利用異源六倍體(ArArAnAnCnCn)與甘藍種間雜交合成甘藍型油菜的新方法

岳 芳 汪 雷 陳燕桂 忻曉霞 李勤菲,2 梅家琴 熊志勇,* 錢 偉,*

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利用異源六倍體(ArArAnAnCnCn)與甘藍種間雜交合成甘藍型油菜的新方法

岳 芳1,**汪 雷1,**陳燕桂1忻曉霞3李勤菲1,2梅家琴1熊志勇3,*錢 偉1,*

1西南大學農(nóng)學與生物科技學院, 重慶 400715;2西南大學園藝園林學院, 重慶 400715;3內(nèi)蒙古大學生命科學學院, 內(nèi)蒙古呼和浩特 010021

利用親本種的遺傳變異是改良油菜的重要途徑, 本研究提出一種利用甘藍拓寬甘藍型油菜遺傳多樣性的新方法。以甘藍型油菜(AnAnCnCn)品種中雙11號為母本, 與白菜型油菜(ArAr)品系SWU07雜交, 經(jīng)染色體加倍獲得異源六倍體(ArArAnAnCnCn), 再與甘藍(CoCo)雜交, 創(chuàng)建出具有親本種遺傳成分的新型甘藍型油菜(ArAnCnCo)。該六倍體連續(xù)3個世代核型穩(wěn)定, 各世代中的自交和自由授粉結(jié)實率無顯著差異, 花粉育性在94.6%~98.8%之間, 3個世代自交平均結(jié)實率為每角果5.47粒, 自由授粉平均結(jié)實率為每角果7.93粒; 各世代六倍體(ArArAnAnCnCn)與不同類型甘藍雜交平均結(jié)實率分別為每角果0.05、0.04、0.05粒, 世代間無顯著差異, 且六倍體與栽培、野生甘藍雜交結(jié)實性無顯著差異, 可交配性不受六倍體世代及甘藍類型的影響。盡管該六倍體與甘藍可交配性較低, 但仍可在田間條件下成功雜交, 獲得新型甘藍型油菜(ArAnCnCo), 表明以ArArAnAnCnCn六倍體為橋梁與甘藍雜交, 是一種有效導入甘藍遺傳成分、創(chuàng)建新型甘藍型油菜的新方法。

甘藍型油菜; 白菜型油菜; 甘藍; 異源六倍體; 可交配性

甘藍型油菜(, AnAnCnCn, 2= 38)是由白菜型油菜(, ArAr)與甘藍(, CoCo)種間雜交, 染色體自然加倍而來的一種復合種[1-4]。白菜型油菜(, AA, 2= 20)作為甘藍型油菜的親本之一, 是一種古老的油料作物和蔬菜作物, 有著6000多年的種植史。在甘藍型油菜引入之前, 全國范圍內(nèi)廣泛種植白菜型油菜, 它具有含油量高、生育周期短、耐低溫、耐貧瘠等特點。甘藍(, CC, 2= 18)具有豐富的遺傳多樣性及許多優(yōu)良的抗性特點。甘藍型油菜的遺傳資源比兩個親本種(白菜和甘藍)狹窄[1]。利用親本種豐富的遺傳資源是拓寬和改良現(xiàn)有甘藍型油菜的一個重要途徑[5]。導入親本種的遺傳成分不僅能拓寬甘藍型油菜的遺傳基礎, 而且能將親本種的優(yōu)良性狀導入甘藍型油菜, 提高雜種優(yōu)勢利用水平[6-13]。通過兩個親本種間雜交人工合成甘藍型油菜的方法已被廣泛采用[14-16]。然而, 2個親本種的遺傳距離較遠, 生殖隔離較大[17], 遠緣雜交存在雜種胚發(fā)育障礙, 人工合成甘藍型油菜非常困難, 常需要經(jīng)過胚挽救、染色體加倍等繁雜的過程, 其育種效率低。Ripley等[18]利用甘藍型油菜與甘藍雜交, 成功將甘藍的自交不親和性導入甘藍型油菜。研究人員也利用白菜遺傳資源來拓寬現(xiàn)有甘藍型油菜遺傳背景[5,7,10,19]。Zhou等[20]發(fā)現(xiàn)甘藍型油菜與白菜型油菜雜交親和性較強, 且后代中容易得到甘藍型油菜個體。Qian等通過白菜型油菜和甘藍型油菜雜交再與白菜雜交, 經(jīng)過篩選獲得了白菜基因組滲入的新型甘藍型油菜[7,24]。但是這種方式常常需要經(jīng)過多世代的回交或自交, 花費時間長, 會出現(xiàn)非整倍體, 且最初親本的遺傳成分易丟失[7,20]。Mei等[21]利用六倍體(AnAnCnCnCoCo)為橋梁, 成功從六倍體與油菜的BC1F2代中選育出含甘藍抗菌核病遺傳成分、抗性水平比油菜親本顯著提高且結(jié)實性良好的甘藍型油菜。Li等[19]提出將甘藍型油菜和甘藍雜交, 經(jīng)染色體加倍處理獲得異源六倍體(AnAnCnCnCoCo), 以此為橋梁與白菜型油菜(ArAr)雜交, 獲得了具有白菜遺傳成分的新型甘藍型油菜。受前人研究啟發(fā), 本研究利用六倍體(ArArAnAnCnCn)為橋梁與大量甘藍雜交, 試圖不經(jīng)染色體加倍, 只通過一步雜交就將親本種優(yōu)良遺傳性狀導入甘藍型油菜, 并利用甘藍廣泛的遺傳資源, 改良現(xiàn)有甘藍型油菜遺傳背景。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

