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1、通过远缘杂交实现白菜根肿病抗性向甘蓝的转移十字花科根肿病是由芸薹属根肿菌( Plasmodiophora brassicae )侵染引起 的的世界性病害 ,主要通过土壤传播 , 目前已发展成十字花科蔬菜的主要病害。 甘 蓝属于十字花科 (Brassicaceae )芸薑属 (Brassica )甘蓝种(Brassia oleracea L. ), 是我国主要蔬菜作物之一。近年来, 甘蓝根肿病在全国各地发展迅速 , 对甘蓝的产量和品质造成了巨大 的损失,选育抗病品种是最有效的防治措施之一 , 但甘蓝类蔬菜中抗病资源比较 缺乏,导致甘蓝抗病育种研究进展缓慢。大白菜( Brassica rapa L
2、.ssp.pekinensis )属于十字花科芸薹属芸薹种 , 其根肿病抗性资源丰富 , 且抗病 基因位点的研究也较为深入。为了改良甘蓝的根肿病抗性 , 通过甘蓝与抗性大白菜远缘杂交 ,结合胚挽救 技术将大白菜的抗性基因转入到甘蓝中 , 创制抗根肿病甘蓝新材料 , 为甘蓝抗根 肿病育种奠定一定基础。 本研究将抗根肿病的大白菜与甘蓝进行种间杂交和两次 回交, 利用胚挽救技术获得甘蓝与大白菜杂交的新材料 ,对获得的杂种材料 F1、BC1/sub济口 BC24行形态学鉴定、细胞学鉴 定、花粉育性鉴定、人工室内根肿病抗性鉴定以及分子标记鉴定 , 主要研究结果 如下:1 、对 20份大白菜材料进行田间自
3、然诱发接种根肿病抗性鉴定 ,结果表明对 根肿病免疫的材料 1 份, 高抗材料 5 份, 抗病材料 12 份和感病材料 2 份。选择田间鉴定表现出对根肿病免疫和高抗的 6 份材料, 进行室内人工接种鉴 定,进一步确定抗性 ,综合两次鉴定结果 ,选择抗性强且稳定的 2份大白菜材料 CR 英雄、CR12作为远缘杂交的抗源供体材料。2、选取已发表的与根肿病相关基因 紧密连锁的43个分子标记对4份大白菜抗病材料CR12 CR英雄、CR帝王26、 京春CR3,1份感病大白菜材料夏魁和3份甘蓝感病京丰一号、D6 329进行引物 扩增。发现SSF标记B0902在4份抗病材料中均能扩增出250bp左右的特异性条
4、带, 在4份感病材料中扩增出200bp左右的特异性条带,表明标记B0902能用于根肿 病抗性的分子标记辅助选择。3、以5个甘蓝品种D6 329、R f416、309为母 本,2个大白菜品种CR12 CR英雄为父本进行杂交,运用蕾期授粉结合胚挽救技 术获得5个种间杂种F1代，分别为YX (1) (D6X CR英雄)、YX (2)(329X CR英雄)、YX( 3) (RX CR英雄)、YX (4) (f416 X CR英雄)、CR12( 5) (309XCR12)。杂交组合YX( 1)的结荚率最高为87.92%,以及成活的幼胚数/授粉花蕾数也 最高，为0.97%。对获得的5个杂种F1代进行形态学
5、鉴定，发现CR12(5)为假杂种，其余4个F1为真杂种，其体细胞染色体数目为19条。4个真杂种花药干瘪细小，无花粉，即无育性。对F1进行人工室 内接种鉴定,3个株系YX (2)、YX( 3)、YX (4)对4号和11号生理小种抗病， 株系YX (1)对11号生理小种抗病,4号生理小种感病。同时结合分子标记B0902,对父母本及F1代材料进行扩增，发现 F1代材料均能扩增出抗感父母本的特异性条带。4、以甘蓝X大白菜 杂交获得的杂种F1代为试材,利用秋水仙素进行加倍，得到加倍后 的材料叶片、花蕾、角果等都更大 , 体细胞染色体数目为 38 条, 是异源四倍体 , 分别为 YX( 1 ) Q、 YX
