油菜不育系与菜心种间杂交后代花粉育性观察

    摘   要：菜心和油菜有AA组染色体相同，且其种间杂交有低度育性，为将油菜雄性不育基因转育到菜心上提供了条件。实验表明：杂交后代的花药不育率比较是F1代<BC1代<BC3代,在BC3代的群体植株测定中，不育比率为94.60%，接近BC2代植株不育率水平，说明在不断的回交过程中，植株的不育率越来越高并相对稳定。
      关键词：芸苔属   杂种优势利用   雄性不育系
      菜心是广东的重要蔬菜之一，但在炎热的气候条件下，品质下降严重。农业专家认为：杂种优势利用是克服以上问题的途径之一，但由于菜心还没有不育系，其杂种优势利用仍是空白。菜心和油菜有AA组染色体相同，且其种间杂交有低度育性，为将油菜雄性不育基因转育到菜心上提供了有利条件和可能，通过蕾期授粉进行油菜与菜心的种间杂交并获得杂种F1代。再通过与菜心回交及花药培养工作，探索将油菜的不育基因转移到菜心的转育途径和方法，为杂种优势利用提供科学依据和育种材料。培养菜心的不育系有现实的意义。
1   材料与方法
1.1   实验材料。由曾慕衡副教授引自陕西农科院的油菜不育系（品种编号为：2031）；由广州市蔬菜研究所提供的“四九”菜心，通过油菜与菜心杂交产生F1代；选F1代不育或低育性植株与菜心回交产生回交BC1代；选BC2代不育或低育性植株与菜心回交产生回交BC3代。
1.2   实验方法
1.2.1   花粉育性镜检。取F1代、BC1代和BC3代植株即将开花的穗或花序，选择花药已经伸长达 花蕾2/3的花朵来进行花粉育性鉴定。在高倍镜下观察花粉粒的形状和染色反应，
再计算各类不育花粉的百分率，并对观察数据进行平均数、标准差和差异显著性分析（F检验和SSR测验）。
1.2.2   花粉管检查方法。将1% 琼脂 + 蔗糖 10% + 硼酸（钠）0.1%加温溶解后，将溶液涂在载玻片上，把花粉撒下去，过1-2小时后，再观察，如花粉管变得膨大，则是可育的。
1.2.3   植株性状观察。在大田实验中对F1代、BC1代和BC3代植株的株型、分孽、植株开花时间、花药形态、色泽等性状进行观察比较。各选120株进行观察。
2   结果与分析
2.1   杂交及回交后代性状观察
　　植株外形观察发现：F1代群体植株外形较分散，不够壮实，容易倒伏，抗倒伏性不如BC1代、BC3代植株，但群体植株具有很好的营养生长优势，植株平均高达63cm，有较高产量；BC1代、BC3代植株外形较大，整齐度高，比较紧凑，具有农艺性状比较一致等优良性状，植株平均高达51cm和46cm，在对120株回交BC3代群体植株外形中，70-84株的植株外形表现已经与菜心相似。在大田实验中发现：杂交和回交后代植株侧芽生长快，产量高，收获期长，依靠侧芽生长可持续收获，收获期长达两个月，这在生产上是非常有利的。且菜色浓绿，净菜率高，食用口感、风味等都趋于菜心，具有较好的商品性，值得我们在生产上开展进一步的研究，以培养优良品种。
　　F1代植株开花时间都较长，开化时间比较分散，植株花形较小、颜色淡黄色；BC1代、BC3代植株的开花时间则相对集中，这有利于植株的授花受粉，这在生产是比较有利的。
2.2    杂交及回交后代花粉育性观察。各选有代表性的视野5个，取平均数计算。花粉育性观察及方差分析、差异显著分析如下表（表2-2-2、表2-2-3、表2-2-4）。注：以上数据为5次观察的平均数。备注：表中“*”表示差异性显著；“**”表示差异性极显著。
　　花粉育性镜检观察发现：杂交及回交后代的花粉粒基本是不染色，不规则的,属于碘败型；有极少部分的圆形、不染色花粉粒应是属于圆败型；花粉管检查情况中，没有找到膨大的可育花粉管。
　　在高倍镜下观察，各世代花粉粒都比较少，在表2-2-2中可看出，F1视野中平均只有51个花粉粒，BC1中平均只有58.4个花粉粒，BC3中平均只有65.8个花粉粒。F1代和BC1代可育花粉粒平均数为5.40个；BC3代平均花粉粒个数则为2.70个。不育花粉粒个数对比为：F1代不育花粉粒平均数为45.60个；BC1代不育花粉粒平均数为53个；BC3代平均花粉粒个数则为62.30个，不育花粉粒个数比较为F1代<BC1代<BC3代，说明在不断的回交过程中，植株的不育花粉粒越来越多，植株的不育性越来越明显。
　　不育率比较：F1代平均不育率为89．47%；BC1代平均不育率为90．83%；BC3代平均不育率为94．60%；不育率比较是F1代<BC1代<BC3代，进行显著差异性分析发现：回交后代与F1代相比不育性达到了极显著水平，这说明在不断的回交过程中，植株的不育率越来越高。
　　由表2-2-4可以清楚看出：该实验中，处理B与处理A无显著差异外，处理C与处理B、A间差异显著性达到a=0.01水平，具有极显著差异，即BC3代植株花药不育率与F1代和BC1代植株间有极显著差异，说明在连续的回交过程中，使不育率显著提高，达到了极显著的水平。
　　实验中测到BC3代植株花药的平均不育率为94．60%,接近BC2代植株花药的不育率93.04%，说明在连续的回交和人工选择过程，使不育率显著提高，达到了极显著的水平，且不育率相对稳定，到BC3代植株已经达到相对稳定的状态。因此，在生产上通过不断的回交和人工选择，很有可能培养出稳定的不育植株。
3    结论与讨论
　　本实验在进行大田的杂交和回交后代植株性状观察中，发现杂交和回交后代植株分孽生长能力强、侧芽生长快且多。在反复的实验中可发现杂交和回交后代植株侧芽生长速度也快，产量高，收获期长，依靠侧芽生长可持续收获，收获期长达60天，且杂交和回交后代植株菜色浓绿，净菜率高，商品性好。
　　在不育率比较实验中发现：F1代植株平均不育率为89．47%；BC1代平均不育率为90．83%；BC3代平均不育率为94．60%；不育率比较是F1代<BC1代<BC3代。经显著差异性分析，BC3代和BC1代与F1代相比不育性达到了极显著水平，这说明在不断的回交过程中，植株的不育率越来越高，不育性越来越明显。
　　回交BC3代植株花粉粒很少，花粉粒普遍不规则，不染色，植株花粉不育率平均为94．60%。经新复极差测验，BC3代植株花药不育率与F1代和BC1代植株不育率间有极显著差异，且回交BC3代植株花药的平均不育率已接近BC2代植株花药的不育率水平，说明在连续的回交和人工选择过程，使不育率显著提高，达到了极显著的水平，不育率相对稳定，到BC3代植株已经达到相对稳定的状态。因此在生产上通过不断的回交和人工选择，很有可能培养出稳定的不育植株。

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