利用甘藍型油菜中雙11號和白菜型油菜SWU07雜交, 經(jīng)染色體加倍合成異源六倍體(ArArAnAnCnCn),再與18份栽培甘藍及14份野生甘藍雜交, 創(chuàng)建新型甘藍型油菜(ArAnCnCo)(圖1)。

1.2 試驗方法

1.2.1 六倍體的創(chuàng)建 以甘藍型油菜中雙11號為母本, 花期剝蕾去雄, 授予白菜型油菜SWU07的花粉, 對雜種后代進行染色體加倍處理[22]。以親本甘藍型油菜和白菜型油菜為參照, 對加倍處理后的材料進行苗期和花期的表型考察, 并提取候選株葉片DNA, 用親本種間存在多態(tài)性的SSR引物(表1)對雜交后代進行分子標記檢測, 鑒定真假雜種; 在晴朗天氣, 選取當天將要開放的未被污染的3朵花, 滴一滴1%醋酸洋紅染液觀察花粉育性[23]; 于初花期摘取各材料1~2 mm幼嫩花蕾, 經(jīng)卡諾氏固定液處理后, 進行熒光原位雜交(fluorescent in situ hybridization, FISH), 觀察候選六倍體的染色體數(shù)目[24]。

1.2.2 異源六倍體結(jié)實性調(diào)查及與甘藍的可交配性檢測 對鑒定出的S0代六倍體材料進行套袋自交,于收獲時在自交套袋分枝和自由授粉分枝上分別從下到上連續(xù)摘取20個角果, 統(tǒng)計每角粒數(shù), 調(diào)查結(jié)實性。

將鑒定后的六倍體與不同類型甘藍正反交。正交中, 以六倍體為母本, 授以18份栽培甘藍、14份野生甘藍的花粉; 反交中, 將六倍體花粉授在10份栽培甘藍及2份野生甘藍上。統(tǒng)計各組合間授粉數(shù), 套袋生長一周后去除雜交袋, 任角果自然生長, 成熟期統(tǒng)計角果數(shù)及所得雜交種子數(shù), 用以衡量可交配性。結(jié)角率=存活角果數(shù)/雜交授粉數(shù), 每角粒數(shù)=獲得雜種種子總粒數(shù)/存活角果數(shù)。分別取授粉后6 h的柱頭, 按照Li[19]的方法經(jīng)苯胺藍熒光染色后在熒光顯微鏡下觀察花粉與柱頭的親和性反應。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用每角果粒數(shù)來衡量可交配性, 可交配性=飽滿種子數(shù)/角果數(shù); 結(jié)角率=角果數(shù)/授粉數(shù); 對數(shù)據(jù)采用SAS version 6.07 (SAS Institute)軟件進行方差分析(ANOVA)和相關(guān)性分析。

圖1 新型甘藍型油菜的育成路徑

2 結(jié)果與分析

2.1 異源六倍體的獲得與鑒定

甘藍型油菜與白菜型油菜可交配性強, 二者間雜交的每角粒數(shù)平均達19粒。將這些雜種發(fā)芽成苗后經(jīng)秋水仙素處理, 獲得54株苗, 并移栽到大田觀察苗期和花期的形態(tài), 發(fā)現(xiàn)7株材料的苗期葉片形狀介于雙親之間(圖2-a, c, d), 花蕾花苞均大于親本甘藍型油菜中雙11號 (圖2-l, m), 初步選定為成功加倍六倍體。這7株六倍體與沒加倍成功的植株相比, 具株型高大、莖稈粗壯、葉片增厚、花蕾大而飽滿、花粉育性好及花粉量多等表型。

