
至
#,+"
%
H
!置于沸水中变性
$6/1 后!再加入 !+$
%
H#"aX:TT?S
(
!+$% H@D\I0 " (@A\I ! "+!66=8 % H #( # % HV8?1=[ 酶" !N % % H #( ! % H & ) %! I)@A\I " #"A/ % % H #!置于 %,^ 水浴 反应 *9 !沸水中变性 #"6/1 后备用 @+C+A ! 转膜和探针杂交 ! 酶切产物在 #+"J 琼脂 糖凝胶上电泳"电压 %"b # &$
!"9
后!将凝胶置于
"+!$6=8 % HKA8 溶液中 #"6/1 !使指示剂变为黄色 "脱嘌呤#&蒸馏水漂洗凝胶后!转移至 "+*6=8 % H D7FK 溶液中变性 #"6/1 &蒸馏水洗净后!将凝胶 转移至碱溶液" +*6=8 % HD7FK #处理 %"6/1 利 用 "+*6=8 % HD7FK 溶液将 4D2 转移到尼龙膜 上将晾干的尼龙膜在 &"^ 条件下烘烤 !9 后!保 存于 !aCCA 溶液备用 预杂交前!将尼龙膜放入杂交袋中预杂交液 和杂交液均为 ;9:S;9X:TT?S " +!$6=8
%
HD7IF
*
缓
冲液
U
K,+!
(
"+,J C4C
(
#J
牛血清蛋白和
#
66=8
%
H54\2
#!将
;9:S;9X:TT?S
预热至
-$^ !加 入终浓度为 #""1 < % % H 的变性鲑精 4D2 后!将其 加入杂交袋!在 -$^
的杂交箱中预杂交
-
$#!9 将标记好的探针!加入杂交袋中混匀! -$^
杂交
过夜
""
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$卷 @+C+ ! 洗膜和信号检测 ! 杂交完成后!将杂交膜分 别于 -$^
预热的洗膜液
2
"
!aCCA
(
"+#JC4C
&
$6/1 #和洗膜液 3 " +$aCCA
(
"+#JC4C
&
#$6/1 #中 漂洗 ! 次!检测放射性信号强度将杂交膜晾干后 压磷屏!在 GH2)""" 激光检测仪" GNQOGOHB #上 检测杂交信号 ! ! 结果与分析 (B@ !$%&()*+4:;
花器官形态观察和育性鉴定
通过对花器官的形态观察发现!
DEF*!,"2
不
育系的花瓣正常!但雄蕊明显短于雌蕊!花药短小干
瘪(乳白色!发育不良!呈三角形!无花粉形成!败育
彻底"图
#
!
2
!
A
#相比而言!正常甘蓝型油菜花瓣
宽大!雄蕊长度明显高于雌蕊!花药饱满!发育正常!
可见大量的花粉"图
#
!
3
!
4
#
为检测
DEF*!,"2ABC
不育对环境的敏感
性!经连续
$年" !"")!"#% #的育性调查结果表明 DEF*!,"2ABC 的不育性稳定!在湖北省武汉市"冬 油菜区#(长阳县"高海拔春油菜区#以及甘肃省和政 县"高海拔春油菜区#不育度和不育率均为 #""J !对 环境反应不敏感!表现无花粉!且无死蕾现象 (+( ! 不同细胞质雄性不育系恢保关系测定 & 个甘蓝型油菜材料" !$;;#
(
""D!-;
(
2""#A
(
恢
,)$( #) 恢$""
(恢
$#*& ( !&"%% 和)华双 * 号*#分 别与 DEF*!,"2ABC ( # -.ABC ( - / &ABC ( 0-ABC 图 # ! 甘蓝型油菜不育系 DEF*!,"2 雄性不育的表现 2 ( 3+ 开放的花器官$
2+DEF*!,"2ABC
&
3+
可育
甘蓝型油菜&
A
(
4+
去除花萼和花瓣的花器官$
A+DEF*!,"2ABC
&
4+
可育甘蓝型油菜
G/
<
+#
!
G8=[?S6=S
U
9=8=
=T,7%"
#
&DEF*!,"2ABC
2
!
3+F
U
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<
T8=[?S
$2+DEF*!,"2ABC & 3+G?SR/8?,7%" # & & A ! 4+F U ?1/1 < T8=[?S[/R9R9?0? U 78071@ U ?R780 U ??8?@ =TT$
A+DEF*!,"2ABC
&
4+G?SR/8?,7%"
#
&
和
$"&ABC 的恢保关系测定结果表明"表 % #$"
#
#
!$;;# ( ""D!-; 和 2""#A 与$
种
ABC
测交!可以恢
复
-
/
&ABC
和
0-ABC
的育性!但不能恢复其他
%
种
ABC
的育性!因此
-
/
&ABC
和
0-ABC
具有相同
的恢保关系&"
!
