大白菜(Brassica pekinensis)与甘蓝(B.oleracea)的种间试管受精

通过大白菜胚珠与甘蓝花粉的试管授粉和受精得到了杂种种子。杂交一代的植株形态和花粉发育情况及根尖细胞染色体数均表明为种间杂种。杂种植株具有父母本的特征,某些性状介于双亲之间;花粉粒发育不正常;根尖细胞染色体数为2n=19。本研究为其他十字花科植物的远缘杂交中克服不亲和性提供了依据。

芥菜型油菜×羽衣甘蓝种间杂种的获得及其性状表现

芸薹属内遗传和变异类型极其丰富,这为芸薹属植物种间杂交提供了条件。通过甘蓝(B.oleracea,2n=CC=18)和芥菜型油菜(2n=AABB=36)的种间杂交可以获得六倍体新物种,为油菜育种创造新的种质资源。本文选用芥菜型油菜和黄籽羽衣甘蓝(B.oleraceavar.aceaphala,2n=CC=18)进行种间杂交,在10个杂交组合中,共授粉559朵花,剥离种子35粒,对所得种子进行组织培养,建立了9个无性系。对该无性系进行染色体加倍处理和形态学、生物化学、细胞学、育性综合鉴定,发现其中2个无性系为黄籽芥菜型油菜×黄籽羽衣甘蓝组合(03K169×03K05)的未加倍真杂种(2n=ABC=27),其籽粒为红色。杂种植株在各生长阶段,形态均趋近于甘蓝型油菜;在减数分裂后期Ⅰ、后期Ⅱ,杂种都有不同程度的染色体丢失现象。杂种的酯酶同工酶具有两个亲本互补酶带。杂种植株生长势较强,和双亲相比具有较强的杂种优势。杂种植株高度自交不亲和。

对甘蓝与大白菜种间杂交合成的甘蓝型油菜的研究

通过甘蓝与大白菜种间杂交获得了50个甘蓝型油菜杂交组合。田间抗性鉴定结果：17个组合抗寒、38个组合耐热、4个组合抗病毒病、42个组合抗霜霉病、39个组合避开了菌核病。合成组合中正常可育的组合24个，这些品系的自交不亲和性、生物学特性及抗逆性都与它们的双亲尤其是母本甘蓝相似。正常可育的品系中19个自交不亲和，与胞质不育系41A测交的3个合成品系中没有找到恢复基因，但它们是理想保持系，其后代不育性彻底而稳定。从合成的甘蓝型油菜与双低品系的杂交后代中获得了一个不育株率和不育度均达100％的核不育材料。合成品系与双低品系杂交后代中自交不亲和组合高达80％，其生物学特性居中亲值，3个组合抗寒，多数组合晚熟、耐热、抗病毒病、油菜霜霉病和避开菌核病，千粒重和含油量普遍高于现有甘蓝型油菜品种。

油菜小孢子培养和双单倍体育种研究Ⅱ.影响甘蓝型油菜和芥菜型油菜种间杂种胚产量的因素

对甘蓝型油菜与芥菜型油菜种间杂交F1 代杂种进行离体小孢子培养研究。结果表明 :(1)F1 杂种胚产量受亲本基因型的影响 ;(2 )在F1 杂种花粉可育率为 30 %～ 4 3%的范围内 ,F1 杂种花粉可育率对有效胚产量无明显影响 ;(3)供体植株年龄对高胚产量的材料无明显影响 ,对低胚产量的材料有明显影响。 (4)提出用花药颜色来选择适合的小孢子培养的花蕾的指标 ,花药颜色以绿带点黄或绿带黄为宜 ;(5 )提出胚从NLN液体培养基转到半固体B5培养基培养 3d后再转至固体B5培养基 ,比从NLN液体培养基直接转到固体培养基的培养方式相对较好 ,可提高胚再生频率 ;(6 )诱导植株再生最适合的胚龄是 2 7d ,0 .2～ 0 .3cm大小的胚比 0 .6～ 0 .

芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜的种间远缘杂交

通过对芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜种间杂交 以下简写为芥×甘或甘×芥 的结实性、交配性以及不同甘蓝型油菜对交配性的影响等研究发现:芥、甘正反交形成的饱满种子数较少,其形成种子的能力弱,但是芥×甘与甘×芥杂交相比,芥×甘形成饱满种子的能力较强,受精能力以及杂种胚胎的发育能力也强,在授粉后的子房发育上二者无显著差异.所以,芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜种间杂交创建新资源时宜采用芥×甘杂交方式;不同甘蓝型油菜品种与芥菜型多室油菜正反交的结角率、受精指数、结籽指数和可交配指数均不相同,但可交配指数的变异系数最大.因此,筛选可交配性强的甘蓝型基因型应着眼于可交配指数高的甘蓝型油菜亲本材料,根据本试验结果,芥菜型多室油菜与甘蓝型油菜93-221-1杂交形成的杂种胚具有较强的可发育性.