取7份染色體加倍成功材料和另外3份三倍體的花粉在體式顯微鏡下觀察(圖2-i, j)表明, 前者花粉可育率在94.6%~98.8%之間, 花粉育性均超過94%, 平均96.3%, 花粉育性表現(xiàn)好, 極有可能是成功加倍的六倍體。而后者育性為18.4%~31.9%, 平均育性26.5%, 育性表現(xiàn)低, 視為沒加倍成功。據(jù)以上結(jié)果(圖2-j, k), 再次將這7份視為六倍體候選材料。

觀察顯示, 這7份S0代六倍體候選材料的染色體均為58條, 其中40條為A染色體, 18條為C染色體(ArArAnAnCnCn)(圖2-f)。

用可在2個原始親本間呈現(xiàn)差異條帶的7對SSR引物(表1), 對7份六倍體材料做真假雜種鑒定, 發(fā)現(xiàn)這7份候選材料均同時兼有雙親的遺傳物質(zhì)(圖2-i)。

至此, 結(jié)合形態(tài)、花粉育性、染色體組成及分子標記檢測, 我們最終判定這7份S0代六倍體候選材料均是成功創(chuàng)建的異源六倍體(ArArAnAnCnCn)。

2.2 六倍體S0、S1、S2代結(jié)實性調(diào)查

S0代六倍體的自交結(jié)實每角4.2±2.16粒, 自由授粉結(jié)實為每角8.2±2.41粒, 而沒加倍成功的三倍體材料不管是自交還是自由授粉, 其結(jié)實均為每角2.0粒。這表明加倍成功的S0代六倍體表現(xiàn)了良好的結(jié)實性(表2)。

表1 鑒定六倍體的SSR引物

圖2 人工合成六倍體的鑒別與特征

a: 六倍體S0-2; b: 新型甘藍型油菜; c: 甘藍型油菜中雙11號; d: 白菜型油菜SWU07; e: 甘藍(新型甘藍型油菜的親本); f和g分別表示六倍體S0、S1代有絲分裂中期染色體熒光原位雜交; h: 六倍體與甘藍雜交F1代雜種染色體熒光原位雜交(紅色-C基因組染色體, 藍色為A基因組染色體; 白色-CentBr1信號, 綠色-CentBr2信號, CentBr1和CentBr2為著絲粒重復序列; C基因組特異序列探針來自BAC克隆BNIH 123L05[28]); i: 甘藍型油菜與白菜型油菜雜交后代的分子標記鑒定結(jié)果(P1為白菜型油菜SWU07, P2為甘藍型油菜中雙11號, 引物為QW156); j和k分別為六倍體與三倍體的花粉粒染色結(jié)果, 飽滿且著色深的為可育花粉粒; l和m分別為六倍體(左)與甘藍型油菜中雙11號(右)的花朵和花蕾大小比較; n: 甘藍花粉在六倍體柱頭上授粉6 h后花粉管的伸長和生長。

a: Hexaploid S0-2; b: New type; c:var. Zhongshuang 11; d:SWU07; e:the parent of the new type of; f and g display chromosome karyotype in generations S0 and S1 by FISH, respectively; h: One somatic cell from the hybrid between hexaploid andwith chromosome pattern of 20 A-genomic and 18 C-genomic chromosomes by FISH (red signals represent chromosomes from C genome, blue signals is present chromosomes from A genome, white-CentBr1, green-CentBr2, Both CentBr1, and CentBr2 are the centromere repeat sequences, C-genome specific probe comes from BAC clone BNIH123L05[28]); i: exhibits molecular patterns of the hybrid as compared with two parents (P1 meansSWU07, P2 meansZhongshuang 11, the primer is QW156); j and k show the pollen fertility of hexaploid and triploid, respectively (the full pollen with depth color means fertile pollen, others are infertile pollens); l and m show the different sizes of flowers and buds between hexaploid (right) andvar. Zhongshuang 11 (left); n: Pollen ofgrown well on the stigma at 6 h after pollination.

