全 文 ：收稿日期:2007-12-31
基金项目:国家自然科学基金项目(30671414)
作者简介:冯 辉(1961-),男,沈阳农业大学教授,博士,从事蔬菜遗传育种研究。
菜薹和乌塌菜核基因雄性不育位点基因型鉴定
冯 辉,覃 兴,王玉刚
(沈阳农业大学 园艺学院,沈阳110161)
摘要:鉴定了菜薹和乌塌菜在育性位点上的基因型,以期为菜薹和乌塌菜核基因雄性不育系的转育奠定基础。以白菜核不育系
00S107为测交材料,对23个菜薹和乌塌菜可育品系育性位点基因型进行鉴定和基因频率测定。结果表明:显性恢复基因Msf的频
率为89.13%,隐性可育基因ms的频率仅有10.87%,纯合显性恢复基因型MsfMsf占82.61%。
关键词:菜薹;乌塌菜;核基因雄性不育
中图分类号:S634.5;S634.4 文献标识码:A 文章编号:1000-1700(2008)03-0348-03
DeterminationoftheGenotypeonGeneticMaleSterileLocusinBrassica
Campestrisssp.Chinensisvar.UtilisandBrassicacampestrisssp.chinensis
var.Rosularis
FENGHui,QINXing,WANGYu-gang
(ColegeofHorticulture,ShenyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161,China)
Abstract:FortransferingBrassicaCampestrisssp.Chinensisvar.UtilisandBrassicacampestrisssp.ChinesecabbageGMS,thegeno-
typeofsterilesiteinthemwasneededtobetested.Thetargetofitwastoprooftheapplyingrangeofmultiplealelegeneticinheritance
hypothesis.ThemalesterileChinesecabbagewasusedintheexperimentasthetestcrossmaterialinidentifyinggenotypesof23male
fertilelines.Theresultsshowedthatthehomozygousmalerestorergenotypes(MsfMsf)accountedfor82.61%,ThegenefrequencyofMsf
was89.13%andofmswas10.87%.
Keywords:Brassicacampestrisssp.chinensisvar.utilis;Brassicacampestrisssp.chinensisvar.rosularis;geneticmalesterility
菜薹(BrassicaCampestrisssp.Chinensisvar.Utilis)和乌塌菜(Brassicacampestrisssp.chinensisvar.rosularis)同属白
菜亚种的两个变种,种植面积广,杂种优势明显[1]。目前生产上多用常规种,由于缺乏理想的杂交制种手段,杂
种优势没有得到很好的利用[2]。虽然已见细胞质雄性不育系选育和雄性不育“两用系”选育的报道[3,4],但分别存
在不育度不稳定和需要拔出后代中可育株等问题,而不能应用于一代杂种生产实践。核基因雄性不育系选育与
利用是当前杂种优势利用的关键技术问题[5]。王玉刚(2003)以白菜核基因雄性不育材料为不育源,测交鉴定59
个小白菜可育品系在育性位点上的基因型,证明在小白菜核不育复等位基因位点上的基因型为纯合显性恢复
基因型MsfMsf[6];徐巍(2006)以青梗菜核基因雄性不育系00S107为测交系,鉴定目标品系奶白菜AI023的基因
型为MsfMsf,并在此基础上成功转育了奶白菜AI023品种的核基因雄性不育系,但对菜薹和乌塌菜在基因型鉴
定方面的研究尚未见报道。本试验以白菜核不育复等位基因型雄性不育系00S107为测交亲本,鉴定了23个菜
薹和乌塌菜可育品系的基因型,以期确定核基因雄性不育系的转育路线,并为菜薹和乌塌菜核不育基因的转育
及核不育系的创制奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试测交材料为白菜核不育复等位基因型雄性不育系00S107(基因型Msms,沈阳农业大学育成)。待测12
份绿菜薹品系,6份紫菜薹品系和5份乌塌菜品系的品种名称、来源及代号见表1。
沈阳农业大学学报,2008-06,39(3):348-350
JournalofShenyangAgriculturalUniversity,2008-06,39(3):348-350
第3期
1.2 方法
试验于2005年在沈阳农业大学蔬菜试验基地进行。2月中下旬播种,冷床或穴盘育苗,4月中旬定植,5月
