[发明专利]一种创建抗跳甲白菜型油菜资源的方法

说明书

技术领域

本发明属于农作物遗传成分导入领域，尤其涉及一种创建抗跳甲白菜型油菜资源的方法。

背景技术

白菜型油菜为油菜三大类型之一，学名Brassia rapa。包括原产中国的芸薹和油白菜。中国又称小白菜、矮油菜、甜油菜等。染色体组为AA，n＝10。

芥菜型油菜，学名Brassica juncea俗称油辣菜，籽粒细小，多为金黄色或暗红色，含油量高，芥菜型油菜具有耐瘠性强等特点，其基因组组成为AABB，n＝36。

跳甲，俗称“土崩子”“土跳搔”，以危害十字花科蔬菜幼苗为主，亦危害茄果类、瓜类、豆类蔬菜，春季发生严重。

芥菜型油菜和白菜型油菜属于芸薹属两个不同的栽培种，其中芥菜型油菜为异源四倍体，基因组为A^jA^jBB，白菜型油菜为二倍体，基因组为A^rA^r。两个栽培种的A染色体属于同源染色体，但是在长期的进化过程中产生了较大的遗传差异。青藏高原是芥菜型油菜的起源中心之一，境内分布着非常丰富的芥菜型油菜种质资源，其中一些资源具有早熟、抗旱、黄籽、大粒、抗虫等特性，比如炉霍小油菜具有早熟性，牛尾梢具有抗旱性，严小村芥菜具有抗跳甲特性。目前一些高海拔、高纬度的春油菜区生产上种植的还是上世纪八十年代培育的白菜型油菜常规品种，如门源小油菜、浩油11号、青油241等少数几个品种。

白菜型油菜的抗逆性、产量和品种更新速度远远落后于甘蓝型油菜，这一情况严重阻碍了白菜型油菜产区的农业增产增收。

造成这一问题的其中一个原因是长期种植少数几个白菜型油菜品种导致专一性病虫害发生逐年严重，例如跳甲是春油菜区油菜苗期主要害虫之一，而现有白菜型油菜品种普遍不抗跳甲，这也是导致其减产的主要原因。

传统的通过芥白种间杂交创建白菜型油菜种质资源的方式主要是以染色体数目多的芥菜型油菜(2n＝36)作母本，以染色体数目少的白菜型油菜(2n＝20)作父本进行种间杂交。以此方式获得的杂种F1基因组为AⁿA^rC，其表现为雄性高度不育，雌性部分可育，以自交的方式不能获得种子，即使以白菜型油菜亲本对F1回交，仅能得到少量种子。回交后代往往育性差，稳定慢，大约回交后再自交两代才能获得新型白菜型油菜，全过程至少需要四个年度才能够达到改良目标，因此需要的育种周期较长。

黄条跳甲成虫俗称蹦蹦虫、菜蚤、土跳蚤、地蹦子等，幼虫称白蛆。在青海、新疆等干旱地区，危害最为严重，该跳甲对春油菜的幼苗造成危害，虫害可导致减产10％～30％，是影响高产、稳产的一个关键因素。跳甲开始危害一般发生在4月下旬(温度在15～20℃)，此时油菜正处于幼苗期(子叶期到2片真叶之间)，跳甲可将子叶和生长点全部吃掉，常造成成片枯死，大面积缺苗，植株畸形、主茎缺失、导致大幅度减产甚至全田毁种。

研究表明，芥菜型油菜普遍有较强的抗跳甲特性，尤其“严小村”芥菜抗性最强，甘蓝型油菜次之，白菜型抗性最差(余青兰等，2012)。

理论上，通过种间杂交创建白菜型油菜新资源的途径主要包括细胞质替换和核基因组的遗传物质渗入。芥白杂种后代的核基因组遗传物质渗入主要以A基因组转移、A基因组内同源重组和A基因组与B基因组间部分同源重组为媒介。

芥菜型油菜具有A基因组，和白菜型油菜杂交后代自交或与白菜型油菜连续回交的过程，A染色体在减数分裂终变期能够始终处于二价体的配对状态，而B染色体在后代的减数分裂中会逐渐被消除，这为通过芥白种间杂交创建新的白菜型油菜资源提供了可能性。

芥菜型油菜的A^j染色体和白菜型油菜A^r染色体属于同源染色体，A^j经异源多倍化后在漫长的进化过程中早已发生了大量的基因组改变，与现有白菜型油菜的A^r染色体具有较大的遗传差异，因此在芥白杂种及其后代的减数分裂中A基因组同源重组是促进遗传物质向白菜型油菜渗入的重要因素(Chen等，2007)。Choudhary等在芥菜型油菜和白菜型油菜杂种F1(AAB)减数分裂中发现了由A、B染色体部分同源配对引起的终变期多价体和后期I的染色体桥。以上研究表明，A、B染色体之间具有一定的亲缘关系，这为通过部分同源重组促进遗传物质向白菜型油菜渗入提供了可能。