表2 六倍體各世代結(jié)實性調(diào)查

S0代自交獲得S1代材料540粒種子。統(tǒng)計鑒定為六倍體的S1代材料(染色體核型鑒定圖2-g)的結(jié)實性顯示, 自交平均每角5.9±3.02粒, 自由授粉平均每角6.3±2.84粒, 自交結(jié)實與自由授粉結(jié)實顯著正相關(guān)(< 0.05)。說明六倍體S1代具有良好的結(jié)實性, 授粉條件對結(jié)實性有顯著影響, 且自交結(jié)實性好的材料其自由授粉結(jié)實性也會比較好。

S1代自交獲得的300個S2代中, 鑒定是六倍體的S2代材料單株的自交結(jié)實性平均每角6.3±3.60粒, 自由授粉結(jié)實性平均每角9.3±2.62粒, 自交條件與自由授粉條件下的結(jié)實差異極顯著(< 0.0001)。說明S2代六倍體結(jié)實性良好, 授粉條件對結(jié)實性影響極大。

比較發(fā)現(xiàn)六倍體3個世代, 隨世代增加其自交結(jié)實性略有增加, 方差分析結(jié)果顯示, 六倍體3個世代間的自交結(jié)實性和自然授粉均差異不顯著(0.1), 但自交和自然授粉間的結(jié)實性差異極顯著(= 0.01)。

2.3 異源六倍體與不同類型甘藍間的可交配性調(diào)查

以六倍體為母本時, 三個世代六倍體共與18份栽培甘藍、14份野生甘藍雜交, S0代平均結(jié)實率為0.04±0.31, S1代平均結(jié)實率為0.05±0.26, S2代平均結(jié)實率為0.05±0.29; 而以甘藍為母本的反交中, S0代平均結(jié)實率為0.06±0.25, S1代平均結(jié)實率為0.03±0.34, S2代平均結(jié)實率為0.06±0.28, 仍表現(xiàn)結(jié)實困難(表3)。方差分析結(jié)果顯示, 六倍體與栽培、野生及不同甘藍亞種間的結(jié)角率、結(jié)實率均無顯著差異(>0.05); 表明異源六倍體(ArArAnAnCnCn)與甘藍雜交的可交配性較低, 可交配性與甘藍的類型、亞種及正反交方式均無關(guān), 二者間的可交配性不受甘藍類型及母本效應的影響。

為探索六倍體與甘藍可交配性低的原因, 本研究觀察甘藍花粉粒在六倍體(ArArAnAnCnCn)柱頭上的識別反應, 取授粉后6 h的柱頭, 發(fā)現(xiàn)(圖2-n)大量的花粉管萌發(fā), 花粉與柱頭正常識別, 花粉管正常伸長; 觀察后期胚珠形態(tài)發(fā)育發(fā)現(xiàn), 在8 d時可看到飽滿的胚珠, 到16 d時出現(xiàn)了大量的敗育, 原來飽滿的胚珠開始干癟變小, 但仍可看到有個別存活, 說明六倍體與甘藍能正常受精, 雜交結(jié)實困難是由受精后障礙引起。

表3 六倍體與甘藍的可交配性

2.4 新型甘藍型油菜的鑒定

對上述異源六倍體與甘藍雜交獲得的151份雜交后代的田間表型觀察發(fā)現(xiàn), 苗期表型趨于兩親本之間, 葉形遺傳了母本的褶皺特征, 同時遺傳了甘藍的葉質(zhì)厚、無光澤、有波形齒葉, 葉色深綠等特征, 且花期均早于兩親本, 晚于中雙11號。取F1雜交種發(fā)芽1~2 d后的根尖用FISH方法鑒定染色體數(shù)目, 通過對雜種體細胞學分析, 觀察到雜種根尖有絲分裂中期染色體組成(圖2-h), 帶有紅色信號的是C基因組染色體, 藍色(DAPI染色)為來自A基因組染色體, 雜種的染色體為38條(20A+18C), 因此鑒定F1是真雜種, 即新合成的甘藍型油菜(ArAnCnCo)(圖2-b), 說明利用六倍體與甘藍雜交能獲得新型甘藍型油菜。本研究中六倍體與甘藍的結(jié)實性雖較低, 但一旦雜交成功就可直接獲得兼有白菜、甘藍基因型的豐富的遺傳基礎, 從新的途徑縮短了新型甘藍型油菜的育種年限。