#恢
,)$( #) 恢$""
(恢
$#*& 和 !&"%% 能够恢复 # -.ABC 的育性!却不能恢复其他 * 种不育 系的育性&" % #所有的测验系都是 DEF*!,"2ABC 和$"&ABC
的保持系
6"&ABC
是来源于芥菜型油
菜的细胞质雄性不育系!未获得恢复系+#-,另外!
通过将
DEF*!,"2ABC
与大量的国内外甘蓝型(
白菜型等油菜品种测交!目前仍未筛选得到可以稳
定恢复其育性的材料因此!
DEF*!,"2ABC
与
#
-.ABC
(
-
/
&ABC
和
0-ABC
具有明显不同的恢
保关系
(BA
!
$%&()*+4:; 花药发育的细胞学特性 DEF*!,"2 与 DEF*!,"3 花药发育的细胞学 特性比较结果显示$在造孢细胞时期
DEF*!,"2
和
DEF*!,"3
花粉囊壁形成药室内壁(中层及绒毡
层!内层为造孢细胞"图版
"
!
2#
(
3#
#&造孢细胞进
一步发育成花粉母细胞"图版
"
!
2!
(
3!
#!通过减数
分裂形成正常的四分体!四分体被胼胝质包围!
DEF*!,"2
绒毡层较
DEF*!,"3
稍厚"图版
"
!
2%
(
3%
#
在单核期!
DEF*!,"3
和
DEF*!,"2
花药发
育开始出现明显的差异"
#
#单核早期$DEF*!,"3 花粉粒细胞质浓!细胞核居于中央!然而 DEF*!,"2 花粉粒的细胞质出现液泡化!无花粉外壁的形成!绒 毡层细胞液泡化并逐渐膨大增厚"图版 " ! 2* ( 3* # " ! #单核中期$与
DEF*!,"3
相比!
DEF*!,"2
花
表
A
!
C
种不同细胞质雄性不育系的恢保关系测定
\7X8?%
!
O@?1R/T/;7R/=1=TS?0R=S?S71@67/1R7/1?S
S?87R/=109/
U
0X?R[??1T/Z?@/TT?S?1RABC
R
WU
?0/1,7%"
#
&
测验系
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不育系类型
ABCR
WU
?
DEF*!,"2 9-. :
/
& ;- 6"&
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G+
雄性可育&
C+
雄性不育
D=R?
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期
!!!!!!!!!!
舒
!
畅!等$甘蓝型油菜新型细胞质雄性不育类型 DEF*!,"2 的鉴定 图 ! ! 不同油菜细胞质雄性不育系的 EGHI 分析 #+ # -.ABC & !+- / &ABC & %+0-ABC & *$
-+DEF*!,"2ABC
&
,+$"&ABC & +DEF*!,"3 & + 华双$
号
G/
<
+!
!
EGHI7178
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0/0=TZ7S/=:0ABCR
WU
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#
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*(-+DEF*!,"2ABC,+$"&ABC & +DEF*!,"3 & +K:709:71 <$
!"
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
%$卷 粉粒的细胞质稀薄并继续液泡化!细胞核大多呈不 规则形状分布"图版 " ! 2$
(
3$#" % #单核晚期$
DEF*!,"3
花粉细胞质出现大的液泡!细胞核靠近
细胞壁的一侧"图版
"
!
3-
#&
DEF*!,"2
花粉粒细
胞质彻底消失!细胞核解体!绒毡层细胞也逐渐解体
"图版
"
!
2-
#并最终消失!药室内仅剩下无细胞结
构的残留物!并最终成为空腔"图版
"
!
2,
(
2&
#
相比之下!
DEF*!,"3
的花粉粒在成熟以后!由花
药裂口处散出&绒毡层解体消失!花粉囊壁只剩下表
皮和纤维层 "图版
"
!
3,
(
3&
#因此!
DEF*!,"2
的花粉败育发生在四分体期至单核花粉期
(B
!
$%&()*+4:; 线粒体 G$+
的
%DEF
分析
通过
EGHI
对不同油菜不育细胞质类型进行
分类结果显示"图
!
#!在
%
种限制性内切酶"
4+-E
"
(
,"5K
"
和
6*%@
#
#和
-
种线粒体探针"
1
#
#
(
"1
#
-
(
"1
#

(
-)
2
!!!
(
+-3!
和
+-(
#组成的
#&
个探针%
酶组合中!
%
个
+-(
组合在所有的材料中均未检测到
多态性!其他的
#$个组合均检测到多态性其中! 对于 DEF*!,"2 不 育 系! +-3! % 4+-E " 组 合 在 DEF*!,"2 和$"&ABC
中未检测到差异&在
"1
#
-
的
%
个组合中!未检测到
DEF*!,"2
与
-
/
&ABC
或
0-ABC
的差异&在其他的
##
种探针%酶组合中!
