烏塌菜復(fù)等位基因雄性不育系的定向轉(zhuǎn)育

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1、精品論文 烏塌菜復(fù)等位基因雄性不育系的定向轉(zhuǎn)育 王秋實，馮輝，劉志勇 （沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，沈陽市 110161） 5 摘要：本研究設(shè)計了一個“定向轉(zhuǎn)育方案”轉(zhuǎn)育復(fù)等位基因雄性不育系，用以解決烏塌菜雜 種生產(chǎn)難題。以奶白菜復(fù)等位基因雄性不育系為不育源， 以烏塌菜高代自交系為目標品 系，利用連續(xù)回交的方法同時轉(zhuǎn)育不育性和其他植物學(xué)性狀。采用測交的方法鑒定植株基 因型。成功的將不育基因從 “S01”轉(zhuǎn)入“WT01”中，育成了新的烏塌菜雄性不育系， 其具有 100%不育度和 100%不育株率且植物學(xué)性狀與目標親本相似。由不育系 GMS-4 作為 10 母本配制了四個雜交組合

2、，從中選出一個最優(yōu)雜交組合 C1。 關(guān)鍵詞：蔬菜學(xué)；烏塌菜；核基因雄性不育；轉(zhuǎn)育 中圖分類號：S634.4 Directional transfer of a multiple-allele male sterile line in 15 Brassica campestris L. ssp. chinensis (L.) Makino var.rasularis Tsen et Lee Wang Qiushi, Feng Hui, LIU Zhiyong (Depertment of Horticuture, Shenyang Agricultural Unive

3、rsity, Shenyang, 110161) Abstract: To produce hybrid seeds of Wutacai (Brassica campestris L. ssp. chinensis (L.) Makino 20 var. rosularis Tsen et Lee), a “directional transfer program” was designed to breed the multiple-allele male sterile line of Wutacai. A multiple-allele

4、male sterile line of Naibaicai (Brassica campestris L. ssp. chinensis L., S01) was used as the male sterile resource, and an inbred line of Wutacai (WT01) was used as the target line. Recurrent backcrossing was employed to transfer the male sterility and other botanical traits simultane

5、ously, while the genotype was 25 identified through test crossing. The male sterility was successfully transferred from S01 to WT01. A new male sterile line, GMS-4, with similar botanical traits to WT01, a 100% sterility degree and a 100% sterility rate, was bred. Four hybrid combinations wer

6、e generated with GMS-4 as the female parent. One hybrid (C1) that contained the most desirable traits was developed from the new male sterile line. 30 Key words: Vegetable; Brassica campestris L. ssp. chinensis (L.) Makino var. rosularis Tsen et Lee; multiple-allele male sterile line; breeding

7、 0 引言 烏塌菜（Brassica campestris L. ssp. chinensis（L.）Makino var. rosularis Tsen et Lee）原產(chǎn)于 35 中國，是蕓薹屬白菜亞種的一個變種，廣泛分布于長江流域[1]。烏塌菜葉色墨綠，葉面褶皺 有光澤，蓮座葉排列緊密，成輪狀生長，外形美觀，有“葉牡丹”的美稱[2]。烏塌菜口感鮮嫩 爽脆，富含豐富的 Vc，因此被稱為“維他命”菜，同時含有豐富的胡蘿卜素、鈣、鐵、磷、 鋅等微量元素[3]。 烏塌菜是一種典型的兩性花異花授粉作物，雜種優(yōu)勢顯著[4]。于缺乏理想的雜交制種手 基金項目：高等學(xué)校博士學(xué)科

8、點專項科研基金(20092103110001) 作者簡介：王秋實(1983-)，女，博士研究生，主要研究方向：蔬菜遺傳育種 通信聯(lián)系人：馮輝（1961-），男，教授，主要研究方向：蔬菜遺傳育種. E-mail: fenghuiaaa@ - 10 - 40 段，目前生產(chǎn)上使用的品種為常規(guī)品種。雄性不育是開發(fā)利用雜種優(yōu)勢的一種重要手段[5-7]。 這種方法不僅能保證高質(zhì)量的雜交種純度，同時可以保護育種者的知識產(chǎn)權(quán)。許明和魏毓棠 [8]將 Ogura 細胞質(zhì)雄性不育性轉(zhuǎn)入烏塌菜中，不育性可達 100%，但是其存在種種缺陷，例 如葉片黃化，蜜腺退化，生長緩慢等，不能廣泛的應(yīng)用于雜交