3 討論

3.1 遠緣雜交

長期定向選擇, 容易導致物種的遺傳資源豐富性降低[25]。遠緣雜交則通過不同物種之間的雜交可以實現(xiàn)有利基因的轉(zhuǎn)移, 得到新基因和特異性狀, 是作物品種改良的重要途徑, 如雄性不育系的創(chuàng)建、植物抗病性和抗寒性的提高、雜種優(yōu)勢的利用等[26]。但遠緣雜交也伴隨著親和性障礙, 分為受精前及受精后的障礙, 前者表現(xiàn)為花粉與柱頭無法正常識別及生長, 難以完成受精; 后者則出現(xiàn)受精后幼胚不發(fā)育或中途停止發(fā)育、幼胚畸形、F1植株生長不正常及F1植株不能產(chǎn)生正常雌雄配子[27]。本研究通過大量的甘藍與六倍體(ArArAnAnCnCn)相互雜交發(fā)現(xiàn)甘藍的花粉?？稍诹扼w柱頭上正常生長發(fā)育, 但胚珠卻在后期停止生長, 最終敗育死亡, 說明異源六倍體(ArArAnAnCnCn)與甘藍雜交具受精后親和性障礙。

3.2 甘藍型油菜親本種的利用途徑

甘藍型油菜起源于400多年前, 是由白菜型油菜與甘藍自然雜交后二倍化進化來的復合種。親本種豐富的遺傳資源可擴大甘藍型油菜的遺傳背景[1,28-32],但人工合成的甘藍型油菜因生殖隔離障礙敗育嚴重。殷家明試驗發(fā)現(xiàn), 在田間條件下白菜型油菜與羽衣甘藍的雜種得率為每100子房0粒, 而借助子房培養(yǎng)雜種得率為每100子房5粒[33]。張國慶等[34]同樣通過胚挽救技術(shù)獲得了由白菜型油菜與甘藍雜交合成的甘藍型油菜單倍體。相對這些研究而言, 本試驗提供一個捷徑的方法, 以ArArAnAnCnCn六倍體為橋梁與不同的甘藍雜交, 常規(guī)雜交獲得雜種率為每100子房5粒, 結(jié)實性遠高于白菜和甘藍, 且不需要胚挽救及染色體加倍, 在田間條件下通過一步雜交就可將甘藍豐富的遺傳成分導入新型甘藍型油菜, 達到了擴大甘藍型油菜遺傳背景和拓寬種質(zhì)資源的目的, 縮短了育種時間, 減少了培育工作量。通過異源六倍體(ArArAnAnCnCn)途徑合成新型甘藍型油菜的策略可以運用到今后的育種實踐中。

3.3 異源六倍體自交結(jié)實性及與甘藍的可交配性

對六倍體S0、S1和S2結(jié)實性統(tǒng)計發(fā)現(xiàn), 3個世代平均自交結(jié)實率和天然結(jié)實率分別為每角5.47粒和7.93粒, 結(jié)實性沒有顯著性差異, 但隨著世代的增加, 結(jié)實率有微量提高。六倍體自交后代結(jié)實性的變化, 可能由于多倍體株系總是具有多倍體之間染色體配對不協(xié)調(diào)的問題, 而自交后, 少數(shù)比較協(xié)調(diào)的可以最終形成種子, 在這個過程中, 雌雄配子之間更加協(xié)調(diào), 有利于結(jié)實率的提高, 而且隨著自交代數(shù)的增加, 結(jié)實率有一個上升的趨勢[35]。

本研究中六倍體與甘藍的可交配性并不是很好, 百份雜交最終才能收獲幾粒種子。在白菜和甘藍雜交及甘藍型油菜與甘藍雜交中均發(fā)現(xiàn)可交配性低的現(xiàn)象[10,33], 可能甘藍基因組中存在抑制遠緣雜交雜種胚發(fā)育的基因, 有待進一步探索。

4 結(jié)論

以甘藍型油菜與白菜型油菜合成的異源六倍體(ArArAnAnCnCn)為橋梁, 與甘藍(CoCo)雜交, 在田間條件下, 不經(jīng)染色體加倍就可直接獲得具有甘藍遺傳成分的新型甘藍型油菜, 二者可交配性雖較低, 但比甘白雜交的效率高。有望通過該技術(shù)途徑創(chuàng)建新型甘藍型油菜, 實現(xiàn)用親本豐富的遺傳變異拓展甘藍型油菜遺傳資源的目的。