初进行育性鉴定。冬季加代的种子8月初进行春化处理,春化温度为0～4℃,春化天数10～15d,穴盘育苗。待苗
长至5～6片真叶时移栽至直径22cm的花盆中,在温室中进行加代繁殖。以白菜核不育系00S107为母本,与18
个菜薹品系和5个乌塌菜类可育品系杂交。采用常规有性杂交、测交方法进行基因型测定,人工授粉,套袋隔
离,2次重复。
2 结果与分析
2.1 菜薹可育品系基因型鉴定
由表2可知,12个绿菜薹可育品系中,有10个测交后代全可育,占 83.33%,其基因型为 MsfMsf;1个品种
(南丰50天油青菜心)的测交后代3∶1分离,占8.33%,其基因型为Msfms;1个品种(油青 60天菜心)的测交后
代1:1分离,占8.33%,其基因型为msms。12个绿菜薹可育品系Msf基因频率为87.5%,ms基因频率为12.5%。
6个紫菜薹可育品系中有 5个测交后代表现全可育,占83.33%,其基因型为MsfMsf;1个品种(二早子红菜苔)
的测交后代3∶1分离,占16.67%,其基因型为Msfms;6个紫菜薹可育品系Msf基因频率为91.67%,ms基因频率
为8.33%。两类菜薹品系均以纯合显性恢复基因型MsfMsf为主,占83.33%;杂合基因型及纯合隐性基因型共占
16.67%;Msf基因频率为88.89%,ms基因型频率为11.11%。
2.2 乌塌菜可育品系育性位点基因型鉴定结果
由表3可知,5个乌塌菜可育品系中有4个品种测交后代表现为全可育,表明其基因型为MsfMsf;1个品种
(黄心乌)的测交后代为3:1分离,表明其基因型为Msfms。可见,5个乌塌菜品系中有4个基因型为MsfMsf,占
80%,1个基因型为Msfms,占20%。5个乌塌菜品系中Msf基因频率为90.00%,ms基因频率为10.00%。
表1菜薹和乌塌菜品种来源
Table1Sourcesofthetestedvarieties
材料
Material
绿菜薹
Green-caitai
代号
Codes
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
品种
Varieties
南星1号白菜薹
Nanxing1whitecaitai
早白菜薹
Zaobaicaitai
兴绿腊菜薹
Xinglvlacaitai
翡翠油青菜心
Feicuiyouqingcaixin
油青60天菜心
Youqing60caixin
四季短茎油青菜心
Sijiduanjingyouqingcaixin
31号油青菜心
N0.31Youqingcaicin
南丰50天油青菜心
Nanfeng50youqingcaixin
80天油青菜心
80Youqingcaixin
四季油青菜心(21号)
Sijiyouqingcaixin
台湾石排菜心
Taiwanshipaicaixin
31号四季油青菜心
Sijiyouqingcaixin31
来源
Sources
广东
Guangdong
浙江
Zhejiang
浙江
Zhejiang
北京
Beijing
广东
Guangdong
广东
Guangdong
广东
Guangdong
广东
Guangdong
广东
Guangdong
广东
Guangdong
广西
Guangxi
广东
Guangdong
材料
Material
紫菜薹
Purple-caitai
乌塌菜
Brassica
campestrisssp
chinensisvar.
rosularis
代号
Codes
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
品种
Varieties
钟声红菜薹
Zhongshenghongcaitai
金秋红3号
JinqiuhongNo.3
改良9月鲜
Gailiangjiuyuexian
千禧红60
Qianxihong60
华翠红菜薹
Huacuihongcaitai
二早子红菜薹
Erzaozihongcaitai
黑心乌
Heixinwu
黄心乌
Huangxinwu
乌塌菜
Wutacai
小八叶
Xiaobaye
中八叶
Zhongbaye
来源
Sources
湖北
Hubei
四川
Sichuan
湖北
Hubei
湖北
Hubei
北京
Beijing
四川
Sichuan
江苏
Jiangsu
浙江
Zhejiang
北京
Beijing
上海
Shanghai
上海
Shanghai
冯 辉等:菜薹和乌塌菜核基因雄性不育位点基因型鉴定 349· ·
第39卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
表2白菜核不育系与菜薹可育品系杂交后代育性分离比例
Table2Fertilityexpressionofprogeniesfrom crossingmalesterileline(00S107)withthemalefertilelinesofvar.