9、種生產(chǎn)。馮輝[9]發(fā)現(xiàn)了大白菜 復(fù)等位雄性不育材料，并提出了“核復(fù)等位基因雄性不育遺傳假說” ，根據(jù)這一假說，不育 45 性受細胞核內(nèi)同一位點 Msf、Ms 和 ms 三個復(fù)等位基因控制。其中，Ms 為不育基因，Msf 為恢復(fù)基因，ms 為可育基因。三者之間的顯隱關(guān)系為 Msf>Ms>ms。甲型“兩用系”不育株基 因型為“MsMs”，可育株基因型為“MsfMs”，臨時保持系基因型為（msms）。用甲型“兩用系” 內(nèi)不育株（MsMs）與臨時保持系（msms）雜交，即可獲得具有 100%不育株率的雄性不育系 （MsMsmsms→Msms）。甲型兩用系可通過系統(tǒng)內(nèi)不育株與可育株兄妹交的方式來保

10、存 50 （MsMs MsfMs → MsMs, MsfMs）(圖 1)。這種不育材料以不育性穩(wěn)定和完全不育為特 征，并且沒有細胞質(zhì)的負面影響。徐巍[10]以該假說為依據(jù)，將青梗白菜復(fù)等位雄性不育轉(zhuǎn)入 烏塌菜中，育成了具有 100%不育率的烏塌菜核不育系，然而這一不育系是由兩個不同親本轉(zhuǎn) 育而成，遺傳背景存在較大差異，使得由此不育系配成的 F1 代雜交種整齊度差。 本研究旨在找到適當?shù)姆椒▉磙D(zhuǎn)育烏塌菜不育系。采用了新的不育材料奶白菜核復(fù)等位 55 基因雄性不育系為不育源，設(shè)計了“定向轉(zhuǎn)育方案”來轉(zhuǎn)育烏塌菜不育系。 圖 1

11、 大白菜復(fù)等位基因雄性不育系遺傳模式 Fig.1. Genetic model for multiple-allele male sterile line in Chinese cabbage 1 材料方法 60 1.1 材料 本研究所用材料均由遼寧省十字花科蔬菜重點實驗室提供。采用奶白菜不育系 S01 為不 育源和測交材料。烏塌菜高代自交系 TW01 為待轉(zhuǎn)育親本。品比實驗選用四個性狀優(yōu)良、穩(wěn) 定遺傳的烏塌菜常規(guī)品種的高代自交系 P1、P2、P3、P4 為父本，以日本品種‘Vitamin’為 對照。 65 1.2 方法 本試驗于 2008~2011 年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝研

12、究基地進行。每年完成兩個有性世代繁 殖。春季在日光溫室播種育苗，待真葉長到 6~7 片時，移栽至 22cm 直徑泥盆中，5 月末開 花授粉，采用套袋隔離，常規(guī)手工授粉技術(shù)。秋冬季利用日光溫室加代。種子在 2C 冰箱中 春化 25 天。測交鑒定的材料春花后直接在穴盤中育苗，不需要移栽定植，待到抽薹開花直 70 接進行育性鑒定。 采用常規(guī)有性雜交、自交、回交和測交方法實施轉(zhuǎn)育。在每一個回交世代選擇與輪回親 本植物學(xué)性狀相似的植株。 樣本容量和適合性測驗分別采?、?、②兩式。 ①樣本容量公式:n ≥ log（0.01）/log(1-p) 75 ② 有育性分離的進行卡平方測定考查其適合