DEF*!,"2ABC
均显示与
#
-.ABC
(
-
/
&ABC
(
0-
ABC
(
$"&ABC (保持系 DEF*!,"3 和常规品种)华双$
号*有明显不同的带型因此!结合恢保关系测定
及
EGHI
分析结果!说明
DEF*!,"2ABC
具有与
#
-.ABC
(
-
/
&ABC
(
0-ABC
和
$"&ABC 明显不 同的不育细胞质!是一种新型不育胞质类型 % ! 讨 ! 论 本研究显示! DEF*!,"2 不育系为典型的无花 粉类型!在不同的环境条件下其不育度和不育率均 为 #""J !不育性稳定!而且 DEF*!,"2 农艺性状 优良!异交结实率高!有利于繁殖不育系种子和生产 杂交种同时! DEF*!,"2 与 # -.ABC ( - / &ABC ( 0-ABC 具 有 明 显 不 同 的 恢 保 关 系由 于 DEF*!,"2 和$"&ABC
尚未发现恢复系!因此我
们并不能明确两者恢保关系的差异但是
$"& ABC 的雄蕊退化为小花瓣!败育彻底!不能产生花 粉+#-,!与 DEF*!,"2 花器官的败育特点存在明显 的差异根据植物雄性不育的理论和实践经验!通 过远缘杂交获得的细胞质雄性不育系!一般获得其 恢复系较为困难+#,考虑到 DEF*!,"2 来源于萝 卜甘蓝远缘杂交的后代!目前我们正试图从该物种 中筛选其恢复源 细胞学观察结果显示 DEF*!,"2 的花粉败育 主要发生在四分体期到单核晚期前人的研究结果 表明!$"&ABC
的花药败育发生在雄蕊原基分化
期!表现为雄蕊原基不能分化形成花药!败育彻
底+#-,&
9-.ABC
花药发育在孢原细胞分化时期受
阻!不能形成花粉囊&
:
/
&ABC
花药发育受阻于四
分体期至单核花粉期!在四分体期以前!其花药的发
育与正常可育系相似!但是四分体期小孢子从四分
体释放困难!且该时期持续时间较长!释放的小孢子
细胞质液泡化!细胞核不分裂!花粉外壁发育不良!
导致败育而且上述不育系绒毡层发育表现为液泡
化和延迟退化+#,,比较而言!
DEF*!,"2
的绒毡层
在四分体期开始出现液泡化现象!并且随着花药的
发育!液泡化现象会逐渐严重!绒毡层也会肥大增厚
并提前降解另外!
DEF*!,"2
的花粉粒不能形成
花粉外壁!并且不能进行正常的有丝分裂形成成熟
花粉粒因此!尽管
DEF*!,"2
与
-
/
&ABC
的败
育时期相似!然而它们的败育特点仍然存在一定的
差异结合植物雄性不育的相关研究结果+#&)#,!推
测
DEF*!,"2
绒毡层的提前降解可能与其细胞程
序性死亡"
U
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<
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!
IA4
#的异常有
关!导致其不能为花粉外壁合成提供所需要的营养
物质!因此花粉粒出现液泡化!并最终降解
植物细胞质雄性不育的产生与线粒体
4D2
的
结构变化密切相关!而且不育区段编码产生异常多
肽!最终导致雄性不育现象+!)&,
DEF*!,"2
不育
系是由萝卜甘蓝与甘蓝型油菜远缘杂交后代中选育
获得!推测萝卜甘蓝的细胞质置换甘蓝型油菜可育
细胞质后!造成细胞质和细胞核的基因功能不协调!
导致了
DEF*!,"2
的雄性不育本研究中!线粒体
4D2
的
EGHI
分析表明!有
#$个探针%酶组合可以 区分不同细胞质尽管 - / &ABC 和 0-ABC 具有 相同的恢保关系!但是 EGHI 分析表明在一些探 针%酶组合"例如 "1 # - % ,"5K " #中!它们所检测到 的带型并不相同!说明二者具有不同的不育机理!这 与前人的研究结果一致+-,另外! DEF*!,"2 的检 测带型明显不同于其他细胞质雄性不育系!表明 DEF*!,"2 为新型的细胞质雄性不育类型而且 进一步对 DEF*!,"2 线粒体 4D2 的多态性区段 进行序列分析!将为其不育机理的研究提供更多 线索 %"$
期
!!!!!!!!!!
舒
!
畅!等$甘蓝型油菜新型细胞质雄性不育类型 DEF*!,"2 的鉴定 参考文献! + # , ! 傅廷栋 + 杂交油菜的育种和利用+ B , + 武汉$湖北科学技术出版社!
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甘蓝型油菜不育系
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单核中期&
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单核晚期&
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小孢子和绒毡
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2&+
空的花粉囊&
DEF*!,"3
$3#+ 造孢细胞时期& 3!+ 小孢子母细胞时期& 3%+ 四分体时期& 3*+ 单核早期& 3$+
单核中期&
3-+
单核晚
期&
3,+
二核期&
3&+
成熟小孢子
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