【摘要】：十字花科根腫病是由蕓薹屬根腫菌(Plasmodiophora brassicae)侵染引起的的世界性病害,主要通過土壤傳播,目前已發(fā)展成十字花科蔬菜的主要病害。甘藍(lán)屬于十字花科(Brassicaceae)蕓薹屬(Brassica)甘藍(lán)種(Brassia oleracea L.),是我國主要蔬菜作物之一。近年來,甘藍(lán)根腫病在全國各地發(fā)展迅速,對甘藍(lán)的產(chǎn)量和品質(zhì)造成了巨大的損失,選育抗病品種是最有效的防治措施之一,但甘藍(lán)類蔬菜中抗病資源比較缺乏,導(dǎo)致甘藍(lán)抗病育種研究進(jìn)展緩慢。大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)屬于十字花科蕓薹屬蕓薹種,其根腫病抗性資源豐富,且抗病基因位點的研究也較為深入。為了改良甘藍(lán)的根腫病抗性,通過甘藍(lán)與抗性大白菜遠(yuǎn)緣雜交,結(jié)合胚挽救技術(shù)將大白菜的抗性基因轉(zhuǎn)入到甘藍(lán)中,創(chuàng)制抗根腫病甘藍(lán)新材料,為甘藍(lán)抗根腫病育種奠定一定基礎(chǔ)。本研究將抗根腫病的大白菜與甘藍(lán)進(jìn)行種間雜交和兩次回交,利用胚挽救技術(shù)獲得甘藍(lán)與大白菜雜交的新材料,對獲得的雜種材料F_1、BC_1和BC_2進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定、細(xì)胞學(xué)鑒定、花粉育性鑒定、人工室內(nèi)根腫病抗性鑒定以及分子標(biāo)記鑒定,主要研究結(jié)果如下:1、對20份大白菜材料進(jìn)行田間自然誘發(fā)接種根腫病抗性鑒定,結(jié)果表明對根腫病免疫的材料1份,高抗材料5份,抗病材料12份和感病材料2份。選擇田間鑒定表現(xiàn)出對根腫病免疫和高抗的6份材料,進(jìn)行室內(nèi)人工接種鑒定,進(jìn)一步確定抗性,綜合兩次鑒定結(jié)果,選擇抗性強且穩(wěn)定的2份大白菜材料CR英雄、CR12作為遠(yuǎn)緣雜交的抗源供體材料。2、選取已發(fā)表的與根腫病相關(guān)基因緊密連鎖的43個分子標(biāo)記對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份甘藍(lán)感病京豐一號、D6、329進(jìn)行引物擴增。發(fā)現(xiàn)SSR標(biāo)記B0902在4份抗病材料中均能擴增出250bp左右的特異性條帶,在4份感病材料中擴增出200bp左右的特異性條帶,表明標(biāo)記B0902能用于根腫病抗性的分子標(biāo)記輔助選擇。3、以5個甘藍(lán)品種D6、329、R、f416、309為母本,2個大白菜品種CR12、CR英雄為父本進(jìn)行雜交,運用蕾期授粉結(jié)合胚挽救技術(shù)獲得5個種間雜種F_1代,分別為YX(1)(D6×CR英雄)、YX(2)(329×CR英雄)、YX(3)(R×CR英雄)、YX(4)(f416×CR英雄)、CR12(5)(309×CR12)。雜交組合YX(1)的結(jié)莢率最高為87.92%,以及成活的幼胚數(shù)/授粉花蕾數(shù)也最高,為0.97%。對獲得的5個雜種F_1代進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定,發(fā)現(xiàn)CR12(5)為假雜種,其余4個F_1為真雜種,其體細(xì)胞染色體數(shù)目為19條。4個真雜種花藥干癟細(xì)小,無花粉,即無育性。對F_1進(jìn)行人工室內(nèi)接種鑒定,3個株系YX(2)、YX(3)、YX(4)對4號和11號生理小種抗病,株系YX(1)對11號生理小種抗病,4號生理小種感病。同時結(jié)合分子標(biāo)記B0902,對父母本及F_1代材料進(jìn)行擴增,發(fā)現(xiàn)F_1代材料均能擴增出抗感父母本的特異性條帶。4、以甘藍(lán)×大白菜雜交獲得的雜種F_1代為試材,利用秋水仙素進(jìn)行加倍,得到加倍后的材料葉片、花蕾、角果等都更大,體細(xì)胞染色體數(shù)目為38條,是異源四倍體,分別為YX(1)Q、YX(2)Q、YX(3)Q、YX(4)Q。以雜種F_1代和異源四倍體材料為母本,5個甘藍(lán)品種作為父本進(jìn)行回交,共設(shè)置20個雜交組合。有5個雜交組合獲得后代,共獲得12個株系。其中YX(1)Q×329回交組合的幼胚數(shù)/授粉花蕾數(shù)高于其他組合為2.99%�；亟恢晗到�(jīng)形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)鑒定為真雜種,其染色體條數(shù)為22-28條,均有花粉,但花粉無育性。對BC_1進(jìn)行人工室內(nèi)接種鑒定,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對11號生理小種抗病,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對4號生理小種抗病。分子標(biāo)記輔助鑒定結(jié)果顯示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均能擴增出父母本的特異條帶,與人工鑒定結(jié)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丟失母本YX(1)Q的抗性條帶,但能擴增出YX(1)Q的雜種特異帶。5、以12個雜種BC_1株系為母本,甘藍(lán)為父本進(jìn)行回交,共設(shè)置60個回交組合。共有4個回交組合獲得回交后代YX(3)Q-5-2×D_6、YX(3)Q-5-2×R、YX(3)Q-5-2×f416、YX(3)Q-5-2×329,分別為1株、2株、1株、2株。在本次試驗中親和性最好的雜交組合為YX(3)Q-5-2×R。回交株系經(jīng)形態(tài)學(xué)鑒定為真雜種,染色體條數(shù)為18或20條,有花粉且有育性。對BC_2代進(jìn)行室內(nèi)人工接種根腫病抗性鑒定,YX(3)Q-5-2-1-1、YX(3)Q-5-2-3-1、YX(3)Q-5-2-5-1、YX(3)3Q-5-2-5-2對4號和11號生理小種抗病,YX(3)Q-5-2-2-1、YX(3)Q-5-2-2-2對4號和11號生理小種感病,與分子標(biāo)記輔助鑒定結(jié)果一致。綜上所述,本試驗利用甘藍(lán)和抗性大白菜進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交,共獲得5個雜種F_1代,經(jīng)形態(tài)學(xué)觀察和細(xì)胞學(xué)鑒定,CR12(5)為假雜種,其余4個F_1為真雜種,體細(xì)胞為19條且雜種無花粉,利用人工接種鑒定和分子標(biāo)記輔助選擇,YX(1)對11號生理小抗病,4號生理小種感病,YX(2)、YX(3)、YX(4)對4和11號生理小種抗病。將抗病雜種F_1代與5個甘藍(lán)進(jìn)行回交,得到12個BC_1代,經(jīng)形態(tài)學(xué)觀察和細(xì)胞學(xué)鑒定為真雜種,其染色體為22-28條。雜種均有花粉,但無育性。根腫病抗性鑒定結(jié)果為7個BC_1株系對11號生理小種抗病,5個株系對4號生理小種抗病。用抗病BC_1作為母本與甘藍(lán)進(jìn)行回交,得到6個BC_2代,經(jīng)形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)鑒定為真雜種,染色體條數(shù)為18或20條,且雜種均有花粉且有育性。人工接種鑒定結(jié)合分子標(biāo)記鑒定結(jié)果為4個BC_2株系對4號和11號生理小種抗病,2個BC_2株系對4號和11號生理小種感病。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S436.35
【圖文】：

