利用青海白菜型油菜地方品种“大黄油菜”人工合成新型甘蓝型油菜的研究

我国春性甘蓝型油菜栽培历史较短（上世纪七十年代末以前主要种植白菜型和芥菜型），优质（低芥酸、低硫甙）甘蓝型春油菜品种资源少，且主要来自加拿大，因而遗传基础狭窄。青海大黄油菜是青海省白菜型油菜地方品种，分类上属白菜型南方油白菜变种，其籽粒特大，千粒重5-7g，种皮为纯黄色且遗传稳定、含油量高（41.09%）、自交亲和(亲和指数为11.85)、皮壳率低(12.8%)，同时具有较耐盐碱，抗裂果和抗倒伏的特点。利用青海大黄油菜和多份不同品种甘蓝人工合成甘蓝型油菜可以把青海大黄油菜的一些优异性状导入甘蓝型油菜，拓宽甘蓝型油菜遗传基础，获得具有黄籽、大粒、耐盐碱、抗倒伏等一项或多项优异性状的甘蓝型油菜新资源；同时利用细胞学、AFLP、cDNA-AFLP等技术揭示青海大黄油菜基因组AA与不同品种或亚种的甘蓝基因组CC异源多倍化后早期世代所发生的遗传变异规律。

本研究利用青海大黄油菜( QD，2n = 20，AA) 与几种不同的甘蓝( CC，2n = 18) 正反杂交， 辅以幼胚抢救、子房培养和染色体加倍技术人工合成甘蓝型油菜；通过人工甘蓝型油菜自交、与优质油菜品种杂交创建新型甘蓝型油菜资源。结果表明，通过胚抢救，以大黄油菜为母本的多个杂交组合获得 69 株杂种苗， 反交组合均未得到正常发育的胚；大黄油菜与中迟芥蓝杂交后的子房在 MS、 1 /2MS、MS + 0.2mg /L 6-BA 三种培养基中得胚率依次为15.5%、 8.9%和4.4%， 共获得24 个杂种胚， 而在 MS + 1.5mg /L 6-BA + 0.25mg /L NAA 分化培养基上角果内未发现成熟胚；染色体加倍处理结果表明，在培养基中添加100mg /L秋水仙素后加倍率最高( 59.4%～86.4%)。人工甘蓝型油菜在形态上介于双亲之间，自交亲和，平均亲和指数12.12。在人工甘蓝型油菜自交后代以及与优质油菜品种杂交后代筛选到千粒重>6克的材料30份。为了揭示人工甘蓝型油菜早期世代遗传和表观遗传变异规律，以A组合（大黄油菜×中花芥蓝）S0世代、B组合（大黄油菜×中迟芥蓝）S0和S1 2个世代人工甘蓝型油菜为材料，分别利用AFLP和MSAP技术检测基因组变化及甲基化模式变化情况，同时对B组合S3世代进行了AFLP和cDNA-AFLP分析。分子标记分析结果表明，16对引物在A组合S0扩增到523条带，其中4对引物扩增出9条变异带，变异带包括7条亲本缺失带和2条新增带，分别占S0总条带的1.33%和0.38%；45对AFLP引物在B组合双亲植株扩增到1 093条带，只有一对引物检测到一条父本带型在所有S0植株中缺失，约占S0总条带的0.09%；在B9子代F19-1～F19-16总共扩增得到1 092条带，变异带有10条，占总条带的0.915%，其中包括9条缺失带和一条新增带，9条缺失带全部位于C基因组。MSAP检测发现，B组合S0植株中有3个位点发生了甲基化模式的改变，全部位于A基因组，甲基化模式改变位点占总检测位点的1.37%。B组合B9植株从S0到S3代DNA和cDNA变异程度不一致，DNA水平的变异频率远远低于cDNA水平。研究还发现B组合S0世代一个植株出现可遗传的花色变异，推测该表型变异与B组合人工甘蓝型油菜中C基因组变异有关。