甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育系統(tǒng)不育系材料選育中常見(jiàn)的育性分離及基因型判斷

韓宏仕， 張敏琴， 高志宏

(貴州省油菜研究所， 貴陽(yáng) 550018)

甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育三系是指不育系、臨保系、恢復(fù)系。陳鳳祥等[1]、孫超才等[2]報(bào)道了甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育系的不育性受2對(duì)重疊基因和1對(duì)上位基因抑制，并對(duì)隱性核不育三系的遺傳做了較為系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明，不育株植株的基因型為純合不育株RRmmnn或雜合不育株Rrmmnn， 臨保系植株的基因型為rrmmnn，利用純合不育株和純合B株(RRMmnn或RRmmNn)兄妹交可產(chǎn)生純合B株和純合不育系RRmmnn，純合不育系和臨保系雜交產(chǎn)生全不育系Rrmmnn，全不育系與恢復(fù)系(MM----或NN----)雜交產(chǎn)生雜交種。在育種實(shí)踐中，有利用價(jià)值的是純合B 株、雜合B株(RrMmnn或RrmmNn)、純合A株、雜合A株Rrmmnn、臨保系單株。

甘藍(lán)型油菜隱性上位互作核不育的育性受3對(duì)基因控制，其分離較雙隱性核不育系更加復(fù)雜，特別是分離后代會(huì)出現(xiàn)1/2、3/8，1/4、3/16，3/64、4/64等較為接近的不育株分離比例，選育難度更大、耗時(shí)更長(zhǎng)。不育系材料的選育，傳統(tǒng)的方式主要是自交或雜交，筆者梳理了自交或雜交下一代常見(jiàn)的不育株分離比例，并依據(jù)遺傳機(jī)理推斷其上一代基因型。以便于開(kāi)展選育工作。

1 自交下一代常見(jiàn)的不育株分離比例及其基因型判斷

1.1 出現(xiàn)1/4不育株率

自交一代出現(xiàn)1/4不育株分離，其基因型應(yīng)為RRMmnn或RRmmNn，即純合B株，其基因型分布見(jiàn)表1，從表1可以看出，該株行有2/4的純合B株、有1/4的純合A株，在該株進(jìn)行兄妹交，有2/3的概率可以得到純合兩型系，即在該株行雜交下一代出現(xiàn)1/2不育株分離的就是純合兩型系。

表1 自交一代1/4不育株分離株行的基因型分布Table 1 Genotype distribution of 1/4 sterile lines of F1 generation

1.2 出現(xiàn)3/16不育株率

自交一代出現(xiàn)3/16不育株分離，其基因型應(yīng)為RrMmnn或RrmmNn，即雜合B株，其基因型分布如表2。從表2可以看出，該株行有1/16的純合不育株、2/16的雜合不育株、2/16的純合B株、4/16的雜合B株、1/16的臨保系單株，在該株行進(jìn)行大量的兄妹交，可以同時(shí)選育純合兩型系和臨保系。

表2 自交一代3/16不育株分株行的基因型分布Table 2 Genotype distribution of 3/16 sterile lines of F1 generation

1.3 出現(xiàn)1/16不育株率

自交一代出現(xiàn)1/16不育株分離，其基因型應(yīng)為RRMmNn，其基因型分布如表3。從表3可以看出，在該株行有1/16純合不育株、4/16純合B株，在該株行也可以選育純合兩型系，但因不育株較少，需要大量雜交才可能找到純合B株。在育種實(shí)踐中，可以用已育成的純合A株與該株行可育株雜交，可育株套袋自交，雜交一代出現(xiàn)1/2不育株分離，對(duì)應(yīng)的可育株即為純合B株。

表3 自交一代1/16不育株分離株行的基因型分布Table 3 Genotype distribution of 1/16 sterile lines of F1 generation

1.4 出現(xiàn)3/64不育株率

自交一代出現(xiàn)3/64不育株分離，其基因型應(yīng)為RrMmNn，其基因型分布如表4。從表4可以看出，在該株行有4/64的純合B株、8/64的雜合B株、1/64的純合A株、2/64的雜合A株、1/64的臨保系單株。在該株行可以同時(shí)選擇純合兩型系和臨保系，但是不育株少，雜交量大，若群體小，找到純合兩型系和臨保系的概率較小。