品種Variety病情指數(shù)Disease index抗性Resistance type品種Variety病情指數(shù)Disease index抗性Resistance typ夏魁A60.43 S 早春皇冠 9.39 R CR 春輝 13.61 R 冷地王 2號 12.34 R6hnCR1 11.67 R 高麗冬王 17.36 RCR 英雄 1.90 HR CR 帝王 37號 13.61 RCR 天白 1.32 HR CR 帝王 26號 0.00 I祥如意 5.92 R CR 帝王 3號 12.88 RCR 春美 8.29 R 德高 CR107 1.14 HRCR12 2.82 HR 百慕田尚品 9.67 R東 7號 60.60 S 強勢抗根王 12.12 R寒冬 CR 17.78 R 新京秋三號 31.01 S春 CR3 2.25 HR注：A：感病對照；I：免疫；HR 高抗；R：抗��；S：感��；Note: A: Susceptible control; I: No sw elling;; HR: High resistance; R: Resistant; S: Susceptible

圖 4-1 B0902 在抗感材料中的擴增條帶抗病條帶 感病條帶Fig4-6 Amplified bands of primers B0902 in resistant materials and susceptible materialArrowheads show the resistant bands to clubrootArrowheads show the susceptiblet bands to clubroot4.4 討論本研究對已報道的 43 個抗根腫病連鎖分子標(biāo)記進(jìn)行了驗證，找到一個分子標(biāo)記 B0902 可用于篩選本試驗供試材料抗感的分子標(biāo)記。4 個抗病材料在 250bp左右可擴增出特異性條帶，4 個感病材料在 200bp 左右能擴增出特異條帶，由于抗病材料 CR12、CR 英雄和感病甘藍(lán) D6、329將作為遠(yuǎn)緣雜交的親本，所以該分子標(biāo)記將可以用于遠(yuǎn)緣雜交后代的抗性篩選。由于標(biāo)記 B0902 與 CRb基因緊密連鎖（Kato T et al,2012），推測 CR 英雄和 CR12 材料含有抗性基因 CRb，且抗源可能來源于蕪菁 Gelria R。找到緊密連鎖的分子標(biāo)記，與接種鑒定相結(jié)合，使材料的抗性更為準(zhǔn)確。相對于傳統(tǒng)育種，分子標(biāo)記具有明顯優(yōu)越性，特別是目標(biāo)性狀為數(shù)量性狀或者受許多微效基因，環(huán)境影響時，根據(jù)表型選擇準(zhǔn)確性不高，且費時費力，采取分子標(biāo)記鑒定可明顯縮短育種進(jìn)程、加快新品種選育。Lv 等

表 5-5 甘藍(lán)與大白菜雜交組合親和性比較Table 5-5 Crossing-compatibility between Brassica oleracea and B.rapa L. ssp. pekinensis雜交組合Number授粉花蕾數(shù)No.ofbudspollinated收獲子房數(shù)No.ofembryosobtained結(jié)莢率(%)Poddingrate成活幼胚數(shù)No.ofimmatureembryossurvived成活幼胚/授粉花蕾數(shù)(%)Immature embryossurvived /budspollinated試管苗數(shù)PlantletsYX① 207 182 87.92 2 0.97 1YX② 156 112 71.79 1 0.64 1YX③ 227 178 78.41 1 0.44 1YX④ 200 156 78.00 1 0.50 1YX⑤ 202 161 79.70 0 0 012① 182 201 80.40 0 0 012② 112 167 70.46 0 0 012③ 178 185 74.00 0 0 012④ 156 114 71.25 0 0 012⑤ 161 181 78.02 1 0.62 0

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2799855