一种甘蓝型油菜矮杆材料在油菜育种中的应用的制作方法

本发明涉及一种甘蓝型油菜矮杆材料在油菜育种中的应用，利用玻里马胞质雄性不育（polcms）的保持系2B进行化学诱变（甲基磺酸乙酯诱变）创制EMS诱变突变体库，从该突变体库中筛选获得一个矮杆突变材料W7028。
背景技术：
：倒伏是油菜生产上一个较常见的问题，由此引起油菜产量、出油率和收获指数降低，并使机械化收获无法进行。油菜矮杆资源的创制和应用是解决这一关键问题的有效方法之一。长期以来，育种学家们一直在尽力地发现和分离一些有价值的变异材料。早期的遗传学家和育种学家们主要是在自然界中筛选和寻找各种突变体。然而，由于自发突变的频率仅为10-9—10-10，这种小概率的突变还有一大部分在自然界选择过程中被摒弃，且大多数并非人们感兴趣的突变体。因此，仅仅利用自然变异是远远不能满足人类利用和研究的需要。所以利用人工手段诱导生物机体遗传物质产生可以稳定遗传的变异是现代遗传学获取突变体的最有效手段之一。应用烷化剂(特别是甲基磺酸乙酯(EMS))，改善作物的性状已经取得了很大的成功。EMS在油菜上的应用，在国内和国外都有很多报道，证明是一种实用性强的改良油菜农艺性状及品质的手段（赵福永,郑娇,何芳,等.EMs与NaN,对甘蓝型油菜和芥菜型油菜诱变的效果,江西农业科学,2010,22(9):6—9；石从广,孟华兵,姜宇晓,等.甘蓝型油菜EMS诱变二代农艺与籽粒品质性状的变异与TILLING库的构建.核农学报,2010,24(6):1132-1140；张凤启，2010，利用EMS诱变构建甘蓝型油菜突变体库的初步研究,南京农业大学,导师:管荣展；李浩杰，蒲晓斌，张锦芳，等.甘蓝型油菜耘酝杂诱变后代农艺性状观察及分子检测.核农学报,2012,26(2):0245-0249；曲高平，孙妍妍，庞红喜，等.甘蓝型油菜EMS突变体库构建及抗除草剂突变体筛选.中国油料作物学报,2014,36(1):025-031)。薛远超等（薛远超，李加纳，刘列钊，等.甘蓝型油菜EMS诱变材料的耐湿性鉴定与筛选.西南师范大学学报(自然科学版),2012,37(4):76-80）以1132份来自甘蓝型油菜中双9号和GH18的EMS诱变处理自交3代种子为材料，分别筛选得到14个和2个强耐湿性材料，这16份材料可以作为甘蓝型油菜耐湿性育种的优异资源。吴文波等（吴文波.2011,EMS诱导甘蓝型油菜耐旱突变体的筛选，硕士论文，西南大学，导师：胡奎，pp8）利用EMS诱变技术，筛选出了油菜耐旱性强的材料103个，并从中筛选出了部分可为耐旱性遗传研究和耐旱品种选育的材料。Oleykowski等（OleykowskiCA，BronsonMullinsCRGodwinAK，YeungAT．Mutationdetectionusinganovelplantendonuclease．NucleicAcidsRes，1998，26：4597—4602）利用甘蓝型油菜突变体成功筛选到了抗菌核病的材料。同样，EMS诱变也常被用来改善油菜品质和性状，世界上第一个高油酸油菜品种Expand(RtiekerB，RtibbelenG．Impactoflowlinolenicacidcontentonseedyieldofwinteroilseedrape(B．napas)．PlantBreeding，1996，l15：226-230．)(油酸含量>8l％)就是通过EMS诱变获得的。张宏军等（张宏军，肖钢，谭太龙，等．EMS处理甘蓝型油菜(Brassicanapus)获得高油酸材料.中国农业科学，2008，41(12)：4016-4022．）利用EMS诱变甘蓝型油菜(湘油15号)，获得了一株高油酸植株(油酸含量71％)。黄永娟等（黄永娟,张凤启,杨甜甜,刘葛山,蒋守华,陈健美,管荣展.EMS诱变甘蓝型油菜获得高油酸突变体.分子植物育种，2011,9(5):611-616）利用EMS诱变甘蓝型油菜NJ7982种子，获得1个油酸含量76.15％的突变株。和江明等（和江明，王敬乔，陈薇等．