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杂种优势被认为是提高作物产量,改善作物品质的有效途径,而良好的授粉控制系统和优良的亲本材料是实现杂种优势利用的关键所在。安徽省农科院陈凤祥选育的甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育系9012A被认为是目前国内油菜最好的授粉控制系统之一。该系统通引入100％的不育系实现三系制种,避免了制种过程中拔除50％可育株的麻烦。三系制种的关键是选育遗传背景一致的纯合两型系和临保系,而分子标记辅助选择结合回交育种是实现这一关键的有效方法。育139是华中农业大学杨光圣选育的甘蓝型油菜Polima温敏型不育系,具有含油量高、抗病抗倒性突出、配合力强的优点,但因其在低温条件下表现部分可育,在制种过程中遭遇反常气候时存在一定的风险。
本研究以9012A(ms3ms3ms4ms4RfRf)为供体亲本,育139(Ms3Ms3ms4ms4rfrf)为受体亲本,通过分子标记辅助选择结合回交育种,期望选育具有育139遗传背景的甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育系和临保系,解决育139在制种过程中存在的风险,并为更多强优势杂交组合的选育提供材料。其主要结果概括如下:
1.对9012A与育139杂交后代F2群体的141株不育株(ms3ms3ms4msRf_),采用AFLP标记进行背景选择,得到遗传背景与育139相近的8个中选单株,分别与育139回交得到F2BC1群体。
2.对F2BC1群体的286个单株,采用标记WSC1进行前景选择,获得148株基因型为Ms3ms3ms4ms4Rfrf的单株,然后用AFLP标记对其进行背景选择,得到遗传。背景与育139相近的3个中选单株。分别将中选单株与育139回交得到F2BC2群体,同时自交得到F2BC1F2群体。
3.对F2BC2群体的161个单株,采用标记BSR64、BSR2、BSR7、WSC1、IBP5-3、IBP37-3分别对Ms3和Rf位点进行选择,获得34株基因型为Ms3ms3ms4ms4Rfrf的单株,然后用SSR标记对其进行背景选择,得到遗传背景与育139相近的4个中选单株。分别将中选单株自交,得到F2BC2F2群体。
4.对F2BC1F2群体的384个单株进行前景选择,选出纯合两型系中的可育单株(Ms3ms3ms4ms4RfRf)47株和不育单株(ms3msms4ms4RfRf)20株,选出临保单株(ms3ms3ms4ms4rfrf)20株。将部分纯合两型系单株兄妹交,同时可育单株分别与9012A和TAM测交,不育单株与TAM测交。部分临保单株自交,同时与9012A测交。对其兄妹交、测交和自交后代育性分离进行调查,调查结果显示所有后代育性分离比均符合理论比值,说明本试验的前景选择是准确的。
5.对F2BC2F2群体的227个单株进行前景选择,获得了23个纯合两型系中的可育单株(Ms3ms3ms4ms4RfRf)和11个不育单株(ms3ms3ms4ms4RfRf),获得了11个临保单株(ms3ms3ms4ms4rfrf)。分别将部分纯合两型系中的可育单株和临保单株自交构成F2BC2F3群体。对纯合可育单株自交构成的F2BC2F3群体通过前景选择获得纯合两型系单株共265株。临保单株自交构成的F2BC2F3群体为临保系群体。将纯合两型系单株兄妹交繁殖纯和两型系(139AB),临保系单株自交繁殖临保系(139C),并将纯合两型系中的不育株与临保系杂交获得全不育系(CA)群体。