CN103704131A - 一种油菜亚基因组间杂种优势利用的方法 - Google Patents

Abstract

一种油菜亚基因组间杂种优势利用的方法，包括利用甘蓝型油菜与甘蓝杂交，染色体加倍获得六倍体，将六倍体与白菜型油菜杂交获得亚基因组杂合的油菜杂种，通过性状评价，选育出强优势组合。该方法能简捷、快速地将遗传变异广泛的白菜型油菜遗传成分导入到油菜中，获得亚基因组杂合的油菜杂种，拓宽了油菜杂种优势的利用途径。

Description

一种油菜亚基因组间杂种优势利用的方法

技术领域

本发明属于植物新品系选育技术领域，具体涉及到一种利用芸薹属作物基因组间差异，构建油菜杂种优势的方法。

背景技术

甘蓝型油菜（AACC）是由白菜型油菜（AA）和甘蓝（CC）自然杂交，染色体加倍进化而来的异源四倍体。在长期的进化和驯化过程中，甘蓝型油菜A和C亚基因组，与其亲本种基因组和近缘种相同的亚基因组，比如芥菜型油菜（AABB) 的A亚基因组和埃塞俄比亚芥(BBCC)的C亚基因组，存在了较大的差异。基于这些差异，我国科学家提出了利用油菜亚基因组间杂种优势的构想（Qian et al.，Euphytica 2003, 134: 9-15; Li et al., Chromosome Research 2004, 12: 417-426) 。即通过创建含有亲本种或者近缘物种遗传成分的新型甘蓝型油菜，然后与自然甘蓝型油菜杂交，可望利用亚基因组间的差异，产生可被利用的杂种优势（Qian et al.，Theor Appl Genet, 2005，110: 1187-1194)。

现有亚基因组间杂种优势的利用途径，采用远缘杂交，系统选育，创建一种含有亲本种或者近缘种特有遗传成分的新型甘蓝型油菜, 然后与自然甘蓝型油菜杂交，产生可被利用的杂种优势（Zou et al.，Theor Appl Genet 2010, 120: 283-290；Seyis et al. Plant Breeding 2003，122：473-478，Girke et al. Thero Appl Genet 2012, 124: 1017-1026）。现有的技术在创建新型甘蓝型油菜的过程中，需要经过外源物种的导入，以及复杂选育过程，耗时费工。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种油菜亚基因组间杂种优势利用的方法，通过利用六倍体与白菜型油菜杂交，获得亚基因组杂合的油菜杂种。该方法采用六倍体为桥梁，通过一次杂交的方法，将白菜型油菜丰富的种质资源导入到油菜中，拓宽现有甘蓝型油菜的遗传基础，有效地利用油菜亚基因组杂种优势。

本发明的技术方案如下：

本发明提出一种油菜亚基因组间杂种优势利用的方法，其以甘蓝型油菜与甘蓝杂交，染色体加倍获得的六倍体为亲本，与白菜型油菜杂交，获得亚基因组杂合的油菜杂种，对所述油菜杂种进行性状评价，选育出强优势的杂交组合。

具体地，以甘蓝型油菜为母本，授以甘蓝的花粉，或者以甘蓝为母本，授予甘蓝型油菜的花粉；然后通过胚挽救，获得三倍体杂种；又利用秋水仙素处理幼苗，诱导染色体加倍获得六倍体；再以六倍体为亲本，与不同基因型的白菜型油菜杂交，获得一批亚基因组杂合的甘蓝型油菜杂种；最后对亚基因组杂合的油菜杂种进行生物学产量和种子产量的评价，筛选生物学产量优势强的组合用于饲料生产，种子产量优势强的甘蓝型油菜组合用于种子生产。

本发明的优点是：

本发明以甘蓝型油菜与甘蓝杂交，染色体加倍获得的六倍体，其自交结实性好，后代能保持其染色体构型，该六倍体与白菜型油菜杂交，可交配性强，并直接获得亚基因组杂合的甘蓝型油菜。该方法通过一次杂交，将遗传变异广泛的白菜型油菜遗传成分导入到油菜中，获得亚基因组杂合的油菜杂种，拓宽了油菜杂种优势的利用途径。

