甘藍型油菜隱性上位互作核不育系統不育系材料選育中常見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 550018)

甘藍型油菜隱性上位互作核不育三系是指不育系、臨保系、恢復系。陳鳳祥等[1]、孫超才等[2]報道了甘藍型油菜隱性上位互作核不育系的不育性受2對重疊基因和1對上位基因抑制，并對隱性核不育三系的遺傳做了較為系統的研究，結果表明，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)兄妹交可產生純合B株和純合不育系RRmmnn，純合不育系和臨保系雜交產生全不育系Rrmmnn，全不育系與恢復系(MM----或NN----)雜交產生雜交種。在育種實踐中，有利用價值的是純合B 株、雜合B株(RrMmnn或RrmmNn)、純合A株、雜合A株Rrmmnn、臨保系單株。

甘藍型油菜隱性上位互作核不育的育性受3對基因控制，其分離較雙隱性核不育系更加復雜，特別是分離后代會出現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、耗時更長。不育系材料的選育，傳統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的不育株分離比例，并依據遺傳機理推斷其上一代基因型。以便于開展選育工作。

1 自交下一代常見的不育株分離比例及其基因型判斷

1.1 出現1/4不育株率

自交一代出現1/4不育株分離，其基因型應為RRMmnn或RRmmNn，即純合B株，其基因型分布見表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3/16不育株率

自交一代出現3/16不育株分離，其基因型應為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，在該株行進行大量的兄妹交，可以同時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1/16不育株率

自交一代出現1/16不育株分離，其基因型應為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1/2不育株分離，對應的可育株即為純合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3/64不育株率

自交一代出現3/64不育株分離，其基因型應為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 雜交下一代常見的不育株分離比例及其基因型判斷

在雜交代常見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1/2不育株率

雜交一代出現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。但在該株行測交，純合A株與純合B株和與雜合B株雜交一代表現都是1/2不育株分離，雜合A株與純合B株雜交一代表現是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存在純合及雜合的A株和B株，通過該株行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1/2不育株率分離，因此，不能用雜交一代出現1/2不育株率就確定找到了純合兩型系。

2.2 出現3/8不育株率

雜交一代出現3/8不育株分離，應為雜合A株Rrmmnn與雜合B株RrMmnn雜交。其基因型分布見表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株是臨時保系，或直接用已知的純合兩型系A株測交可育株，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1/4不育株率

雜交一代出現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。該株行也因同時存在純合及雜合的A株和B株，通過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1/4不育株分離的第二種可能一樣，難以通過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1/4不育株率的株行的基因型分布來看，在這些株行都不可能篩選到臨保系。

2.4 出現3/16不育株率

雜交一代出現3/16不育株分離，應為雜合A株Rrmmnn與基因型為RrMmNn的單株雜交。其基因型分布見表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株與可育株測交，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育材料中沒有受到雙隱性不育、質不育等其他授粉控制系統干擾的基礎上，因此在轉育隱性上位互作核不育系材料時，一般建議都是用優良的常規材料進行轉育，而不宜用雙隱性核不育兩系的B株等直接作為轉育材料，即使要用雙隱性核不育兩系B株，也需要通過純化。

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

在實際育種實踐中，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，在雜交一代會出現的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1/2和1/4不育株分離的都有3種可能。筆者在育種實踐中通常利用已有的臨保系，A株在兄妹交的同時與臨保系測交，一般同時測交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，篩選與臨保系測交所有株行均為全不育株行選育純合兩系。

在筆者育種實踐中，用華中農業大學開發的共顯性分子標記可以對9012 A、20118 A等系統相近的轉育材料進行較為準確的上位基因分子標記，明顯提高了育種效率。但對來源較遠的隱性上位互作核不育材料，則該標記未能檢測到擴增產物，因此有必要通過不育株分離推斷基因類型，以便選擇選育途徑。