13、性：X2= ∑ (O－E)2/E 其中 p 為出現(xiàn)的概率，O 為實測值，E 為理論值。 采用化學(xué)方法對葉片營養(yǎng)成分進行測定：包括 VC、可溶性糖、蛋白質(zhì)、有機酸、粗纖維含 量以及微量元素含量。VC 含量的測定采用分光光度計法[11]；可溶性糖含量的測定采用蒽酮 法[12]；蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮蘭 G-250 法[13]；有機酸含量的測定采用酸堿滴定法； 80 粗纖維含量的測定采用酸堿洗滌法[14]；微量元素的測定采用原子吸收分光光度法[15]。 2 結(jié)果與分析 2.1 烏塌菜待轉(zhuǎn)育品系 WT01 基因型的確定 根據(jù)“大白菜核不育復(fù)等位基因遺傳假說”，普通可育品系在核

14、不育位點上的基因型有 4 種：MsfMsf、msms、Msfms 和 MsfMs，由于 MsfMs 基因型在育種過程中發(fā)生性狀分離而被淘 85 汰，剩余 3 種基因型可以通過與甲型兩用系不育株（MsMs）雜交后代的育性分離比率加以 鑒別。 以奶白菜甲型兩用系不育株（MsMs）為母本，與烏塌菜待轉(zhuǎn)育品系 WT01 雜交， F1 代 45 株全部為可育株，證明待轉(zhuǎn)育品系‘WT01’的基因型為 MsfMsf （圖 2）。 90 圖 2 TW01 基因型鑒定 Fig. 2 Genotype identification of the target line TW01

15、2.2 定向轉(zhuǎn)育遺傳模式 按照可育品系基因型測定的結(jié)果設(shè)計定向轉(zhuǎn)育遺傳模式，選擇基因型為 Msms 的奶白菜 95 不育系為不育源，基因型為 MsfMsf 的目標品系作為輪回親本。不育源與烏塌菜親本雜交后， 以“甲型兩用系方向”來表示各回交世代中用于篩選甲型兩用系的群體，同樣，“臨時保持系 方向” 用來表示各回交世代中用于篩選臨時保持系的群體。如圖 3 所示。 100 105 110 圖 3 烏塌菜復(fù)等位基因雄性不育系定向轉(zhuǎn)育模式 Fig. 3. Genetic model for directional

16、transfer of the multiple allele male sterile line in Wu ta cai 2.3 轉(zhuǎn)育結(jié)果分析 如表 3 所示，不育系（Msms）與輪回親本（MsfMsf）雜交后，F(xiàn)1 后代基因型有 MsfMs 和 Msfms 兩種，鑒定的方法是：隨機選取 7 株 F1 代植株自交獲得的 F2 群體。根據(jù) F2 群體植 株育性分離比率來確定 F1 代植株基因型。結(jié)果見表 1。 表 1 F2 代植株可育與不育分離比率 代號 可育株/ 不育株 理論分離比率 0.05, 1 (S01WT01)-1? 50/0 All ferti

17、le Msfms MsfMsf, Msfms, msms (S01WT01)-2? 35/13 3:1(0.111) MsfMs MsfMsf, MsfMs, MsMs (S01WT01)-3? 36/12 3:1(0.000) MsfMs MsfMsf, MsfMs, MsMs (S01WT01)-4? 39/14 3:1(0.057) MsfMs MsfMsf, MsfMs, MsMs (S01WT01)-5? 46/0 All fertile Msfms MsfMsf, Msfms, msms (S01WT01)-6?

18、 49/0 All fertile Msfms MsfMsf, Msfms, msms (S01WT01)-7? 39/16 3:1(0.491) MsfMs MsfMsf, MsfMs, MsMs Tab 1. Segregation ratio for fertility and sterility in the F2 generation (X2 = 3.84) F1 植株基因型 F2 群體基因型 115 同時這 7 株 F

19、1 植株與輪回親本回交來建立 BC1 群體。根據(jù) F1 植株基因型鑒定結(jié)果將 BC1 代的植株分為甲型兩用系方向和臨時保持系方向（表 2）。在下一世代中，從 BC1 代兩 個方向的群體中各選出 7 株植株分別與輪回親本回交，同時這些植株與 S01 測交鑒定基因型， 即得到了 BC2 群體。在 BC2 群體中，選擇基因型為 MsfMs 和 Msfms 的植株繼續(xù)進行回交轉(zhuǎn) 育，即 BC2 代兩用系方向 MsfMs 植株和臨時保持系方向 Msfms 植株被保留，淘汰 MsfMsf 植 株（表 3）。測交鑒定遺傳模式如圖 4。按照這一程序，選育出 BC3，BC4 代甲型兩用系方 向和臨