隶属函数法鉴定油菜甘芥种间杂交后代的抗旱性

在大田水分胁迫条件下,采用隶属函数值法、灰色关联度分析法结合聚类分析,研究58份甘蓝型油菜和芥菜型油菜的种间杂交后代,分析其单株产量、主花序产量和品质性状的差异。结果表明,单株分枝数和有效角果数与抗旱性显著相关,而角粒数和千粒重与抗旱性关联性较弱。在水分胁迫条件下,抗旱材料主花序的三个性状,即含油量、蛋白质含量和千粒重,在强抗、较抗、不抗材料间的差异均达到1%显著水平,且与单株产量的关联度在50%以上,其中主花序籽粒的含油量及千粒重升高,蛋白质含量降低。利用水分胁迫下三个性状的差异变化可对抗旱油菜进行初步筛选。通过筛选,获得2007M004、2007M018和2007M027三份平均隶属函数值≥0.413的抗旱材料。

甘芥种间杂交后代DH系花期抗旱性评价

本试验以22份甘蓝型油菜和芥菜型油菜种间杂交后代DH株系为供试材料,在油菜花期降雨量约5.7 mm、6.7 mm的情况下,连续两年设置正常灌水、花期干旱胁迫2个处理,考察产量及与产量相关农艺性状,应用抗旱指数法、灰色关联度综合分析法结合聚类分析,筛选优异的抗旱种质资源。结果表明,多数甘芥杂交后代材料抗旱性高于常规甘蓝型品种,共获得7份抗旱性较强的材料;无论采用直接评价或关联系数综合评价,两种不同程度的干旱胁迫条件下,约有42.55%的材料抗旱等级分类一致,同一材料在不同程度干旱胁迫条件下,其抗旱性表现有差别,通过不同程度干旱胁迫条件下综合评价其抗旱性结果更可靠。

新型化学杂交剂SX-1对甘蓝型油菜CMS的作用效果研究

用新型化学杂交剂SX-1在单核期处理3个甘蓝型油菜细胞质雄性不育系(CMS)结果表明,SX-1可明显降低不育系的微粉花朵数、有活力花粉数、微粉量和育性指数,提高不育度,有效地抑制低温期间微粉的产生。同时也使不育系的株高明显降低,有利于不育系的受粉结实。化学杂交剂的作用效果受基因型和环境的影响,不同油菜品种对化学杂交剂SX-1的敏感性不同,不育系陕3A、20 F50A、20 F71A的最佳处理浓度分别为5 mg/kg、7.5 mg/kg、10mg/kg。该化学杂交剂杀雄彻底,成本低廉,容易使用,具有广阔的发展前景。

特早熟双低甘蓝型油菜杂交种的选育

采用优质早熟甘蓝型品种与特早熟白菜型油菜品种门源小油菜进行甘白种间杂交的方法,创造出了一批优质特早熟甘蓝型遗传资源,用这些资源作为亲本转育出了3个优质波里马细胞质雄性不育系和1个恢复系,在这些不育系和恢复系配置的杂种中E144表现最突出,它不仅能在海拔2800～3000m的白菜型产区正常成熟,而且芥酸含量小于1%、硫甙含量小于30μmol/g,产量比白菜型油菜主栽品种青油241高30%以上。

植物生长调节剂IAA、GA和6-BA对芥菜型油菜和甘蓝型油菜富集镉的强化

重金属植物提取修复效率受到植物体内重金属含量和植物生物量的影响。利用植物生长调节剂可作为强化植物修复效率的一种调控措施。本实验以芥菜型油菜(Brasscia juncea)和甘蓝型油菜(B.napus)为对象,研究了植物生长调节剂IAA、GA和6-BA单独或两两联合作用对这两种油菜富集镉的调控作用。研究结果显示:这3种植物生长调节剂对这两种油菜株高和生物量的影响不同,显著增加芥菜型油菜株高和生物量,却显著降低甘蓝型油菜株高和生物量。同时,这3种植物生长调节剂可显著提高芥菜型油菜和甘蓝型油菜的镉含量和植物积累镉量,这两种类型油菜积累的镉主要集中在茎和叶。植物生长调节剂处理的芥菜型油菜和甘蓝型油菜的镉转运系数和生物富集系数都大于对照,并且可增强油菜吸收镉和促进镉向茎和叶转移。IAA与GA或6-BA联合作用可协同强化油菜提取镉。

