一種具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系及其選育方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于作物育種【技術(shù)領(lǐng)域】，特別公開了一種具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系及其選育方法。該具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系，其特征在于：所述保持系具有OguraA型雄性不育細(xì)胞質(zhì)，對具有OguraH型雄性不育細(xì)胞質(zhì)的不育系具有保持能力，所述保持系雌、雄性器官發(fā)育正常，自交結(jié)實性好，雄性不育系，雌蕊發(fā)育正常，雄蕊完全退化，無有效花粉。本發(fā)明打破了傳統(tǒng)保持系的選育范圍和方法，從具有Ogura細(xì)胞質(zhì)類型的可育植株中選育出了對Ogura細(xì)胞質(zhì)雄性不育系具有保持能力的保持系，進一步拓寬了保持系的選育范圍，對于進一步研究Ogura細(xì)胞質(zhì)雄性不育機理都具有十分重要的意義。
【專利說明】一種具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系及其選育方 法
[0001] (一）【技術(shù)領(lǐng)域】 本發(fā)明屬于作物育種【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持 系及其選育方法。
[0002] (二）【背景技術(shù)】 十字花科植物存在著明顯的雜種優(yōu)勢，由于是它們的花器較小，人工去雄操作費時費 力，且一次授粉獲得的雜交種子很少，為解決這一問題，育種工作者選用自交不親和系育 種，但自交不親和系易受環(huán)境等因素的影響，親和性不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)制種純度不高的現(xiàn) 象。利用植物雄性不育系進行雜交制種，較好地解決了自交不親和系制種的問題，并可提高 雜交種子的純度，增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，己成為國際種業(yè)的主要發(fā)展方向。
[0003] 目前在生產(chǎn)上使用的蘿卜雄性不育系，通常是由細(xì)胞質(zhì)基因和細(xì)胞核基因 共同互作，形成的一種雄性不育現(xiàn)象，蘿卜的不育細(xì)胞質(zhì)一般有0gura-CMS(orfl38)、 Kos-CMS(orfl25)和NWB-CMS等類型，但最常見的還是Ogura不育類型；在細(xì)胞核中由兩對 隱性基因控制，不育系基因型為S mslmslms2ms2，保持系基因型為Nmslmslms2ms2，（S為不育型細(xì)胞質(zhì)， N為正常細(xì)胞質(zhì)）。蘿卜雄性不育表現(xiàn)為花藥退化，或不能形成具有正常功能的花粉，而雌 蕊發(fā)育正常。保持系則具有正常的雄性和雌性器官，自交能正常結(jié)實，當(dāng)與不育系雜交時， 能夠保持不育系的不育性。
[0004] 蘿卜細(xì)胞質(zhì)雄性不育基因存在于線粒體DNA上，主要是由于線粒體基因組分子內(nèi) 或分子間頻繁重組所形成的異常嵌合基因造成的，目前研究認(rèn)為，Ogura不育類型雄性不育 的主控基因為orf 138，orf 138與線粒體基因組中具有正常功能的基因共轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生異常轉(zhuǎn) 錄本和翻譯產(chǎn)物，從而在花藥發(fā)育的某個時期干擾線粒體的正常功能發(fā)揮，最終導(dǎo)致雄性 不育現(xiàn)象的發(fā)生。線粒體基因組的轉(zhuǎn)錄和翻譯產(chǎn)物盡管只占整個細(xì)胞基因組產(chǎn)物的很少部 分，但其轉(zhuǎn)錄和翻譯情況比較復(fù)雜。當(dāng)用恢復(fù)系與不育系進行雜交時，恢復(fù)系中的恢復(fù)基因 能夠產(chǎn)生一種PPR蛋白，該蛋白抑制orf 138的表達(dá)，從而達(dá)到育性恢復(fù)的目的。
[0005] 到目前為止所知的蘿卜雄性不育類型中，Ogura雄性不育是導(dǎo)入率和穩(wěn)定性方面 最優(yōu)秀的不育材料，同時Ogura雄性不育也是目前研究最為深入的一種雄性不育材料，日 本學(xué)者Yamagishi通過對蘿卜野生種、栽培種等不育材料進行測序，將Ogura雄性不育基因 orfl38分為九個類型(如表1)。據(jù)有關(guān)資料研究，A型與F型具有相同的恢復(fù)和保持關(guān)系， 盡管有的堿基變異導(dǎo)致了氨基酸發(fā)生了變化，但目前通過試驗驗證，能夠明確導(dǎo)致雄性不 育的有A、B、D、F、Η型，其它類型還有待驗證。