[1] Chalhoub B, Denoeud F, Liu S, Parkin I A, Tang H, Wang X, Chiquet J, Belcram H, Tong C, Samans B, Corréa M, Da Silva C, Just J, Falentin C, Koh C S, Le Clainche I, Bernard M, Bento P, Noel B, Labadie K, Alberti A, Charles M, Arnaud D, Guo H, Daviaud C, Alamery S, Jabbari K, Zhao M, Edger P P, Chelaifa H, Tack D, Lassalle G, Mestiri I, Schnel N, Le Paslier M C, Fan G, Renault V, Bayer P E, Golicz A A, Manoli S, Lee T H, Thi V H, Chalabi S, Hu Q, Fan C, Tollenaere R, Lu Y, Battail C, Shen J, Sidebottom C H, Wang X, Canaguier A, Chauveau A, Bérard A, Deniot G, Guan M, Liu Z, Sun F, Lim Y P, Lyons E, Town C D, Bancroft I, Wang X, Meng J, Ma J, Pires J C, King G J, Brunel D, Delourme R, Renard M, Aury J M, Adams K L, Batley J, Snowdon R J, Tost J, Edwards D, Zhou Y, Hua W, Sharpe A G, Paterson A H, Guan C, Wincker P. Early allopolyploid evolution in the post-Neolithicoilseed genome., 2014, 345: 950–953.

[2] Flannery M L, Mitchell F J, Coyne S, Kavanagh T A, Burke J I, Salamin N, Dowding P, Hodkinson T R. Plastid genome characterisation inand Brassicaceae using a new set of nine SSRs., 2006, 113: 1221–1231.

[3] Nagaharu U. Genome analysis inwith special reference to the experimental formation ofand peculiar mode of fertilization., 1935: 389–452.

[4] Siemens J. Interspecific hybridisation between wild relatives andto introduce new resistance into the oilseed rape gene pool., 2002, 38: 3–4.

[5] 周慶紅, 周燦, 范淑英. 遠緣雜交在蕓薹屬作物育種中的應用研究進展. 北方園藝, 2015, (2): 165–170. Zhou Q H, Zhou C, Fan S Y. Research advance in application of distant hybridization on breeding ofcrops., 2015, (2): 165–170 (in Chinese with English abstract).

[6] Mei J, Fu Y, Qian L, Xu X, Li J, Qian W. Effectively widening the gene pool of oilseed rape (L) by using Chinesein a ‘virtual allopolyploid’ approach., 2011, 130: 333–337.

[7] Qian W, Meng J, Li M, Frauen M, Sass O, Noack J, Jung C. Introgression of genomic components from Chinesecontributes to widening the genetic diversity in rapeseed (L.), with emphasis on the evolution of Chinese rapeseed., 2006, 113: 49–54.

[8] Mei J, Qian L, Disi J O, Yang X, Li Q, Li J, Frauen M, Cai D, Qian W. Identification of resistant sources againstinspecies with emphasis on., 2011, 177: 393–399.

[9] Li Q F, Zhou Q H, Mei J Q, Zhang Y J, Li J N, Li Z Y, Ge X H, Xiong Z Y, Huang Y J, Qian W. Improvement ofvia interspecific hybridization betweenand., 2014, 34: 1955–1963.

[10] 李勤菲, 錢偉, 賀亞軍. 甘藍型油菜與甘藍雜交的親和性分析. 西南大學學報: 自然科學版, 2016, 38(10): 1–7. Li Q F, Qian W, He Y J. Crossability betweenand.(Nat Sci Edn), 2016, 38(10): 1–7 (in Chinese with English abstract).

[11] Girke A, Schierholt A, Becker H C. Extending the rapeseed gene pool with resynthesized: II. Heterosis., 2012, 124: 1017–1026.

[12] Eickermann M, Ulber B, Vidal S. Resynthesized lines and cultivars ofL. provide sources of resistance to the cabbage stem weevil ((Mrsh.))., 2011, 101: 287–294.

[13] Fu D H, Qian W, Zou J, Meng J L. Genetic dissection of intersubgenomic heterosis incarrying genomic components of., 2012, 184: 151–164.

[14] 馮午, 陳耀華. 甘藍與白菜種間雜交的雙二倍體后代. 園藝學報, 1981, 8: 37–40. Feng W, Chen Y H. Artificial amphidiploids obtained in an interspecific cross., 1981, 8: 37–40 (in Chinese with English abstract).