由种间杂交创建的两个新的甘蓝型油菜细胞质雄性不育系

从甘蓝型油菜×埃塞俄比亚芥和芥菜型油菜×甘蓝型油菜中，分别获得了稳定的甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料ＮＥ３９８和ＪＮ２２３。ＮＥ３９８在恢保关系上与波里马细胞质雄性不育系趋向一致，部分材料对低温较敏感。ＪＮ２２３的遗传基础显然不同于ＮＥ３９８，它除了具芥菜型油菜的细胞质外，还对低温不敏感。对这两类材料已分别转育出双低雄性不育系，不育度多在９０％以上。讨论了通过种间杂交创造新的不育系，拓宽甘蓝型油菜不育胞质类型的重要性。

油菜和甘芥杂交后代薹花期耐旱性鉴定

为筛选远缘杂交后代中的抗旱材料,连续4年于生殖生长关键时期(薹花期),设正常灌水及干旱胁迫处理,考察包括甘蓝型油菜、芥菜型油菜及甘芥杂交后代共计43份材料成熟期产量及12个产量相关性状,采用经典抗旱指数法结合连锁聚类分析,筛选优异抗旱资源,并分析干旱对产量相关因子,尤其是产量组成因子的影响,筛选关键的抗旱性鉴定指标。结果表明,3个产量构成因子中,角果数对薹花期干旱最敏感,千粒重及每角粒数变化不大,干旱使得一次分枝数、侧枝角果数显著减少,导致总角果数下降,成为影响产量下降的主要原因,相关分析表明,干旱条件下相对总角果数、相对侧枝角果数、相对株高与抗旱指数呈显著正相关,相对侧枝角果数、相对总角果数可作为油菜薹花期抗旱性筛选指标,相对一次分枝数、相对株高也可作为初筛指标;同一材料在不同程度干旱胁迫下,其抗旱性表现有差别,4年共筛选出17份抗旱材料,抗旱性比较稳定的有3份,其中1份甘芥杂交后代材料抗旱性稳定且干旱条件下产量较高。

羽衣甘蓝×芥菜型油菜种间杂种再生和染色体加倍

以羽衣甘蓝和芥菜型油菜种间杂种(ZH201)(2=3x=ABC=27)为试验材料,以花序轴,果柄和子房为外植体,采用不同处理对其进行再生研究;对获得的再生试管苗用秋水仙素和二甲基亚砜进行处理,比较不同因素对染色体加倍的影响;对获得的三倍体和六倍体植株进行形态学和细胞学比较.结果表明:杂种植株再生频率从高到低依次为果柄、子房、花序轴,将外植体直接接种到分化培养基(MS+0.2 NAA+3.0 mg/L 6-BA 3.0 mg/L+5.0 mg/L AgNO3+0.6 mg/L GA3)上再生频率最高.在染色体加倍处理方面,以100 mg/L秋水仙素处理根尖24 h效果最好,获得的六倍体植株与三倍体相比,花朵颜色较深,花瓣较大,花药饱满,荚果能够正常生长,获得部分种子.在细胞学上,三倍体植株在花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ存在着大量单价体,后期Ⅰ、后期Ⅱ发现有大量染色体落后现象.六倍体植株中在花粉母细胞减数分裂后期Ⅰ、后期Ⅱ也发现有染色体落后现象,但是落后染色体比三倍体少.

甘蓝型油菜与埃芥种间杂种F_1的细胞学研究

对甘蓝型油菜黄褐籽品系881127、Y 173、Y 187与埃芥黄种皮品种:Dodola、216845的种间杂种F_1进行了细胞学研究。结果表明,杂种F_1根尖细胞染色体数2n=36,从细胞学上证实了该种间杂种F_1的杂种性质。杂种F_1花粉母细胞减数分裂行为异常,减数分裂中期Ⅰ形成较多的单价体(平均为16.06条),而配对二价体数目较少,平均只9.71条。染色体基本构型为(12—20)Ⅰ+(8—12)Ⅱ+(0—1)Ⅲ。花粉母细胞减数分裂末期,部分单价体形成落后染色体,导致小孢子退化,产生不育花粉。

