【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(guò)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(guó)主要蔬菜作物之一。近年來(lái),甘藍(lán)根腫病在全國(guó)各地發(fā)展迅速,對(duì)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(diǎn)的研究也較為深入。為了改良甘藍(lán)的根腫病抗性,通過(guò)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(qiáng)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(gè)分子標(biāo)記對(duì)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(hào)、D6、329進(jìn)行引物擴(kuò)增。發(fā)現(xiàn)SSR標(biāo)記B0902在4份抗病材料中均能擴(kuò)增出250bp左右的特異性條帶,在4份感病材料中擴(kuò)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(gè)甘藍(lán)品種D6、329、R、f416、309為母本,2個(gè)大白菜品種CR12、CR英雄為父本進(jìn)行雜交,運(yùn)用蕾期授粉結(jié)合胚挽救技術(shù)獲得5個(gè)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(duì)獲得的5個(gè)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(gè)F_1為真雜種,其體細(xì)胞染色體數(shù)目為19條。4個(gè)真雜種花藥干癟細(xì)小,無(wú)花粉,即無(wú)育性。對(duì)F_1進(jìn)行人工室內(nèi)接種鑒定,3個(gè)株系YX(2)、YX(3)、YX(4)對(duì)4號(hào)和11號(hào)生理小種抗病,株系YX(1)對(duì)11號(hào)生理小種抗病,4號(hào)生理小種感病。同時(shí)結(jié)合分子標(biāo)記B0902,對(duì)父母本及F_1代材料進(jìn)行擴(kuò)增,發(fā)現(xiàn)F_1代材料均能擴(kuò)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(gè)甘藍(lán)品種作為父本進(jìn)行回交,共設(shè)置20個(gè)雜交組合。有5個(gè)雜交組合獲得后代,共獲得12個(gè)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%。回交株系經(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(wú)育性。對(duì)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(duì)11號(hào)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(duì)4號(hào)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(kuò)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(kuò)增出YX(1)Q的雜種特異帶。5、以12個(gè)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(gè)回交組合。共有4個(gè)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(yàn)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(duì)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(duì)4號(hào)和11號(hào)生理小種抗病,YX(3)Q-5-2-2-1、YX(3)Q-5-2-2-2對(duì)4號(hào)和11號(hào)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(yàn)利用甘藍(lán)和抗性大白菜進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交,共獲得5個(gè)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(gè)F_1為真雜種,體細(xì)胞為19條且雜種無(wú)花粉,利用人工接種鑒定和分子標(biāo)記輔助選擇,YX(1)對(duì)11號(hào)生理小抗病,4號(hào)生理小種感病,YX(2)、YX(3)、YX(4)對(duì)4和11號(hào)生理小種抗病。將抗病雜種F_1代與5個(gè)甘藍(lán)進(jìn)行回交,得到12個(gè)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(wú)育性。根腫病抗性鑒定結(jié)果為7個(gè)BC_1株系對(duì)11號(hào)生理小種抗病,5個(gè)株系對(duì)4號(hào)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(gè)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(gè)BC_2株系對(duì)4號(hào)和11號(hào)生理小種抗病,2個(gè)BC_2株系對(duì)4號(hào)和11號(hào)生理小種感病。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：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(hào) 12.34 R6hnCR1 11.67 R 高麗冬王 17.36 RCR 英雄 1.90 HR CR 帝王 37號(hào) 13.61 RCR 天白 1.32 HR CR 帝王 26號(hào) 0.00 I祥如意 5.92 R CR 帝王 3號(hào) 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(hào) 60.60 S 強(qiáng)勢(shì)抗根王 12.12 R寒冬 CR 17.78 R 新京秋三號(hào) 31.01 S春 CR3 2.25 HR注：A：感病對(duì)照；I：免疫；HR 高抗；R：抗病；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(kuò)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(duì)已報(bào)道的 43 個(gè)抗根腫病連鎖分子標(biāo)記進(jìn)行了驗(yàn)證，找到一個(gè)分子標(biāo)記 B0902 可用于篩選本試驗(yàn)供試材料抗感的分子標(biāo)記。4 個(gè)抗病材料在 250bp左右可擴(kuò)增出特異性條帶，4 個(gè)感病材料在 200bp 左右能擴(kuò)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(cè) CR 英雄和 CR12 材料含有抗性基因 CRb，且抗源可能來(lái)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(duì)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(shí)，根據(jù)表型選擇準(zhǔn)確性不高，且費(fèi)時(shí)費(fèi)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(hào)：2799855