全 文 ：作物研究 8 (3 ): 27 ~3 01 9 9 4C只O p RE S E ARC H
油菜远缘杂交的遗传育种研究
1
.甘蓝型油菜与芸蔓属植物远缘杂交亲和性
刘 忠 松
(湖南省作物研究所 ,长沙 , 4 1 0 1 2 5 )
【摘 要】 为 了转育芸共属植物恢 、质荃因组编码的有利性状到甘蓝型 油菜中 , 用 6 个甘蓝型油菜品种作父
本 ,与 A 、 A B 、 BC 和 C 细胞群 14 个品种及 4 份新班野生油菜杂交 ,研究远缘杂交亲和性 。 结果表明杂交亲和性
以甘蓝型 油菜作父本与 人B 细 胞群杂交最强 , 亲和指数平均达 3 . 27 , 与 C 细胞群和新班野油菜最弱 , 亲和指数
分别为 。 和 。 . 01 . 杂交亲本尤其是母本品种对杂交亲和性有明显影响 。 杂交不亲和的原因有三 : 不结角 、 不受精
和胚败育 。 还对克服油菜远缘杂交不亲和的方法进行了讨论 。
【关健词 】 甘蓝型油菜 .芸共属 .远缘杂交 ;杂交不亲和性 ;育种
不同芸签属植物具有 不同核质组成 l1[ ,
农艺性状也各具特点 。远缘杂交可转移异种 、
异属有利性状 .2[ 3〕。 为了将芸鉴属植物中有利
性状转移到广泛栽培的甘蓝型油菜中 , 我们
自 1 9 8 8 年以来开展 了油菜远缘杂交的遗传
育种研究 。 本文报道 1 9 9 1一 1 9 9 2 年甘蓝型油
菜与芸鉴属植物远缘杂交亲和性的研究结
果 。
材料与方法
配制杂交组合 。 用甘蓝型油菜花粉给先天下
午或当天上午已去雄的母本植株授粉 ,计数
授粉花朵数 ( A )后 , 套袋 、 挂牌标志 。 每组合
处理花朵数为 20 ~ 20 , 每一细胞群处理的
花朵数为 25 2一 79 8 。 成熟时分组合收获 ,统
计角果数 ( B )和饱满种子数 ( D ) ,部分组合统
计肉眼可分辨的总种子数 ,并 以其作为受精
胚 数 ( C ) 。 计算结角率 ( B / A X I OO% ) 、 亲和
指数 ( D / A )和受精指数 ( C / A ) 。
1
.
1 材料
供试材料包括 A C 细胞群 甘蓝型油菜
(刀 . , a P u , v a r . o l e i厂叮 a ) 、 A 细胞群 白菜型
油菜 ( B . c a m p e st r i s v a r . o l e i fe r a )和大白菜
( 刀 . P成 i n en s i , R u p r ) 、 A B 细胞群芥菜型油
菜 ( B . ju , cae v a r
.
g r a c i l i s )
、
B C 细胞群埃塞
俄 比亚 芥 ( B . ca ir ,al at )和 C 细 胞 群 甘 蓝
( B
.
o laer
e ae )
、 芥 蓝 ( B . a z加 g l a bar ) 、 羽 衣
甘蓝 ( B . o laer cae v a r
.
a e e p h a l a )以及新疆野
生油菜 。 这些材料的特性和来源见表 l 。
1
.
2 方法
上述材料先年秋播 ,一般栽培管理 , 春季
结 果
2
.
1 油菜与芸蓝属植物杂交的结角率
甘蓝型油菜作父本与芸整属植物杂交的
结角率可分为三类 : 第一类是与 A 和 A B 细
胞群杂交 , 结角率高 , 分别为 70 . 24 %和 58 .
