植物遗传资源科学(Joural of Plant Genetic Resources)

 

甘蓝型油菜雌性不育突变体FS-M1的形态特征

　

戚存扣 高冠军

(江苏省农业科学院经济作物研究所，南京 210014)

　

摘要 从甘蓝型油菜低芥酸黄籽品种宁油10号自交后代发现雌性不育突变体，定名为FS-M1。形态特征观察结果，FS-M1植株生长正常，花器外形正常，雄蕊、蜜腺发育完全，花粉功能正常。但雌蕊异常，表现为花柱短小，柱头开裂分叉成双柱头状，子房扁平，存在授粉障碍，天然授粉结角率只1%左右，强制性自交结角率＜5%，每角结籽数为1～5粒。文中对FS-M1在细胞质雄性不育系杂交制种中的应用前景进行了讨论。

关键词 甘蓝型油菜；雌性不育；突变体

　

甘蓝型油菜(Brassica napus L.)为十字花科芸薹属植物重要栽培种之一［1］。具有雌蕊先熟的特性，开花前3～4天剥蕾授粉，结实率亦较高。雄性不育现象(细胞质雄性不育和细胞核雄性不育)在芸薹属作物中普遍存在［2］。应用芸薹属作物的雄性不育性，可利用杂种优势，提高油菜产量［3，4］。雌性不育现象在芸薹属作物中鲜有报道。本文主要报道甘蓝型油菜雌性不育突变休FS-M1的发现经过及其特征特性鉴定。

　

1 FS-M1的发现经过 1996年油菜结角期，在宁油10号(原名Ⅰ1136)的153个株系中(4行区，每行18～20株)发现编号为1079的株系中有3株异常株，每株只结少数几个角果，且角果肥大，每个角果有种子1～5粒不等。成熟时作为自交不亲和植株单收。1997年在亲本圃中种植这些异常株，整个生育期并未发现生长异常现象。结角期部分植株结角异常，初步判断并非自交不亲和现象。仔细观察发现雌蕊外形特征异常，主要表现为子房扁平，柱头短。雄蕊发育正常，剥蕾自交或强迫自交，结角率为5%左右，每角也只能产生少数几粒种子。初步认为雌蕊存在育性障碍，是雌性不育突变体，定名为FS-M1。1998年在亲本圃继续种植自交种，对其后代的花器特性进行进一步鉴定。

　

2 FS-M1花器特征

观察结果，甘蓝型油菜雌性不育突变体FS-M1的花器外形基本正常(图1a)，花瓣大小与正常株相似，且蜜腺发育正常，花器官解剖观察结果表明FS-M1雄蕊发育正常。而雌蕊外形发育异常(图1b)，主要表现为雌蕊短小，尤其是柱头部分明显短于对照。测量结果，FS-M1的雌蕊长为0.795cm，而对照宁油10号雌蕊长0.955cm，两者相差0.16cm。而FS-M1的雄蕊发育充分，竟比正常株的雄蕊长0.27cm(表1)。FS-M1♀/♂比为0.62，而正常株为0.94，差异显著。从外形上看FS-M1柱头顶部开裂，发育不正常，子房扁平，但剥开子房可见到发育正常的胚珠。由于柱头发育畸变形成结构性障碍，导致雌蕊不能正常完成受精功能。开花结束后，子房便停止发育(图2)，成熟时植株上几乎见不到正常角果。FS-M1的单株角果数少于15个，结角率仅在1%左右，每角平均结籽3粒左右。分别相当于对照的5%和15%。FS-M1除雌性器官外，花器其它部分发育均正常。初步观察，FS-M1的雄蕊发育正常，生活力较高。有关FS-M1雌性不育特性遗传及应用有待深入研究。初步设想，可将细胞质雄性不育三系的恢复基因导入该雌性不育材料。由于它可向不育系提供带恢复基因的花粉，而本身不产生或生产极少量种子，这样可考虑将其按一定比例与不育系混播进行杂交制种，有望大幅度提高制种产量。收获时，由于FS-M1恢复系结角特性特殊，完全可将其与不育系区分开来，单独收获留种。由于雌蕊发育的结构性障碍，FS-M1自身繁殖比较困难。需要通过遗传和生理研究，寻找繁殖FS-M1的途径和方法。

　

表 1 FS-M1与宁油10号雌雄蕊长度比较Table 1 Comparison of length of pistil and stamen between FS-M1 and Ningyou 10

编号

Code

FS-M1(cm)

宁油10号Ningyou10(cm)

♀

♂

♀/♂

♀

♂

♀/♂

1

0.80

1.20

0.67

0.90

1.15

0.78

2

0.78

1.30

0.60

0.95

1.10

0.86

3

0.80

1.30

0.62

1.00

1.05

0.95

4

0.80

1.30

0.62

1.00

1.05

0.95

5

0.85

1.30

0.65

1.00

1.10

0.91

6

0.75

1.30

0.58

1.00

0.95

1.05

7

0.80

1.30

0.62

0.95

1.10

0.86

8

0.80

1.20

0.67

0.90

0.90

1.00

9

0.80

1.35

0.59

0.90

0.85

1.06

10

0.80

1.25

0.64

0.95

0.90

1.06

x

0.795

1.28

0.62

0.955

1.015

0.94

　

参考文献

1 刘后利.实用油菜栽培学.上海：上海科技出版社.1987，70～78

2 Toshio Shiga.Male sterility and cytoplasmic differentiation,in:Edited by S.Tshnoda,K.Hinata and C.Gomez-Campo.Brassica Crops&Wild Allies.Tokyo:Japan Scientific Sociaties Press.1980,205～220

3 傅廷栋.论油菜的起源进化与“三系”选育.中国油料.1989，(1)：7～10

4 李树林，钱玉秀，周熙荣.甘蓝型油菜细胞核雄性不育性的遗传验证.上海农业学报.1986，2(2)：1～8

　

　

Morphological characteristics of a female sterile

mutant in Brassica napus

　

QI Cunkou GAO Guanjun

(Institute of Industrial Crops,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing,210014)

　

Abstract A female sterile mutant named FS-M1 was segregated from a consecutive selfing progeny of Ningyou 10(Brassica napus L.).The mutant grows well,forms normally morphological flower with fully developed stamens and nectars.Despite viable pollens can shed,the pistal of the mutant is abnormal,showing a short stylus and a flat ovary with a folk-like stigma,and obstruct the pollination.Therefore pods setting rate of the mutant was lower under the condition of natural open pollination and was not over 5%even imposed pollination was made.It can produce 1～5 seeds per pod in average.The implication of the mutant in hybrid seed production is discussed in this paper.

Key words Brassica napus;Female sterile;Mutant