[15] 文雁成, 魯麗萍, 張書芬, 王建平, 朱家成, 何俊平, 趙磊, 曹金華.利用十字花科種間雜交創(chuàng)造甘藍型油菜種質(zhì)資源的研究. 河南農(nóng)業(yè)科學, 2014, 43: 30–34. Wen Y C, Lu L P, Zhang S F, Wang J P, Zhu J C, He J P, Zhao L, Cao J H. Novel germplasm creation inby Cruciferous interspecific hybridization., 2014, 43: 30–34 (in Chinese with English abstract).

[16] 王愛凡, 康雷, 李鵬飛, 李再云. 我國甘藍型油菜遠緣雜交和種質(zhì)創(chuàng)新研究進展. 中國油料作物學報, 2016, 38: 691–698. Wang A F, Kang L, Li P F, Li Z Y. Review on new germplasm development inthrough wide hybridizations in China., 2016, 38: 691–698 (in Chinese with English abstract).

[17] 張曉偉, 高睦槍, 原玉香, 耿建峰, 文雁成, 張書芬, 栗根義. 人工合成甘藍型油菜研究. 河南農(nóng)業(yè)科學, 2001, (2): 7–10.Zhang X W, Gao M Q, Yuan Y X, Geng J F, Wen Y C, Zhang S F, Li G Y. Studies on artificially synthesizedL., 2001, (2): 7–10 (in Chinese with English abstract).

[18] Ripley V L, Beversdorf W D. Development of self-incompatible: (I) introgression of S-alleles fromthrough interspecific hybridization., 2003, 122: 1–5.

[19] Li Q, Mei J, Zhang Y, Li J, Ge X, Li Z, Qian W. A large-scale introgression of genomic components ofintoby the bridge of hexaploid derived from hybridization betweenand., 2013, 126: 2073–2080.

[20] Zhou Y, Scarth R. Microspore culture of hybrids betweenand., 1995, 37: 848–855.

[21] Mei J, Liu Y, Wei D, Wittkop B, Ding Y, Li Q, Li J, Wan H, Li Z, Ge X, Frauen M, Snowdon R J, Qian W, Friedt W. Transfer of sclerotinia resistance from wild relative ofintousing a hexaploidy step., 2015, 128: 639–644.

[22] 姚行成, 葛賢宏, 李再云. 甘藍型油菜與的異源六倍體后代及BC2細胞學分析. 中國油料作物學報, 2012, 34: 16–20. Yao X Y, Ge X H, Li Z Y. Cytology ofallohexaploids and BC2progenies fromand., 2012, 34: 16–20 (in Chinese with English abstract).

[23] Li Z, Liu H L, Luo P. Production and cytogeneric hybrids betweenand., 1995, 91: 131–136.

[24] Xiong Z, Pires J C. Karyotype and identification of all homoeologous chromosomes of allopolyploidand its diploid progenitors., 2011, 187: 37–49.

[25] 吳巧娟, 肖松華, 劉劍光, 狄佳春, 許乃銀, 陳旭升, 殷劍美. 棉花遠緣雜交育種研究進展及發(fā)展對策. 棉花科學, 2006, 28: 3–6. Wu Q S, Xiao S H, Liu J G, Di J C, Xu N Y, Chen X S, Yin J M. A preliminary study on the interspecific hybridization of×through ovary culture., 2006, 28: 3–6 (in Chinese with English abstract).

[26] 蔡得田, 袁隆平, 盧興桂. 二十一世紀水稻育種新戰(zhàn)略: II.利用遠緣雜交和多倍體雙重優(yōu)勢進行超級稻育種. 作物學報, 2001, 27: 110–116. Cai D T, Yuan L P, Lu X G. A new strategy of rice breeding in the 21st century: II. Searching a new path way of rice breeding by utilization of double het erosis of wide cross and poly ploidization., 2001, 27: 110–116 (in Chinese with English abstract).

[27] 李辛雷, 陳發(fā)棣, 趙宏波. 菊屬植物遠緣雜交親和性研究. 園藝學報, 2008, 35: 257–262. Li X L,Chen F D, Zhao H B. Compatibility of interspecific cross in dendranthema genus., 2008, 35: 257–262 (in Chinese with English abstract).

[28] 吳江生, 石淑穩(wěn), 周永明, 劉后利. 甘藍型雙低油菜品種華雙3號的選育和研究. 華中農(nóng)業(yè)大學學報, 1999, 18: 1–4. Wu J S, Shi S W, Zhou Y M, Liu H L. Breeding and studies of hua double 3 (L.)., 1999, 18: 1–4 (in Chinese with English abstract).