utilisTsenetLee
可育株/不育株
Fertileplants
/Sterileplants
100∶0
99∶0
65∶0
84∶0
10∶9
93∶0
80∶0
34∶11
89∶0
理论分离比例
Theoreticalratio
(X20.05,1=3.841)
全可育 Fertile
全可育 Fertile
全可育 Fertile
全可育 Fertile
1∶1(0.000)
全可育 Fertile
全可育 Fertile
3∶1(0.007)
全可育 Fertile
可育品系
基因型
Genotypes
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
msms
MsfMsf
MsfMsf
Msfms
MsfMsf
组合
Combination
00S107×01
00S107×02
00S107×03
00S107×04
00S107×05
00S107×06
00S107×07
00S107×08
00S107×09
组合
Combination
00S107×10
00S107×11
00S107×12
00S107×13
00S107×14
00S107×15
00S107×16
00S107×17
00S107×18
可育株/不育株
Fertileplants
/Sterileplants
100∶0
79∶0
78∶0
86∶0
78∶0
96∶0
94∶0
68∶0
33∶8
理论分离比例
Theoreticalratio
(X20.05,1=3.841)
全可育 Fertile
全可育 Fertile
全可育 Fertile
全可育 Fertile
全可育 Fertile
全可育 Fertile
全可育 Fertile
全可育 Fertile
3∶1(0.398)
可育品系
基因型
Genotypes
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
Msfms
表3白菜核不育系与塌菜可育品系杂交后代育性分离比例
Table3Fertilityexpressionofprogeniesfrom crossing
malesterilelinewiththemalefertilelinesofvar.
rosularisTsenetLee
组合
Combination
00S107×19
00S107×20
00S107×21
00S107×22
00S107×23
可育株/不育株
Fertileplants/
Sterileplants
61∶0
30∶5
115∶0
98∶0
78∶0
理论分离比例
Theoreticalratio
(X20.05,1=3.841)
全可育Fertile
3∶1(1.251)
全可育Fertile
全可育Fertile
全可育Fertile
基因型
Genotypes
MsfMsf
Msfms
MsfMsf
MsfMsf
MsfMsf
3 结论
试验结果表明,在菜薹品系中,可育品系以纯合显
性恢复基因型 MsfMsf为主,占 83.33%;Msf基因频率为
88.89%,ms基因频率为 11.11%。在乌塌菜品系中,
MsfMsf基因型占80%,Msfms基因型占20%;Msf基因频
率为90.00%,ms基因频率为10.00%。可见,菜薹和乌
塌菜可育品系核不育复等位基因位点均以纯合显性恢
复基因型MsfMsf为主,Msf基因频率高达为89.13%。冯
辉等首先发现了大白菜核基因雄性不育 “复等位基因
遗传”现象,育成了具有100%不育株率和100%不育度
的大白菜核基因雄性不育系,并将其转育到白菜中,育成了白菜核不育系00S107[7]。根据“复等位基因遗传”假
说[8],转育菜薹和乌塌菜雄性不育系时,应该用不育系(Msms)为不育源进行转育,以便在转育后代中,凑齐3个
复等位基因,育成雄性不育系。在大量菜薹和乌塌菜测交后代中,很少发现有育性分离的株系,说明它们的育性
基因型较单一,绝大多数为MsfMsf基因型,在其中不易找到临时保持系(msms)。因此,在今后对菜薹和乌塌菜的转
育工作中,应选择与基因型为MsfMsf相符合的转育模式。实现核基因雄性不育系在生产当中的利用,将从根本上
解决菜薹和乌塌菜的制种手段问题。
参考文献:
[1]许 明,魏毓棠.白菜细胞核雄性不育基因向菜心品种早-49的转育研究[J].沈阳农业大学学报,2006,37(2):165-168.
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[3]刘自珠.菜心胞质雄性不育系的选育及利用[J].广东农业科学,1996,(5):13-15.
[4]徐 巍,冯 辉,王玉刚,等.奶白菜核基因雄性不育系转育效果的评价[J].长江蔬菜,2007,(3):50-52.
[5]唐文武,吴秀兰,李桂花,等.菜心杂种优势利用的现状与展望[J].江西农业学报,2005,17(2):73-76.
[6]王玉刚.白菜核基因雄性不育系定向转育研究[D].沈阳:沈阳农业大学,2006.
[7]冯 辉,王玉刚,林桂荣,等.大白菜细胞核雄性不育基因向小白菜中转育的研究[J].河北科技师范学报,2004,(6):10-13.
[8]冯 辉.大白菜核基因雄性不育性的研究[D].沈阳:沈阳农业大学,1996.
[责任编辑 马迎杰]
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