表4 自交一代3/64不育株分離株行的基因型分布Table 4 Genotype distribution of 3/64 sterile lines of F1 generation

2 雜交下一代常見(jiàn)的不育株分離比例及其基因型判斷

在雜交代常見(jiàn)的不育株分離比例有1/2、3/8、1/4、3/16等4種情形。

2.1 出現(xiàn)1/2不育株率

雜交一代出現(xiàn)1/2不育株分離的有3種可能。

第一種可能是純合A株RRmmnn與純合B株RRMmnn雜交，其基因型分布見(jiàn)表5。從表5可以看出，該株行為1/2的純合A株和1/2的純合B株，這就是純合兩型系。

表5 雜交一代1/2不育株分離株行的第一種可能基因型分布Table 5 The first possible genotype distribution of 1/2 sterile lines of F1 generation

第二種可能是雜合A株Rrmmnn與純合B株RRMmnn雜交。其基因型分布見(jiàn)表6。從表6可以看出，該株行有1/4的純合B株、1/4的雜合B株、1/4的純合A株、1/4的雜合A株。在該株行可以選育純合兩型系，不能選育臨保系。但在該株行測(cè)交，純合A株與純合B株和與雜合B株雜交一代表現(xiàn)都是1/2不育株分離，雜合A株與純合B株雜交一代表現(xiàn)是1/2不育株分離，雜合A 株與雜合B株雜交一代是3/8不育株分離，因此，僅從該株行的雜交下一代的育性分離來(lái)看，是很難鑒定是否篩選到了純合兩型系的。

表6 雜交一代1/2不育株分離株行的第二種可能基因型分布Table 6 The second possible genotype distribution of 1/2 sterile lines of F1 generation

第三種可能是純合A株RRmmnn與雜合B株RrMmnn雜交。其基因型分布見(jiàn)表7。從表7可以看出，該株行有1/4的純合B株、1/4的純合A株、1/4的雜合B株、1/4的雜合A株。該株行也可能篩選純合兩型系，但也同樣因該株行同時(shí)存在純合及雜合的A株和B株，通過(guò)該株行A株與可育株雜交下一代的不育株率是不能確定純合兩型系的。

表7 雜交一代1/2不育株分離株行的第三種可能基因型分布Table 7 The third possible genotype distribution of 1/2 sterile lines of F1 generation

以上3種情況都可能在雜交一代出現(xiàn)1/2不育株率分離，因此，不能用雜交一代出現(xiàn)1/2不育株率就確定找到了純合兩型系。

2.2 出現(xiàn)3/8不育株率

雜交一代出現(xiàn)3/8不育株分離，應(yīng)為雜合A株Rrmmnn與雜合B株RrMmnn雜交。其基因型分布見(jiàn)表8，從表8可以看出，該株行有1/8的純合B株、2/8的雜合B株、1/8的純合A株、2/8的雜合A株、1/8的臨保系單株。該株行比較容易選育臨保系，把可育株套袋，下一代不分離的2株中有1株是臨時(shí)保系，或直接用已知的純合兩型系A(chǔ)株測(cè)交可育株，在5株可育株中理論上就有有1株是臨保系。

表8 雜交一代3/8不育株分離株行的基因型分布Table 8 Genotype distribution of 3/8 sterile lines ofF1 generation

2.3 出現(xiàn)1/4不育株率

雜交一代出現(xiàn)1/4不育株分離的，也有3種可能。

第一種可能是純合A株RRmmnn與基因型為RRMmNn的單株雜交。其基因型分布見(jiàn)表9，從表9可以看出，該株行有2/4的純合B株，1/4的純合A株，在該株行兄妹交，若下一代仍為1/2不育株分離，即為純合兩型系。

表9 雜交一代1/4不育株分離株行的第一種可能基因型分布Table 9 The first possible genotype distribution of 1/4 sterile lines of F1 generation

第二種可能是雜合A株Rrmmnn與基因型為RRMmNn的單株雜交。其基因型分布見(jiàn)表10，從表10可以看出，該株行有2/8的純合B株、2/8的雜合B株，1/8的純合A株、1/8的純雜合A株。該株行也因同時(shí)存在純合及雜合的A株和B株，通過(guò)雜交下一代的不育株率是不能確定純合兩型系的。