用EMS诱变和小孢子培养快速获得甘蓝型油菜高油酸种质材料的研究.西南农业学报，2003，16(2)：34—36．）用EMS溶液诱变甘蓝型油菜的小孢子，筛选获得了一份油酸含量为80.3396％的高油酸突变材料。因此，利用EMS诱变技术创造新的种质资源，是扩大油菜育种遗传资源的有效途径之一。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是：提供一种甘蓝型油菜矮杆材料在油菜育种中的应用，所述甘蓝型矮杆材料是利用甘蓝型油菜玻里马胞质雄性不育（polcms）的保持系2B进行EMS诱变获得，遗传稳定，植株矮、且抗旱。本发明提供的技术方案是：一种甘蓝型油菜矮杆材料在油菜育种中的应用，所述甘蓝型矮杆材料为甘蓝型油菜玻里马胞质雄性不育（polcms）的保持系2B的EMS诱变株，其中是以现有油菜品种为母本，以矮杆材料为父本，将矮杆基因转育到现有品种中，培育矮杆油菜品种；或者以现有农艺性状优良的不育系为母本，以矮杆材料为父本，将矮杆基因转育到不育系中，培育矮杆油菜不育系，用于杂交配组；或者以所述甘蓝型油菜矮杆材料做为父本，直接用于进行杂交育种。所述的应用，其中是以现有油菜品种为母本，以矮杆材料为父本，通过多代回交，将矮杆基因转育到现有品种中，培育矮杆油菜品种。所述的应用，其中是以现有农艺性状优良的不育系为母本，以矮杆材料为父本，通过多代回交，将矮杆基因转育到不育系中，培育矮杆油菜不育系，用于杂交配组。所述的应用，是以所述甘蓝型油菜矮杆株系做为父本，用于改良现有油菜丰产品种；或者以所述甘蓝型油菜矮杆材料做为父本，用于创制油菜不育系；或者以所述甘蓝型油菜矮杆材料做为父本，直接用于杂交育种。所述甘蓝型矮杆材料已由袁隆平农业高科技股份有限公司保存，并出售，编号为W7028。W7028矮杆材料的筛选过程为：称取甘蓝型油菜玻里马胞质雄性不育（polcms）的保持系2B种子250g，用自来水浸泡8小时，去掉干瘪漂浮的种子，使用适当体积的0.8%EMS溶液（需盖过种子）再浸泡16小时，浸泡结束后要用自来水连续冲洗10小时以清洗掉残留在种子表面的EMS，获得M1代种子。播种于湖南长沙油菜试验基地，株行距分别为25cm和33cm。于开花期套袋自交2000株，成熟期每10株混收，共获得200份M2种子。2011年9月下旬，以野生型甘蓝型油菜2B为对照，将200份M2种子进行点播，株行距分别为25cm和33cm，于苗期、开花期和成熟期观察和统计株高，筛选矮杆突变株、成熟后单株收取自交种子（M3代）。2012年10月初，以野生型甘蓝型油菜2B为对照，将突变体单株分小区进行点播，株行距分别为25cm和33cm，每个小区面积约为9.9m2。在开花期对遗传稳定的矮杆突变体套袋自交，成熟后单株收取自交种子（M4代）。从EMS诱变突变体库中筛选到植株变矮的突变株，编号为W7028。本发明具有以下有益效果：本发明所述的矮杆材料W7028，是利用EMS诱变甘蓝型油菜玻里马胞质雄性不育（polcms）的保持系2B，获得的一株矮杆突变材料。该材料植株矮，作为父本可导致杂交F1代半矮化，不影响主花序角果数及每角粒数，且具有抗旱特性，表明具有潜在的育种应用价值。本发明为油菜优良株型育种提供了新的材料。本发明所述矮杆材料在田间表现矮化，植株高80-90厘米，且具有抗旱性。该材料作为父本，可使杂交F1代植株矮化，但对主花序角果数及每角粒数无明显影响。因此，本发明提供的矮杆材料，在油菜育种中具有较大的开发潜力。附图说明图1：本发明油菜矮杆材料W7028和野生型2B植株表型；A,B处于营养生长期的W7028突变材料和野生型植株；C成熟期W7028突变材料和野生型植株；DW7028突变材料和野生型2B的果荚。图2：本发明油菜矮杆材料W7028和野生型2B植株对赤霉素的响应分析。图3：本发明油菜矮杆材料W7028和野生型2B植株对干旱的响应。具体实施方式：实施例1：矮杆油菜W7028的农艺性状鉴定1．农艺性状观察统计本发明涉及利用玻里马胞质雄性不育（polcms）的保持系2B进行化学诱变（甲基磺酸乙酯诱变）创制EMS诱变突变体库，从该突变体库中筛选获得一个矮杆突变材料W7028。