显性核不育油菜的遗传与利用

对23号甘蓝型油菜细胞核雄性不育性的遗传研究结果发现:育性是由二对显性基因Ms和Rf互作控制的。其中Ms是显性不育基因,Rf是显性上位基因,它能抑制Ms不育基因不育性的表达,从而使育性恢复可育。根据其遗传学原理,不育株的基因型为Ms-rfrf,可育株的基因型为Ms-Rf-,msmsRf-和msmsrfrf,而可育株基因型为RfRf的植株可作为恢复系。利用兄妹交配(Msmsrfrf×msmsrfrf)和(Msmsrfrf×MsMsRfrf),其后代的育性分离都能稳定在1:1,前者称为杂合两型系,后者称为纯合两型系,若配(MsMsrfrf×msmsrfrf),其测交一代为全不育系Msmsrfrf。由于全不育系只能出现在测交一代,不能用回交保持,故把双隐性的msmsrfrf可育株称为临保系。

复果油菜新种质的创建和研究

通过甘蓝型油菜×白菜型油菜种间杂交和６个世代的鉴定选择，培育了甘蓝型复果油菜９０－１２和白菜型复果油菜９２－１６。对５００株以上群体抽样调查结果表明：它们的复果株率达１００％，单株复果率达４０％以上。尽管复果油菜的角果长度、每果粒数和千粒重随着果柄上结角数目增加而减少，但由于复果油菜的单株角果数比普通油菜多３３．２０％～５６．５５％，从而使复果油菜的单株产量较普通油菜增加２９．３８％～３５．２６％。甘蓝型油菜复果性状由３对隐性核基因控制。

甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥杂交F_1衍生后代的育性及性状变异

甘蓝型油莱与埃塞俄比亚芥杂种F_1衍生后代育性及性状变异的研究结果表明:(1)育性随世代的衍生而增加,植株育性从BCF_2的85.71％提高到BCF_3的99.36％;花粉育性从BC_1F_2的61.7％提高到BC_1F_3的72.6％。(2)植株经济性状随世代提高而不断改善。BC_1F_2和BC_1F_3的每角粒数分别为9.63和13.55粒,单株产量分别为13.62克和21.05克,但在BC_1F_3,种间杂种的遗传紊乱现象依然存在。(3)连续4个世代分离筛选,获得一些变异新类型,如无花瓣、黄种皮等。

甘蓝型油菜与蔊菜远缘杂交选育新品系的主要农艺及产量性状研究

甘蓝型油菜与蔊菜远缘杂交选育的结果表明:3F207-4、G0506-2、G0508-3、3F206-1和3F207-5等5个品系的农艺、产量和品质综合性状较好,特别是3F207-4、G0506-2、G0508-3等3个品系表现了较强的苗期营养生长优势和干物质累积能力,成熟收获期表现了较强的产量优势。

甘蓝型与芥菜型油菜种间杂交后代DH系抗旱性评价

为评价和利用种间杂交的抗旱新种质,以24份甘芥(甘蓝型油菜和芥菜型油菜)种间杂交后代DH株系为材料,在全生育期降水量约60mm的情况下,设置正常灌水、苗期干旱胁迫、薹花期干旱胁迫、角果生长期干旱胁迫4个处理,考察产量及与产量相关的4个农艺性状和5个品质性状,应用抗旱指数法、灰色关联度综合分析法结合聚类分析,筛选优异的抗旱种质资源。结果表明,多数甘芥杂交后代材料抗旱性均高于常规甘蓝型品种,其中角果生长期、苗期更显著,共获得10份抗旱性较强的材料,其中2份在全生育期抗旱性均较强。3个时期抗旱性相关分析表明,苗期和薹花期抗旱性显著相关,而角果生长期和苗期、薹花期的相关性不显著。在苗期、薹花期、角果生长期的任一时期发生干旱均能严重影响油菜地上部鲜重、株高、芥酸及油酸含量,同时薹花期发生干旱对产量影响最大,其次为苗期。植株在苗期、薹花期、角果生长期的抗旱性与地上部鲜重呈极显著正相关,薹花期抗旱性与株高呈极显著正相关。

埃塞俄比亚芥与白菜、芥菜间的可交配性

埃塞俄比亚芥作母本时较易与白菜型油菜和芥菜型油菜杂交受精,但绝大部分受精胚珠在发育过程中败育,很难获得成熟的杂种种子。反交中虽然受精频率下降,但可发育的受精胚珠较多,因此可交配性提高。在种间可交配性上,白菜型油菜和芥菜型油菜种群内存在着较大的遗传变异,某些品种(系)作母本时较易与埃塞俄比亚芥杂交产生后代,另一些则不然。筛选出的C08和J07两个品种(系)与父本埃塞俄比亚芥杂交时,每授粉一朵花能产生3—4粒杂种种子,具有较高的种间可交配性。