20、時保持系方向。 120 Fig. 4. Genetic model for test cross 表 2 BC1甲型兩用系方向和保持系方向的鑒定 Tab 2. Identification of the AB line direction and temporary maintainer direction in BC1 125 回交一代 轉(zhuǎn)育方向 F1 植株基因型 BC1 植株基因型 (S01WT01)-1WT01 保持系方向 Msfms MsfmsMsfMsf (

21、S01WT01)-2WT01 兩用系方向 MsfMs MsfMsMsfMsf (S01WT01)-3WT01 兩用系方向 MsfMs MsfMsMsfMsf (S01WT01)-4WT01 兩用系方向 MsfMs MsfMsMsfMsf (S01WT01)-5WT01 保持系方向 Msfms MsfmsMsfMsf ( S01WT01)-6WT01 (S01WT01)-7WT01 保持系方向 兩用系方向 Msfms MsfMs MsfmsMsfMsf MsfMsMsfMsf 表 3 BC2 代植株 MsfMs 基因型和 Ms

22、fms 基因型的鑒定 Tab 3. Genotype identification results of MsfMs and Msfms in the BC2 generation 可育株/ 代號 理論分離比率  植株基因型 (X 不育株 2 0.05, 1 = 3.84) S01 (BC1-4WT01)-1 49/0 All fertile MsfMsf S01( BC1-4WT01)-2 23/27 1:1(0.320) MsfMs S01 (BC1-4WT01)-3 46/0 All fertile MsfMsf S

23、01 (BC1-4WT01)-4 42/0 All fertile MsfMsf S01 (BC1-4WT01)-5 20/27 1:1(1.160) MsfMs S01( BC1-4WT01)-6 22/26 1:1(0.400) MsfMs S01 (BC1-4WT01)-7 49/0 All fertile MsfMsf S01 (BC1-5WT01)-1 48/0 All fertile MsfMsf S01 (BC1-5WT01)-2 45/0 All fertile MsfMsf S01 (BC1-5WT01)-3 43/0 Al

24、l fertile MsfMsf S01 (BC1-5WT01)-4 48/0 All fertile MsfMsf S01 (BC1-5WT01)-5 40/17 3:1(0.708) Msfms S01 (BC1-5WT01)-6 38/14 3:1(0.103) Msfms S01 (BC1-5WT01)-7 46/0 All fertile MsfMsf 130 表 4 所列為烏塌菜各回交世代入選的植株基因型鑒定結(jié)果，測交結(jié)果接近理論分離比率 同時植物學(xué)性狀與親本相似的植株入選。經(jīng) 4 次連續(xù)回交后，每個方向選 7 株植株自交，

25、同 時測交。根據(jù)測交結(jié)果，選擇基因型為 MsfMs 和 Msfms 植株的自交后代作為目標群體，來 篩選甲型兩用系和臨時保持系（表 5）。 135 表 4 雄性不育系定向轉(zhuǎn)育過程中各個世代入選植株基因型的鑒定結(jié)果 Tab 4. Genotype identification of selected plants in each backcross generation during transfer of the male sterile line 回交代號 植株代號 可育株/ 理論分離比率 不育株 (X2 = 3.84) 植株基因 0.

26、05, 1 39/14 3:1(0.057) MsfMs BC1 (F1WT01)-4 BC2 ( BC1WT01)-6 22/26 1:1(0.400) MsfMs BC3 (BC2WT01)-7 24/22 1:1(0.087) MsfMs BC4 (BC3WT01)-6 24/23 1:1(0.021) MsfMs BC1 (F1WT01)-5 46/0 All fertile Msfms BC2 ( BC1WT01)-6 38/14 3:1(0.103) Msfms BC3 (BC2WT01)-1 39/14 3:1(

27、0.057) Msfms BC4 (BC3WT01)-7 38/15 3:1(0.308) Msfms 型 140 表 5 BC4 代自交后代基因型的鑒定 Tab 5. Genotype identification of progenies from BC4 selfing 轉(zhuǎn)育方向 自交組合 測交結(jié)果 理論分離比率 (X 可育/不育 2 0.05, 1 植株基因型 = 3.84) 兩用系方向 BC4-6? 25/23 1:1(0.083) MsfMsf, MsfMs, M