表10 雜交一代1/4不育株分離株行的第二種可能基因型分布Table 10 The second possible genotype distribution of 1/4 sterile lines of F1 generation

第三種可能是純合A株RRmmnn與基因型為RrMmNn的單株雜交。其基因型分布見(jiàn)表11，從表11可以看出，該株行有2/8的純合B株、2/8的雜合B株，1/8的純合A株、1/8的純雜合A株。該株行可能篩選到純合兩型系，但與雜交一代出現(xiàn)1/4不育株分離的第二種可能一樣，難以通過(guò)雜交下一代的不育株率明確是否篩選到的是純合兩型系。

表11 雜交一代3/16 不育株分離株行的第一種可能基因型分布Table 11 The first possible genotype distribution of 3/16 sterile lines of F1 generation

從雜交一代出現(xiàn)1/4不育株率的株行的基因型分布來(lái)看，在這些株行都不可能篩選到臨保系。

2.4 出現(xiàn)3/16不育株率

雜交一代出現(xiàn)3/16不育株分離，應(yīng)為雜合A株Rrmmnn與基因型為RrMmNn的單株雜交。其基因型分布見(jiàn)表12。從表12可以看出，該株行有2/16的純合B株、4/16的雜合B株，1/16的純合A株、2/16的純雜合A株、1/16的臨保系單株。該株行中，理論上在13株可育株中有1株臨保系單株，可考慮用已有的純合兩型系A(chǔ)株與可育株測(cè)交，選育臨保系。

表12 雜交一代3/16不育株分離株行的第二種可能基因型分布Table 12 The second possible genotype distribution of 3/16 sterile lines of F1 generation

3 討 論

本文所有遺傳推論都是建立在轉(zhuǎn)育材料中沒(méi)有受到雙隱性不育、質(zhì)不育等其他授粉控制系統(tǒng)干擾的基礎(chǔ)上，因此在轉(zhuǎn)育隱性上位互作核不育系材料時(shí)，一般建議都是用優(yōu)良的常規(guī)材料進(jìn)行轉(zhuǎn)育，而不宜用雙隱性核不育兩系的B株等直接作為轉(zhuǎn)育材料，即使要用雙隱性核不育兩系B株，也需要通過(guò)純化。

隱性上位互作核不育系材料選育中，一般臨保系容易找到，因其容易通過(guò)測(cè)交判斷，只要雜交一代出現(xiàn)1/2，對(duì)應(yīng)父本單株自交沒(méi)有育性分離，則該單株即為臨保系，或雜交一代為全不育，其相對(duì)應(yīng)父本即為臨保系單株。而純合兩型系則不易找到，因傳統(tǒng)方式只能通過(guò)已知臨保系單株鑒定A株，而B(niǎo)株則沒(méi)有可靠方法可以鑒定。這就需要通過(guò)對(duì)出現(xiàn)的不育株率進(jìn)行判斷，明晰育種思路。

在實(shí)際育種實(shí)踐中，自交后代有1/4與3/16、1/16與3/64等兩種十分接近的不育株分離比例，在雜交一代會(huì)出現(xiàn)的1/2與3/8、1/4與3/16等兩種十分接近的不育株分離比例，而且在雜交一代出現(xiàn)1/2和1/4不育株分離的都有3種可能。筆者在育種實(shí)踐中通常利用已有的臨保系，A株在兄妹交的同時(shí)與臨保系測(cè)交，一般同時(shí)測(cè)交10株左右，鑒定A株的不育類型是純合不育株還是雜合不育株，篩選與臨保系測(cè)交所有株行均為全不育株行選育純合兩系。

在筆者育種實(shí)踐中，用華中農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的共顯性分子標(biāo)記可以對(duì)9012 A、20118 A等系統(tǒng)相近的轉(zhuǎn)育材料進(jìn)行較為準(zhǔn)確的上位基因分子標(biāo)記，明顯提高了育種效率。但對(duì)來(lái)源較遠(yuǎn)的隱性上位互作核不育材料，則該標(biāo)記未能檢測(cè)到擴(kuò)增產(chǎn)物，因此有必要通過(guò)不育株分離推斷基因類型，以便選擇選育途徑。