一种具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系及其选育方法
【专利摘要】本发明属于作物育种【技术领域】，特别公开了一种具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系及其选育方法。该具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系，其特征在于：所述保持系具有OguraA型雄性不育细胞质，对具有OguraH型雄性不育细胞质的不育系具有保持能力，所述保持系雌、雄性器官发育正常，自交结实性好，雄性不育系，雌蕊发育正常，雄蕊完全退化，无有效花粉。本发明打破了传统保持系的选育范围和方法，从具有Ogura细胞质类型的可育植株中选育出了对Ogura细胞质雄性不育系具有保持能力的保持系，进一步拓宽了保持系的选育范围，对于进一步研究Ogura细胞质雄性不育机理都具有十分重要的意义。
【专利说明】一种具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系及其选育方 法
[0001] (一）【技术领域】 本发明属于作物育种【技术领域】，特别涉及一种具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持 系及其选育方法。
[0002] (二）【背景技术】 十字花科植物存在着明显的杂种优势，由于是它们的花器较小，人工去雄操作费时费 力，且一次授粉获得的杂交种子很少，为解决这一问题，育种工作者选用自交不亲和系育 种，但自交不亲和系易受环境等因素的影响，亲和性不稳定，经常出现制种纯度不高的现 象。利用植物雄性不育系进行杂交制种，较好地解决了自交不亲和系制种的问题，并可提高 杂交种子的纯度，增加农作物的产量，己成为国际种业的主要发展方向。
[0003] 目前在生产上使用的萝卜雄性不育系，通常是由细胞质基因和细胞核基因 共同互作，形成的一种雄性不育现象，萝卜的不育细胞质一般有0gura-CMS(orfl38)、 Kos-CMS(orfl25)和NWB-CMS等类型，但最常见的还是Ogura不育类型；在细胞核中由两对 隐性基因控制，不育系基因型为S mslmslms2ms2，保持系基因型为Nmslmslms2ms2，（S为不育型细胞质， N为正常细胞质）。萝卜雄性不育表现为花药退化，或不能形成具有正常功能的花粉，而雌 蕊发育正常。保持系则具有正常的雄性和雌性器官，自交能正常结实，当与不育系杂交时， 能够保持不育系的不育性。
[0004] 萝卜细胞质雄性不育基因存在于线粒体DNA上，主要是由于线粒体基因组分子内 或分子间频繁重组所形成的异常嵌合基因造成的，目前研究认为，Ogura不育类型雄性不育 的主控基因为orf 138，orf 138与线粒体基因组中具有正常功能的基因共转录，产生异常转 录本和翻译产物，从而在花药发育的某个时期干扰线粒体的正常功能发挥，最终导致雄性 不育现象的发生。线粒体基因组的转录和翻译产物尽管只占整个细胞基因组产物的很少部 分，但其转录和翻译情况比较复杂。当用恢复系与不育系进行杂交时，恢复系中的恢复基因 能够产生一种PPR蛋白，该蛋白抑制orf 138的表达，从而达到育性恢复的目的。
[0005] 到目前为止所知的萝卜雄性不育类型中，Ogura雄性不育是导入率和稳定性方面 最优秀的不育材料，同时Ogura雄性不育也是目前研究最为深入的一种雄性不育材料，日 本学者Yamagishi通过对萝卜野生种、栽培种等不育材料进行测序，将Ogura雄性不育基因 orfl38分为九个类型(如表1)。据有关资料研究，A型与F型具有相同的恢复和保持关系， 尽管有的碱基变异导致了氨基酸发生了变化，但目前通过试验验证，能够明确导致雄性不 育的有A、B、D、F、Η型，其它类型还有待验证。
[0006]表 1 :
【权利要求】
1. 一种具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系，其特征在于：所述保持系具有Ogura A型雄性不育细胞质，对具有Ogura Η型雄性不育细胞质的不育系具有保持能力，所述保持 系雌、雄性器官发育正常，自交结实性好，雄性不育系，雌蕊发育正常，雄蕊完全退化，无有 效花粉，其保藏号为Ρ201401。
2. -种具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系的选育方法，其特征为，包括如下步 骤：（1)选择具有Ogura Η型雄性不育材料作母本；（2)选择具有Ogura A型雄性不育细 胞质的可能育植株作为拟选保持系材料；（3)对母本和拟选保持系材料进行细胞质类型的 PCR分子标记与片断测序，保证两者具有要求的Ogura细胞质类型；（4)检测PCR分子标 记后的母本和拟选保持系材料，两者存在碱基序列上的微小差别；（5)在纱网隔离条件下， 将母本材料和拟选保持系材料进行测交，同时拟选保持系材料进行自交；（6)下一季，先对 测交和自交所得的种子用温水浸泡，然后放入纸基培养皿中，待种子萌动后进行春化处理， 将春化处理后的种子播种于隔离网室中，待开花后，对测交后代的雄性不育情况进行观察 统计，选择雄性不育率高的组合的不育株，继续与选出该不育株的亲本自交后代进行测交； (7)连续进行测交、自交和选择不育株的工作，在测交中选择保持能力高的单株进行测交选 择，直到选育出保持率100%的保持系。
3. 根据权利要求2所述的具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系的选育方法，其特 征在于：步骤（3)中，选用 Ogura 特异引物 0RF-F 5' -TTCAAATCCTGTCCCCGCACC-3' 和 0RF-R 5' -GCCTTACACCATTGGGATACTTC-3'，对母本和拟选保持系材料进行PCR分子标记，每份材料 取5株，10个样本在lOOObp前后的位置出现一条明亮、清洗的条带，确定两者结为Ogura细 胞质类型，通过对PCR琼脂糖凝胶割胶回收，进行分子测序，分别得到母本材料Ogura Η型 和拟选保持系材料Ogura Α型。
4. 根据权利要求2所述的具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系的选育方法，其特 征在于：步骤（4)中，母本材料Ogura Η型和拟选保持系材料Ogura A型在orf 138区段碱 基序列的第61和第99碱基上出现差异，母本材料在第61个碱基由A变为C，第99个碱基 由A变为G，两者存在微小的差别。
5. 根据权利要求2所述的具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系的选育方法，其特 征在于：步骤（5)中，每个测交组合的有效结荚数不少于10个，结籽粒数50粒以上，拟选保 持系自交的有效结籽数同样在50粒以上。
6. 根据权利要求2所述的具有Ogura雄性不育细胞质的萝卜保持系的选育方法，其特 征在于：步骤（6)中，先对测交和自交所得的种子每份取50粒，用35°C温水浸泡3小时，然 后放入纸基培养皿中，待种子萌动后，放入2-4°C的冰箱中进行春化处理25天，将春化处理 后的种子播种于隔离网室中，待开花后，对测交后代的雄性不育情况进行观察统计，选择雄 性不育率高的组合的不育株，继续与选出该不育株的亲本自交后代进行测交，同时保证测 交和自交的结籽数量。
【文档编号】A01H1/02GK104115754SQ201410094354
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】王校睦, 王俊峰, 白静, 丁汉凤, 孔维国, 李娜娜, 宫永超 申请人:山东省农作物种质资源中心