28、sMs 保持系方向 BC4-7? 39/10 3:1(0.551) MsfMsf, Msfms, msms 145 150 在甲型兩用系方向植株 MsfMs 的自交群體中，存在三種基因型，包括 MsfMsf, MsfMs 和 MsMs，表現(xiàn)為 3：1 的育性分離比率。隨機選擇 5 株可育株（MsfMsf，MsfMs）分別與不育 株（MsMs）兄妹交，若兄妹交后代群體植株育性表現(xiàn)為 1:1 分離，則該兄妹交群體即為回 交 4 代甲型兩用系（表 6），在臨時保持系方向植株 Msfms 的自交群體中也存在 3 種基因型， 即

29、 MsfMsf, Msfms 和 msms, 表現(xiàn)型為全可育。隨機選擇 16 株自交，同時與甲型兩用系方向 的不育株（MsMs）測交，測交后代全不育者，證明被測植株的基因型是 msms，即回交 4 代臨時保持系（表 7）。 挑選甲型兩用系中的優(yōu)秀植株與保持系雜交，即獲得了烏塌菜復(fù)等位雄性不育系， GMS-4（表 8）。 表 6 甲型兩用系方向兄妹交基因型鑒定 Tab 6. Genotype identification of sib mating in the AB line direction 不育株/ 代號 理論分離比率  植株基因型 (X 可

30、育株 2 0.05, 1 = 3.84) A-s-1B-f -1 25/24 1:1(0.020) MsfMs A-s-1B-f-2 27/23 1:1(0.320) MsfMs A-s-1B-f-3 49/0 All fertile MsfMsf A-s-1B-f-4 50/0 All fertile MsfMsf A-s-1B-f-5 22/26 1:1(0.333) MsfMs 注： A-s 代表 BC4-6自交后代中的不育株；B-

31、f 代表 BC4-6 自交后代中的可育株。 155 160 表 7 臨時保持系方向植株基因型的鑒定 Tab 7. Genotype identification of the temporary maintainer line direction 不育株/ 代號 理論分離比率  可育株基因型 (X 可育株 2 0.05, 1 = 3.84) A-s-2(BC4-7?)-1 26/23 1:1(0.184) Msfms A-s-2(BC4-7?)-2 50/0 All fertile MsfMsf

32、A-s-2(BC4-7?)-3 29/21 1:1(1.280) Msfms A-s-2(BC4-7?)-4 0/45 All sterile msms A-s-2(BC4-7?)-5 25/22 1:1(0.191) Msfms A-s-2(BC4-7?)-6 0/44 All sterile msms A-s-3(BC4-7?)-7 27/26 1:1(0.019) Msfms A-s-3(BC4-7?)-8 48/0 All fertile MsfMsf A-s-3(BC4-7?)-9 20/26 1:1(0.783) Msfms A

33、-s-3(BC4-7?)-10 22/27 1:1(0.510) Msfms A-s-3(BC4-7?)-11 22/26 1:1(0.333) Msfms A-s-4(BC4-7?)-12 0/44 All sterile msms f f A-s-4(BC4-7?)-13 49/0 All fertile Ms Ms f f A-s-4(BC4-7?)-14 42/0 All fertile Ms Ms A-s-4(BC4-7?)-15 24/27 1:1(0.176) Msfms 4 A-s-4(BC -7?)-16 25/23

34、 1:1(0.083) Msfms 165 表 8 烏塌菜雄性不育系基因型鑒定 Tab 8. Genotype identification of the male sterile line of Wutacai 代號 組合 不育株/ 理論分離比率  植株基因型 (X 可育株 2 0.05, 1 = 3.84) 170 GMS-4 A-s-2(BC4-7?)-4 0/45 All sterile Msms 2.4 雄性不育系不育性的評估 為了評價烏塌菜不育系的