具体实施方式

以下为本发明方法的一种具体实施方式，但并不是对本发明方法的限定，任何不超离本发明实质内容的变换，仍应属于本发明的保护范围。

实施例1

以甘蓝（CGN14032，从荷兰遗传资源中心征集，http://www.cgn.wur.nl/）为母本，在开花前2天人工剥开花蕾，去除雄蕊，授以甘蓝型油菜（中双9号）的新鲜花粉，有性杂交，授粉10天后取杂种胚进行胚挽救，获得三倍体杂种F1试管苗。

实施例2

以甘蓝型油菜中双9号作母本，剥蕾去雄，授予甘蓝CGN14032的花粉，有性杂交，授粉10天后取杂种胚进行胚挽救，获得三倍体杂种F1试管苗。

将实施例1和2的试管苗通过扩繁，秋水仙素处理，诱导染色体加倍。试管苗移植到田间后，根据植株形态，花蕾大小和育性，鉴定杂交且染色体已加倍成功的植株。杂交且染色体已加倍成功植株的花蕾比甘蓝型油菜和甘蓝亲本大1.5倍左右，染色体加倍成功的植株的花粉育性（达85%以上）高于没有加倍成功的植株（低于15%）。获得的六倍体材料一方面自交结实，繁殖后代；另一方面与白菜型油菜杂交，获得亚基因组杂合的油菜杂种。

花粉育性观察的方法：取当天新开未污染的花朵的雄蕊，将花粉轻轻抖落在10%的醋酸洋红溶液中染色，然后在光学显微镜下观察并计数，瘪小且染色浅的花粉粒为不育花粉，饱满且染色深的花粉粒为可育花粉。每单株观察花粉的总数为300个。

实施例3

2009年，发明人用不同基因型的白菜型油菜与六倍体杂交，一共获得142份杂交种。其可交配性为9.24粒/荚果。 

2010年和2011年从142份亚基因组杂合的油菜杂种中，随机选取5份配置的杂交种与亲本用于生物学产量优势的评价，随机选取9份配置的杂交种与亲本用于种子产量优势评价。田间实验采用裂区区组设计，以常规品种中双9号为对照，两次重复。种植密度按照长江中下游的种植要求，每个小区种植30棵苗，小区面积2.5m×1m。

具体操作步骤如下：将5份油菜及其5份亲本白菜型油菜和六倍体分成两组，一组是杂种，一组是亲本。每组设置两次重复，每组按照随机区组试验种植，于2010年和2011年连续两年种植于西南大学试验地。终花期时按小区收获所有单株的地上部分，称重，考察生物学产量。另将9份亚基因组杂合的油菜杂种与其9份白菜型油菜亲本和六倍体分成两组，一组是杂种，一组是亲本，每组设置两次重复，每组按照随机区组试验种植，于2010年和2011年连续两年种植于西南大学试验地。成熟期时按小区收获所有单株的荚果，脱粒晒干后称种子重量，考察种子产量。每份材料种植密度按照长江中下游的种植要求，每个小区种植30棵苗，小区面积2.5m×1m，以常规品种中双9号为对照。生物学产量评价试验中，考察的5份亚基因组杂合的油菜有4份表现显著正向中亲优势，2份表现显著超过中双9号(超亲优势分别为34.31% 和13.55%)；种子产量评价试验种，考察的9份亚基因组杂合的油菜中有5份表现显著正向中亲优势。其中来自白菜型油菜（品种名：汉川油菜）配置的组合，其生物学产量超过双亲的平均值47.51%；来自于白菜型油菜（CGN07221，从荷兰遗传资源中心征集，http://www.cgn.wur.nl/）配置的组合，其种子产量超过双亲的平均值的102%。

Claims (3)

1.一种油菜亚基因组间杂种优势利用的方法，其特征在于以甘蓝型油菜与甘蓝杂交，染色体加倍获得六倍体材料，再与白菜型油菜杂交，获得亚基因组杂合的油菜杂种，对所述油菜杂种进行性状评价，选育出强优势的杂交组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以甘蓝型油菜为母本，授以甘蓝的花粉，或者以甘蓝为母本，授予甘蓝型油菜的花粉；然后通过胚挽救，秋水仙素处理幼苗，诱导染色体加倍获得六倍体。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对亚基因组杂合的油菜杂种进行生物学产量和种子产量的评价，筛选生物学产量优势强的组合用于饲料生产，种子产量优势强的甘蓝型油菜组合用于种子生产。