72 % ;第二类是与 B C 和 C 细胞群杂交 ,结角
率中等 , 分别为 32 . 52 %和 28 . 82 % ;第三类
是与新疆野生油菜杂交 ,除了用 G l a ic er 作父
本外 , 其余杂交组合均不结角 (表 2 ) ,说 明甘
蓝型油菜与芸墓属植物杂交不同细胞群间结
角率存在显著差异 。
细胞群 品种名称
表 1供试材料及其特征特性和来源
特 征 特 性
A C
中油 8 2 1
湘油 n 号
中双 2 号
红叶油菜
Mr n a洲` )
Gl a c i er
主推常规品种 ,具有白莱型油菜血缘
双低品种
双低品种
低芥 ,红叶
澳大利亚双低冬性 品种
加章大双低冬性 品种
中国农科院油料所贺撅辉
湖南农业大学官春云
中国农科院油料所刘沮清
本所李正章
本所黄楼
本所陈卫江
永顺黄籽
浏阳红叶白
丰抗 70
湖南地方品种 .黄籽
湖南地方品种 ,红 叶
大白菜品种 , 黄籽 , 白花瓣
本人收集
本所资派库
市场购买并经 自交纯化
A B
益阳 腊油菜
昆明高脚黄
水顺红叶
8 8 A 1 9
溯南地方品种 ,棕桐酸 5 . 13 % , 亚油酸 2 5 . 5 7%
黄籽
湖南地方品种 ,红叶 ,亚麻酸 7 . 84 %
亚油酸 25 . 3 , %
本 人收集
云南省农科院引入
本人收集
本所黄落
1叉二
埃芥黑籽
埃芥黄籽
7 7一 12 9 7
7 7
一
13 1 4
黄籽 ,亚油酸 27 . 52 %
中国农科院油料所钱秀珍
白花瓣
四川农业大学汪 良中
本 所黄落
同 上
怡丰 l 号
芥 蓝
R o w a
r a
甘蓝栽培品种 ,亚麻酸 7 . 23 %
白花瓣
抗病性好
市场购买并经自交纯化
本所黄落
江苏省农科院陈玉卿
上同野油菜
伊犁野油菜
野油 9 号
新野 1 6 9
新野 2 2 4
棕桐酸 5 . 31 % ,芥酸 16 . 4 7 %
芥酸 12 . 34 写
芥酸 14 , 8 3 %
棕悯酸 6 . 03 % ,亚油酸 27 . 39 % .芥酸 9 . 38 %
四川农业大学汪 良中
中国农科院油料所钱 秀珍
甘蓝型油菜作父本与 A 细胞群杂交时 ,
在结角率上父本品种 间差异 ( 71 . 51 % ) 大于
母本品种间差异 ( 2 8 . 6 0% ) , 但与 A B 、 B C 、 C
细胞群及新疆野生油菜杂交时 , 母本品种间
差异分别为 4 2 . 1 7 % 、 3 3 . 8 9% 、 4 8 . 9 7 % 和
1
.
6 7%
, 而相应 的父本品种 间差异分别 为
1 2
.
9 4%
、
2 1
.
1 7%
、
4 5
.
9 1%和 0 . 8 8% , 母本
品种间差异大于父本品种间差异 (表 2 ) 。
2
.
2 甘蓝型油菜与芸蓝属植物杂交的亲和
指数
甘蓝型油菜作父本与芸蔓属植物杂交的
亲和指数可分为二类 : 一类是与 A B 和 A 细
胞群杂交 ,亲和指数高 , 平均分别为 3 . 27 和
0
.
8 9
,最高分别达 4 . 03 和 5 . 28 ; 另一类是与
B C 和 C 细胞群 以及新疆野生油菜杂交 ,亲
和指数低 , 与 B C 细胞群杂交 平均亲和指数
为 0 . 05 , 最高 0 . 50 , 与新疆野生油菜杂交平
均 。 . 01 ,最高 。 . 1 5 , 与 C 细胞群杂交完全不
结实 , 亲和指数为 0( 表 3 ) 。
甘蓝型油菜作父本与 A 、 A B 和 B C 细
胞群以及新疆野生油菜杂交时 , 母本品种间
亲和 指数差异分别为 3 . 15 、 0 . 95 、 。. 17 和
0
.
0 3
, 而父本品种间亲和指数差异 分 别 为
2
.
1 1
、
0
.
8 7
、
0
.
1 4 和 0 . 0 2 (表 3 ) , 说明在亲
和指数上也是母本品种间差异大于父本品种
间差异 。
2 8
表 2 甘蓝型油菜作父本与芸鑫属植物种间杂交的结角率 (肠 )
细胞群 母本品种 父 本 品 种中油 8 2 1 湘油 1 号 中双 2号 红叶油菜 母本合计M a m《 (
水顺黄籽
A 浏阳红叶 白
丰抗 70
合 计
90
。
5 6
90
。
5 6
6 2
。
5 0
9 0
。
0 0
7 5
。
0 0
7 5
.