35、“不育度”，從 100 棵植株中隨機選擇 1000 朵花（每株每花序 10 朵，其余去除）套袋隔離，防止外界授粉。記錄由授粉袋內(nèi)花朵所結(jié)種莢數(shù)。為了評估“不 育率”，種植 100 株 GMS-4 植株，記錄每棵植株花朵育性（有花粉的植株）。結(jié)果表明，GMS-4 不育性穩(wěn)定且徹底，具有 100%不育度和 100%不育株率。 圖 9 GMS-4 的育性鑒定 Tab 9. Fertility identification of GMS-4 in the Wutacai 不育系 總花數(shù) 結(jié)種子數(shù) 不育度 總株數(shù) 可育植株 不育率 GMS-4 1000 0 100%

36、 100 0 100% 175 2.5 雜交組合產(chǎn)量分析 采用隨機區(qū)組實驗調(diào)查小區(qū)產(chǎn)量，小區(qū)面積 3m1.5m，株行距 30 cm 50 cm。利用新 育成的 GMS-4 作為母本與四個優(yōu)良自交系 P1, P2, P3, P4 雜交，獲得四個雜交組合。進行品比 實驗。‘Vitamin’ 品種作為對照。方差分析結(jié)果如表 10 所示，處理間達到極顯著差異水平。 采用新復(fù)極差法進行多重比較，結(jié)果表明 C4 和 C1 組合產(chǎn)量極顯著高于對照，小區(qū)產(chǎn)量分 別達到 15.81 kg，14.82 kg。 180 圖 10 烏塌菜雜交組合小區(qū)產(chǎn)量

37、 Tab 10. Plot yields of hybrid combinations in Wutacai Replication  Plot yield Code Combination  Ⅰ Ⅱ Ⅲ kg/4.5m2 CK vitamin C1 GMS-4P1 C2 GMS-4P2 C3 GMS-4P3 C4 GMS-4P4 10.80 15.54 10.16 11.94 16.86 9.00 14.31 11.61 13.36 15.41 10.80 14.61 9.48 15.36

38、15.15 10.20 14.82 ** 10.42 13.55 * 15.81 ** 185 注：*顯著差異水平 5%，**顯著差異水平 1%。 2.6 雜交組合品質(zhì)分析 每個小區(qū)隨機采集樣本（葉片），三次重復(fù)，采用化學(xué)方法進行成分分析。方差分析結(jié) 果表明，處理間達到極顯著差異水平。烏塌菜各雜交組合營養(yǎng)成分整體處于較高水平，但是 某些成分含量低于對照。在四個雜交組合中，C1 組合表現(xiàn)較為突出，蛋白含量，維生素 C 含量顯著高于對照水平，可溶性糖含量顯著高于其他組合但低于對照水平，有機酸含量和粗 纖維含量顯著低于對照水平，而

39、且微量元素含量也處于較高水平。 表 11 烏塌菜雜交組合成分分析 Tab 11. Components analysis of hybrid combinations in Wutacai Soluble sugar （g/100 g）  Protei n mg/1 0g  Vc mg/100 g 201.37  Organ ic acids %  mg/10 0g mg/10 0g mg/10 0g mg/10 0g mg/10 0g 21.251 5.316 0.542 10.612 0.165 20.9

40、20 6.231 0.291 10.824 0.144 ** ** 18.828 5.446 0.331 10.498 0.370* ** * 15.913 4.548 0.275 10.670 ** 0.115 13.409 6.510 0.379 11.076 0.320* ** ** * Crude K fiber %  P Fe  Ca Zn CK 1.756 3.493 3.660 C1 1.761* ** C2 1.570

41、 3.464 3.591 C3 1.750 ** C4 1.545 3.424  3 229.342 ** 186.11 7 198.83 0 191.20 3 0.328 4.798 0.194 4.096 5.916* 0.176 * 0.145 3.914 5.440 0.254 ** 190 注：*顯著差異水平 5%，**顯著差異水平 1%。 3 結(jié)論 不育性穩(wěn)定且完全不育的不育系非常適合于十字花科蔬菜的育種，而且潛在的雜種優(yōu)勢 已有報道[6]。對于具有這些特性的復(fù)等位基

42、因雄性不育系的育種研究工作已經(jīng)被實施，并且 195 200 205 210 215 220 225 230 235 240 幾乎在所有的大白菜生態(tài)型中獲得成功[16-19]。這類不育性也適用于其他的蕓薹屬亞種蔬菜作 物，包括小白菜[20-23]（B. campestris L. ssp. chinensis），中國菜心[25]（B. campes