[29] Udall J A, Quijada P A, Polewicz H, Vogelzang R, Osborn T C. Phenotypic effects of introgressing chinese winter and resynthesizedL. germplasm into hybrid spring canola., 2004, 44: 1990–1996.

[30] Gómezcampo C. Biology ofCoenospecies. Elsevier, 1999.

[31] Meng J L, Shi S W, Li G, Li Z Y, Qu X S. The production of yellow-seeded(AACC) through crossing interspecific hybrids of(AA) and(BBCC) with., 1998, 103: 329–333

[32] Rahman M H. Production of yellow-seededthrough interspecific crosses., 2001, 120: 463–472.

[33] 殷家明, 陳樹忠, 唐章林, 諶利, 李加納. 黃籽羽衣甘藍和白菜型油菜雜交再合成甘藍型油菜研究. 西南農(nóng)業(yè)學報, 2004, 17: 149–151. Yin J M, Chen S Z, Tang Z L, Chen L, Li J N. Resynthesis ofthrough interspecific hybridization between yellow-seededvar.and., 2004, 17: 149–151 (in Chinese with English abstract).

[34] 張國慶, 唐桂香, 周偉軍. 白菜型油菜和甘藍雜交子房培養(yǎng)初步研究. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2003, 36: 1409–1413. Zhang G Q, Tang G X, Zhou W J. A preliminary study on the interspecific hybridization of×through ovary culture., 2003, 36: 1409–1413 (in Chinese with English abstract).

[35] 邢少辰, 周開達. 特異同源多倍體水稻自交后代的遺傳研究. 四川農(nóng)業(yè)大學學報, 2000, 18: 308–310.Xing S C, Zhou D K. A genetic study on the yield characters of hybrid populations in naked barley.,2000, 18: 308–310 (in Chinese with English abstract).

A new method of synthesizingby crossingwith the allohexaploid derived from hybrid betweenand

YUE Fang1,**, WANG Lei1,**, CHEN Yan-Gui1, XIN Xiao-Xia3, LI Qin-Fei1,2, MEI Jia-Qin1, XIONG Zhi-Yong3,*, and QIAN Wei1,*

1College of Agronomy and Biotechnology, Southwest University, Chongqing, 400715, China;2College of Horticulture and Landscape Architecture, Southwest University, Chongqing 400715, China;3College of Life Sciences, Inner Mongolia University, Hohhot 010021, Inner Mongolia, China

It is an important way to improve(AnAnCnCn) try using its parental species. Here a hexaploid method was proposed to synthesizeby crossing(CoCo) with the hexaploid derived from the interspecific hybridization betweenand. The hexaploid (ArArAnAnCnCn) was developed by crossingcv. ‘Zhongshuang 11’ withcv. ‘SWU07’, and followed by chromosome doubling. And the hexaploid was crossed with various types ofto develop new type. The hexaploid exhibited stable karyotype in three successive generations. There was no significant difference for seed setting rate between open-pollination and selfing-pollination in generations. The pollen fertility ranged from 94.6% to 98.8%. The average seed-setting rate was 5.47 and 7.93 seeds per pod for the open-pollination and selfing-pollination in three successive generations, respectively. The average crossability was 0.05, 0.04, and 0.05 seeds per pod in three successive crossing generations between the hexaploid and, respectively. There was no significant difference in pod setting rate and seed setting rate among the hybrids between the hexaploid and the diverse types ofoleracea. A few seeds were obtained by crossingwith hexaploid ArArAnAnCnCnin the field, suggesting that the method of hexaploid is useful to introgress the genomic components of parental species into.

;;; allohexaploid; crossability

2018-04-16;

2018-10-08;

2018-11-09.

10.3724/SP.J.1006.2019.84055

熊志勇, E-mail: xiongzy2003@aliyun.com; 錢偉, E-mail: qianwei666@hotmail.com

岳芳, E-mail: 675785344@qq.com**同等貢獻(Contributed equally to this work)

本研究由國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)項目(2015CB150201), 國家自然科學基金項目(31471173)和重慶市社會事業(yè)與民生保障科技創(chuàng)新專項(cstc2016shmszx80074)資助。

This study was supported by the National Basic Research Program of China (973 Program) (2015CB150201), the National Natural Science Foundation of China (31471173), and the Project of Chongqing Science and Technology Commission Grants (cstc2016shmszx80074).

URL:http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20181108.0917.002.html