6、( 2) Q、 YX( 3) Q、 YX( 4) Q。以杂种F1代和异源四倍体材料为母本,5个甘蓝品种作为父本 进行回交 ,共设置 20个杂交组合。有 5个杂交组合获得后代 , 共获得 12个株系。其中YX( 1) QX 329回交组合的幼胚数/授粉花蕾数高于其他组合为 2.99%。回交株系经形态学和细胞学鉴定为真杂种 ,其染色体条数为 22-28 条,均有花粉, 但花粉无育性。对 BC14行人工室内接种鉴定，丫X( 1)Q-2-1、YX (1)Q-3-1、 YX(1) Q-3-2、 YX(1) Q-5-1、 YX(1) Q-5-2、 YX(1) Q-5-3、 YX(1) Q-5-4 对 11
7、 号生理小种抗病 ,YX(3) Q-1-1 、 YX(3) Q-5-1 、 YX(3) Q-5-2、 YX(3) Q-5-3、 YX(3) Q-5-4 对4号生理小种抗病。 分子标记辅助鉴定结果显示 YX(3) Q-1-1 、 YX( 3) Q-5-1 、 YX( 3) Q-5-2、 YX( 3) Q-5-3、 YX(3) Q-5-4 均能扩增 出父母本的特异条带 ,与人工鉴定结果一致。而 YX( 1)Q-2-1、YX( 1)Q-3-1、YX (1)Q-3-2、YX( 1)Q-5-1、YX (1) Q-5-2、YX( 1)Q-5-3、YX (1)Q-5-4丢失母本YX (1)Q的抗性条带，但能
8、扩增 出YX( 1)Q的杂种特异带。5、以12个杂种BC1株系为母本，甘蓝 为父本进行回交 ,共设置 60 个回交组合。共有 4 个回交组合获得回交后代 YX(3) Q-5-2X D6、 YX(3) Q-5-2XR、 YX(3) Q-5-2X f416、 YX(3) Q-5-2 X 329,分别为 1 株、 2株、 1 株、 2株。在本次试验中亲和性最好的杂交组合为 YX(3) Q-5-2X R。回交株系经形态学鉴定为真杂种 ,染色体条数为 18或20条,有花粉且有育性。 对BC2v/subft进行室内人工接种根肿病抗性鉴定，丫X (3) Q-5-2-1-1、YX(3) Q-5-2-3-1 、
9、 YX(3) Q-5-2-5-1 、 YX(3) 3Q-5-2-5-2 对 4号和 11 号生理 小种抗病 ,YX(3) Q-5-2-2-1 、 YX(3) Q-5-2-2-2 对 4 号和 11 号生理小种感病 , 与分子标记辅助鉴定结果一致。综上所述,本试验利用甘蓝和抗性大白菜进行远缘杂交 ,共获得 5个杂种F1代，经形态学观察和细胞学鉴定，CR12 (5)为假杂种,其余4个F1为真杂种,体细胞为19条且杂种无花粉,利用人工接种鉴定和分 子标记辅助选择 ,YX( 1)对1 1号生理小抗病,4 号生理小种感病 ,YX(2)、YX(3)、 YX (4)对4和11号生理小种抗病。将抗病杂种 F1代与5个甘蓝进 行回交,得到12个BC1/sub,经形态学观察和细胞学鉴定为真杂种,其 染色体为 22-28 条。杂种均有花粉,但无育性。根肿病抗性鉴定结果为7个BC1株系 对 11 号生理小种抗病 ,5 个株系对 4号生理小种抗病。用抗病BC1为母本与甘蓝进行回交,得到6个BC2 代, 经形态学和细胞学鉴定为真杂种 , 染色体条数为 18 或 20 条, 且杂种均有花粉 且有育性。人工接种鉴定结合分子标记鉴定结果为 4个BC2/sub系对4号和11号生理小种抗病,2个BC2株系对4号和11号生理小种感病。
通过远缘杂交实现白菜根肿病抗性向甘蓝的转移