43、tris ssp. parachinensis），和紫菜薹等[25]（B. campestris ssp. chinensis var. purpurea Hort.）。然而具有 完全不育性且植物學(xué)性狀與目標親本相似的烏塌薹不育系至今未見報道。在本研究中，按照 “定向轉(zhuǎn)育計劃”，奶白菜復(fù)等位雄性不育基因被成功的轉(zhuǎn)入烏塌菜中。獲得了具有 100%不 育度和 100%不育株率的烏塌菜核復(fù)等位基因雄性不育系 GMS-4。 定向轉(zhuǎn)育是烏塌菜雄性不育系轉(zhuǎn)育過程中的關(guān)鍵。因為烏塌菜不育系本身相當于雜交 種，再配制雜交組合相當于三交種，為了保證整齊度，在轉(zhuǎn)育不育基因的同時要兼顧植物學(xué) 性狀和經(jīng)濟性狀的轉(zhuǎn)育

44、[26]。按照“定向轉(zhuǎn)育計劃”，在連續(xù)的回交之后， “兩用系”和“保持系” 相當于姊妹系，與目標品系具有相似的植物學(xué)性狀。因為具有相似的遺傳背景，由此系統(tǒng)育 成的雄性不育系的遺傳特性非常穩(wěn)定。進一步講，由此不育系配成的雜交種具有較高整齊度。 一個具有高品質(zhì)且具有與目標品系植物學(xué)性狀相近的不育源材料是轉(zhuǎn)育優(yōu)良不育系的 前提。本研究也選擇了一個蕓薹屬亞種蔬菜，奶白菜為雄性不育源。奶白菜具有葉色濃綠， 葉片褶皺有光澤，味道鮮美，營養(yǎng)豐富等特點。由于不育源與目標品系之間具有許多相似之 處，使得轉(zhuǎn)育進程大大加快。 回交世代的選擇對于定向轉(zhuǎn)育的影響也十分重要?；亟淮鷶?shù)不足，達不到定向轉(zhuǎn)育效果， 回交

45、代數(shù)過多，易造成自交衰退現(xiàn)象。因此在定向轉(zhuǎn)育進程中，回交代數(shù)應(yīng)當由回交群體與 目標品系的相似度來確定。本實驗中，經(jīng)過 4 次回交轉(zhuǎn)育成的不育系 GMS-4，在植物學(xué)性 狀上與 WT01 近乎一致，且沒有任何衰退現(xiàn)象。對于烏塌菜定向轉(zhuǎn)育不育系而言，回交 4 次是一個合適的選擇。 以 GMS-4 為母本生產(chǎn)的雜交組合表現(xiàn)出顯著的雜種優(yōu)勢，而且雜交組合的營養(yǎng)成分含 量也達到商業(yè)生產(chǎn)所需水平。一些雜交組合間產(chǎn)量達到了極顯著差異水平。C4 產(chǎn)量最高， 隨后依次是 C1,C3,C2。與對照相比較，由高到低順序依次增產(chǎn) 54.9%，45.3%，32.8%和 2.2%。 類似的產(chǎn)量雜種優(yōu)勢在其他蕓薹屬作物

46、中也有報道[27-29]。由不育系配成的雜交組合的營養(yǎng)成 分含量高于常規(guī)品種的平均水平[3, 30-31]。成分分析實驗結(jié)果顯示在各處理間均達到極顯著差 異水平。C1 組合大部分營養(yǎng)成分含量極顯著高于對照，有機酸含量和粗纖維含量低于對照 說明其口感更好。因此，綜合考慮產(chǎn)量和品質(zhì)因素，選出一個最優(yōu)組合 C1。 [參考文獻] (References) [1] 李署軒.中國蔬菜百科全書(蔬菜卷)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1990. [2] 李振英. 稀有蔬菜栽培技術(shù)[M]. 北京：科學(xué)技術(shù)出版社，2000. [3] 舒英杰，周玉麗. 中國烏塌菜研究[J]. 安徽師范學(xué)院學(xué)報，

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