0 0
7 9
。
3 1
6 3
。
6 4
63
。
6 4
1 9
。
05
1 9
.
05 7 9
。
3 1
4 8
。
1 5
4 8
。
1 5
7 7
。
69
7 3
。
13
4 9
。
0 9
7 0
。
24
.
内了亡J月b4,妇户nJ性Oùst了.…,亡主tJ了内S4`,ùóǎ吕亡」:月七0ō卜ù门才昆明高脚黄益阳腊油菜A B 8 8 A 1 9
永顺红叶
合 计
5 6
.
4 5
5 6
.
4 5 6 9
.
3 9
0ù勺,J4nO甘J任,104
.…亡J匕UZ月Jt了nJ`啥`心QU工
月了3,1ōbo乙ōb丹d4亡d.…ù七nJQ曰0月乙1上39自七dnjIX : 7 7一 1 3 1 4埃芥黄籽7 7一 1 2 9 7
埃芥黑籽
合 计
芥 蓝
R o w a r a
怡丰 1 号
合 计
伊犁野油菜
野油 9 号
新野 1 6 9
新野 2 2 4
2 7
.
4 0
4 1
。
6 7
6 7
.
8 6
48
.
2 1
4 0
.
0 0
2 7
.
0 7
37941625.228947
l
。
7 5
55
.
7 7
27
.
5 2
1 9
.
17
2
.
8 2
5 9
.
3 8
2 6
.
6 7
0
3 3
。
3 3
1 0 0
。
0 0
3 2
.
2 3
0
4 0
.
0 0
3 9
。
4 7
2 4
。
8 0
8
.
3 3
8
.
3 3
3 8
。
6 4
1 0 0
.
0 0
5 4
.
2 4
1 1
。
14
2 5
。
7 9
6 1
。
0 1
2 8
.
8 2
冲矛
600
丹了20
.
内了0 00
野油菜
计首 下T 0 0 0 0 . 8 8 0 . 5 6
表 3 甘蓝型油菜作父本与芸鑫属植物种间杂交的亲和指数
细胞群 母本品种 父 本 品 种中油 8 2 1 湘油 n 号 中双 2 号 红叶油菜 母本合计M a m 〕 O G l a e i e r
永顺黄籽
浏阳红叶白
丰 抗 70
合 计
昆明高脚黄
益阳腊油菜
8 8 A 19
永顺红 叶
合 计
7 7
一 1 3 1 4
埃芥黄籽
7 7
一 1 2 9 7
埃芥黑籽
合 计
芥 蓝
R o , a
r a
5
。
2 8
2
.
1 1
0
。
5 5
0
。
5 5
0
0
3
.
7 2
4
.
0 3
3
.
9 2
0
3
。
15
0
.
2 2
0
.
8 9
0
2
.
4 7
3
。
4 6
3
。
3 4
3
。
0 9
3
。
0 5
2
.
7 1
3
.
4 6
A B 3
.
8 1
3
。
8 1
3
。
6 6
3
。
0 9
3
`
2 7
0
0
.
0 5
。
0
。
0 3 0
.
0 3
B C
0
.
50
U
。
1 6
0
。
0 7
0
.
0 2 0
.
0 2
0
.
2 0
0
。
0 5
0
0
000
0号计
0
。
1 5
0
0
0野油菜
伊犁野油菜
野油 9 号
新野 1 69
新野 2 2 4
0
.
0 3
0
0
0
甘 下卞 0 0 0 0 . 0 2 0。 0 1
2 9
2
.
3甘蓝型油菜与芸盆属植物杂交的受精 B C细胞群杂交 ,受精指数 1 . 46 ,第三类受精
指数 指数低 ,如与 C 细胞群杂交为 0 . o 2( 表 4) .