保持系2B和矮杆突变材料W7028均由袁隆平农业高科技股份有限公司保存，并出售。对矮杆油菜W7028的表型和农艺性状进行了观察统计。营养生长期，矮杆油菜W7028的叶片匍匐在地面（图1A，B）、叶柄短、叶片类似甘蓝；成熟期，W7028植株比野生型2B矮小（图1C），而且开花延迟，有效分枝高度较低，但果荚长度无明显变化（图1D）。从统计结果可看出，野生型2B植株高度平均为187.28cm，而矮杆油菜W7028植株高度约100cm，比野生型矮44.4%（表1）；矮秆油菜W7028突变体的一次有效分枝数为6.83（野生型2B平均一次有效分枝数为6.67个）（表1），表明该突变体虽然植株变矮，农艺性状优良，因此具备潜在的应用价值。表l油菜矮杆突变材料W7028的主要农艺性状株高cm有效分枝高度cm一次有效分枝数主花序有效长度cm主花序有效角果数单株有效角果数每角粒数(个)保持系2B187.28±6.5879.36±7.946.67±1.2550.72±7.8864.83±5.83179.83±40.2122.22±2.62矮杆突变材料（W7028）92.39±6.85**5.83±0.26**6.83±1.6436.06±5.94**28.72±13.03**182.22±72.5016.28±1.79****：代表突变材料与野生型相比存在显著性差异，T检验的p≤0.012.矮杆油菜对赤霉素的反应植物赤霉素（GAs）是控制植株茎伸长的主要植物激素。为了初步确定筛选获得的矮杆突变材料W7028植株变矮是否与赤霉素信号通路受阻有关，我们将W7028突变材料的种子培养在不含或者含赤霉素（-/+GA3）的MS培养基中，检测了突变材料幼苗对外源GA3的反应。结果显示，GA3处理后，W7028突变幼苗与野生型一样高（图2），说明外源GA处理可回复突变体表型，因此初步确定W7028是一个与植物GA相关的突变株。实施例2：本发明油菜矮杆材料抗旱能力分析将矮杆油菜培养在22℃-23℃(日/夜)和16h/8h光周期下，白炽灯光照培养4周，停止对油菜浇水，进行10-12天的干旱处理，待土壤中的水分被干掉，直到野生型2B出现萎蔫现象，然后拍照记录。该实验重复3次，每次结果相似，表明该矮杆材料抗旱能力增强（图3）。实施例3：油菜矮杆材料在油菜育种中的应用我们以自交系C789为母本，W7028为父本进行杂交配组，并对F1代的农艺性状进行统计分析。试验中，将获得的F1代种子进行点播，株行距分别为25cm和33cm。次年5月，于油菜成熟期对突变体的7个主要农艺性状，包括株高、有效分枝高度、一次有效分枝数、主花序有效长度、主花序有效角果数、单株有效角果数、每果粒数进行测量和统计。每个突变株系测量10-20株，取平均值。采用t测验进行显著性差异分析。从表2中可看出母本C789植株高度约132.4cm，而杂交F1代油菜高度平均为116.9cm，比母本矮11.7%（表2）；杂交F1代的一次有效分枝数为5.2（母本C789平均一次有效分枝数为6.3个）；虽然单株有效角果数与母本相比有所降低，但是主花序有效角果数与母本相比无明显差异，并且每角粒数也无明显差异，因此利用该矮杆突变体配置的杂交组合适宜密植。表2本发明矮杆油菜用于配组的杂交F1代性状统计表株高cm有效分枝高度cm一次有效分枝数主花序有效长度cm主花序有效角果数单株有效角果数每角粒数(个)父本（W7028）80.8±4.331.5±2.34.5±0.645.3±5.831.5±2.3153.5±3.817±1.8母本(C789)132.4±5.747.7±4.96.3±0.853.4±4.258.2±5.2191±3619.4±2.5杂交F1代（C789xW7028）116.9±4.4*44.4±4.7*5.2±0.548.3±2.561.1±3.6161.4±12.2*19.7±0.8*：代表突变材料与野生型相比存在显著性差异，T检验的p≤0.05。当前第1页1 2 3