[0006]表 1 :
【權(quán)利要求】
1. 一種具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系，其特征在于：所述保持系具有Ogura A型雄性不育細(xì)胞質(zhì)，對具有Ogura Η型雄性不育細(xì)胞質(zhì)的不育系具有保持能力，所述保持 系雌、雄性器官發(fā)育正常，自交結(jié)實性好，雄性不育系，雌蕊發(fā)育正常，雄蕊完全退化，無有 效花粉，其保藏號為Ρ201401。
2. -種具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系的選育方法，其特征為，包括如下步 驟：（1)選擇具有Ogura Η型雄性不育材料作母本；（2)選擇具有Ogura A型雄性不育細(xì) 胞質(zhì)的可能育植株作為擬選保持系材料；（3)對母本和擬選保持系材料進行細(xì)胞質(zhì)類型的 PCR分子標(biāo)記與片斷測序，保證兩者具有要求的Ogura細(xì)胞質(zhì)類型；（4)檢測PCR分子標(biāo) 記后的母本和擬選保持系材料，兩者存在堿基序列上的微小差別；（5)在紗網(wǎng)隔離條件下， 將母本材料和擬選保持系材料進行測交，同時擬選保持系材料進行自交；（6)下一季，先對 測交和自交所得的種子用溫水浸泡，然后放入紙基培養(yǎng)皿中，待種子萌動后進行春化處理， 將春化處理后的種子播種于隔離網(wǎng)室中，待開花后，對測交后代的雄性不育情況進行觀察 統(tǒng)計，選擇雄性不育率高的組合的不育株，繼續(xù)與選出該不育株的親本自交后代進行測交； (7)連續(xù)進行測交、自交和選擇不育株的工作，在測交中選擇保持能力高的單株進行測交選 擇，直到選育出保持率100%的保持系。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系的選育方法，其特 征在于：步驟（3)中，選用 Ogura 特異引物 0RF-F 5' -TTCAAATCCTGTCCCCGCACC-3' 和 0RF-R 5' -GCCTTACACCATTGGGATACTTC-3'，對母本和擬選保持系材料進行PCR分子標(biāo)記，每份材料 取5株，10個樣本在lOOObp前后的位置出現(xiàn)一條明亮、清洗的條帶，確定兩者結(jié)為Ogura細(xì) 胞質(zhì)類型，通過對PCR瓊脂糖凝膠割膠回收，進行分子測序，分別得到母本材料Ogura Η型 和擬選保持系材料Ogura Α型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系的選育方法，其特 征在于：步驟（4)中，母本材料Ogura Η型和擬選保持系材料Ogura A型在orf 138區(qū)段堿 基序列的第61和第99堿基上出現(xiàn)差異，母本材料在第61個堿基由A變?yōu)镃，第99個堿基 由A變?yōu)镚，兩者存在微小的差別。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系的選育方法，其特 征在于：步驟（5)中，每個測交組合的有效結(jié)莢數(shù)不少于10個，結(jié)籽粒數(shù)50粒以上，擬選保 持系自交的有效結(jié)籽數(shù)同樣在50粒以上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有Ogura雄性不育細(xì)胞質(zhì)的蘿卜保持系的選育方法，其特 征在于：步驟（6)中，先對測交和自交所得的種子每份取50粒，用35°C溫水浸泡3小時，然 后放入紙基培養(yǎng)皿中，待種子萌動后，放入2-4°C的冰箱中進行春化處理25天，將春化處理 后的種子播種于隔離網(wǎng)室中，待開花后，對測交后代的雄性不育情況進行觀察統(tǒng)計，選擇雄 性不育率高的組合的不育株，繼續(xù)與選出該不育株的親本自交后代進行測交，同時保證測 交和自交的結(jié)籽數(shù)量。
【文檔編號】A01H1/02GK104115754SQ201410094354
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】王校睦, 王俊峰, 白靜, 丁漢鳳, 孔維國, 李娜娜, 宮永超 申請人:山東省農(nóng)作物種質(zhì)資源中心