与甘蓝型油菜品种间杂交相比 ,甘蓝型 除 A B 细胞群 x 甘蓝型油菜外 , 其余种
油菜作父本与其他芸签属植物种间杂交受精 间杂交组合只有 20 %以下的杂种胚能发育
指数仅为 0 . 15 % ~ 35 . 53 % ,但可分为三类 : 成正常种子 , 其余 80 % 以上的杂种胚不能正
一类是与 A 和 A B 细胞群 杂交 , 受精指数 常发育 , 最终败育 (表 4) 。
高 , 平均分别为 4 . 63 和 3 . 65 , 另一类是与
表 4 甘蓝型油菜作父本与芸盆属植物杂交亲和性
组合类型 结角率
(% ) 受精 指数 (沁 ) 亲和指数
变幅 平均 变格 变幅
杂种胚发育成
种子的比例 (% )
6303“40213.43LOA C X A C
A X A C
A B X A C
1( X A C
C X A C
平均
8 1
.
6 2
7 0
。
2 4
5 8
。
7 2
3 2
。
5 2
2 8
。
8 2
7 5
.
0 0 ~ 8 9
。
0 6
1 9
.
0 5~ 9 0
。
5 6
3 5
.
9 0 ~ 8 3
.
8 4
2
.
3 3~ 6 7
.
8 6
O~ 1 00
。
0 0
10 0
。
00
3 5
。
5 3
28
。
0 1
1 1
。
0 2
O
。
1 5
7
.
6 5~ 1 9
.
0 8
3
.
8 3~ 5
.
9 2
2
。
6 0~ 4
。
8 5
0 ~ 8
.
6 1
0 ~ 0
.
0 8
平均
1 2
。
6 5
0
.
8 9
3
。
2 7
0
。
0 5
0
7
。
5 0~ 1 8
。
4 5
0~ 5
.
8 2
2
.
4 7~ 4
.
0 3
0~ 0
.
5 0
0
9 7
。
0 8
19
。
2 2
8 9
。
5 9
3
.
4 2
0
注 : A 、 A B 、 A C 、 川二和 C 代表 5 个细脸群 。
3 讨 论
甘蓝型油菜作父本与芸鉴属植物种间杂
交不亲和性有三种原因 : 不结角 、 不受精和杂
种胚败育 。不结角如与新疆野生油菜杂交 ,杂
种胚败育如与 B C 和 A 细胞群杂交 。 至于甘
蓝型油菜作父本与 C 细胞群杂交不亲和 ,从
表 4 看来属于不受精引起 , 但在本研究中受
精胚数是根据收获时肉眼可见的种子数估计
的 ,估计偏低 ,从收获时角果中存在着许多胚
败育后留下的残迹来看 , 甘蓝型油菜与 C 细
胞群杂交不亲和至少部分地与杂种胚早期败
育有关 。
因为用于甘蓝型油菜与芸墓属植物种间
杂交的亲本品种间尤其是母本品种间杂交亲
和性差异大 , 且这种 亲和性 是稳定 、 可遗传
的 , 因此在配制杂交组合时加强亲本选择有
助于克服杂交不亲和而使杂交成功 ,如伊犁
野油菜 X G ! ac ier ,或促进杂种胚发育 , 如用怡
丰 l 号甘蓝作母本 比用 R o w a ar 羽衣甘蓝作
母本败育的杂种胚残迹更大 , 有助于降低胚
拯救难度 。
为了转育芸签属植物有利性状到甘蓝型
油菜中 , 使芸鉴属植物与甘蓝型油菜杂交成
功 ,除了加强亲本选择外 ,应针对杂交不亲和
的原因采用不同策略 。 不结角和不受精引起
的杂交不亲和 , 可通过体细胞杂交完全绕过
有性过程加以克服 ;杂种胚早期败育引起的
杂交不亲和 ,可采用子房培养等措施拯救胚 ;
对于胚晚期败育引起的杂交不亲和类型 , 既
可采用胚培养等较简单的生物技术措施 , 又
可通过改善栽培条件和杂交条件 ,调控植株
生理状态等促进杂交受精和杂种胚发育的措
施拯救胚 。
参考文献
l 刘忠松 . 作物研究 , 19 8 8 ; 2 ( 4 ) : 4 1~ 4`
2 刘忠松 . 国外农学一 粮油作物 , 1 98 5 . ( 3 ) : 1 ~ 4
s 孟金陵 . 国外农学一油料作物 , l , 9 5 . ( l ) : l ~ 7