D型杂交稻恢复系主效恢复基因的剖分与遗传效应分析

 利用明恢63与D297A构建的近等基因系对D型杂交水稻恢复系主效恢复基因进行了剖分，连续回交7代后，经自交和测交筛选并结合农艺性状比较和SSR分子标记辅助选择，将明恢63的主效恢复基因剖分到具有D297A遗传背景的近等基因系818中，该近等基因系遗传背景与297A相似，SSR标记差异为1.5%。对近等基因系818恢复基因的遗传分析证明，该近等基因系具有一对主效恢复基因。近等基因系818与不同类型的不育系杂交后在不同生态地区的试验表明，近等基因系818所含单个主效恢复基因的恢复力与明恢63所含有的2对以上恢复基因的恢复力表现没有差异，并且在不同遗传背景和生态环境中的表现相似；单个主效恢复基因的恢复力在不同生态环境的表现稳定。     

水稻单片段代换系对两种不育细胞质恢复性的遗传分析

 由华南农业大学植物分子育种实验室选育的水稻单片段代换系S42对野败型（WA型）和夜公型（Y型）细胞质雄性不育系均具有较强的恢复性。以野败型不育系珍汕97A和Y型不育系Y华农A为母本,单片段代换系S42为父本进行杂交,采用分子标记辅助选择和连续回交的方法构建了两个BC3F2群体。利用与第1、10染色体上恢复基因Rf3和Rf4两侧紧密连锁的SSR标记,从这两个BC3F2群体中筛选携带有基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4的单株,对这些单株进行花粉和小穗育性观察,并利用205个多态性SSR标记对这些单株进行遗传背景分析,结果表明： 1）在同一细胞核背景下（S42）,WA型不育细胞质的可恢复性好于Y型不育细胞质,单片段代换系S42中的恢复基因Rf4的恢复力大于Rf3; 2）单片段代换系S42中的恢复基因对于珍汕97A和Y华农A表现出质量 数量性状的遗传。在单片段代换系S42中,除了主效恢复基因Rf3和Rf4外,微效基因或者修饰基因也表现出对珍汕97A和Y华农A的育性恢复作用,而且效应较大; 3）在构建的两个BC3F2群体中,基因型Rf3Rf3/rf4rf4和rf3rf3/Rf4Rf4单株的遗传背景片段数平均为1.1,对应于恢复基因Rf3和Rf4座位的代换片段平均长度分别为14.5  cM 和17.4  cM。     

CMS-D2恢复基因对陆地棉主要性状的影响

选用1对同质异核的哈克尼西棉细胞质雄性不育恢复基因近等基因系——保持系和恢复系为试验材料，分别在黄河流域棉区（河南安阳）和长江流域棉区（江西九江）2个生态点种植，对棉花苗期生长、全生育期主茎功能叶片光合生理指标、花药发育状况、产量及其构成因素以及纤维品质性状进行比较分析。结果表明：（1）恢复基因对棉花苗期生长、花药发育以及全生育期净光合速率无显著影响；（2）恢复基因对黄河流域棉区棉花产量性状具有显著的正效应，对长江流域棉花产量无显著影响；（3）恢复基因可以显著增加棉花纤维长度。本研究对棉花胞质不育恢复系的选育和改良具有一定的指导意义。     

在构建QPM近等基因系过程中对回交群体的SSR标记选择

优质蛋白玉米(QPM)遗传基础狭窄,以普通玉米自交系为遗传背景培育opaque-2近等基因系是QPM种质改良的重要途径。本文利用SSR标记技术,以opaque-2基因序列为背景开发的特异SSR引物phi057和umc1066作为标记,对构建中的95个QPM近等基因系回交群体BC1F1和BC2F1进行目标基因选择。结果表明,SSR标记phi057对大多数回交群体中的opaque-2基因的选择是有效的;在少数回交群体,如(多黄29×CA335)×多黄29,SSR标记phi057和umc1066不能区分单株间的基因型变异,针对这些材料,需要进行更深入的研究或开发新的SSR。     

温敏核不育基因在籼型三系遗传背景下的育性表达

用3个温敏核不育系培矮64S、6311S和360S与7个籼型质核互作型水稻雄性不育系及相应的保持系、3个恢复系配组,观察了51个组合的F1、19个F2及6个BC1的育性表现。结果表明：培矮64S温敏核不育性状由2对隐性基因控制,具有对质核互作型雄性不育系育性的强恢复基因;6311S温敏核不育性状由1对隐性基因控制,同时具有1对弱恢复基因;360S温敏核不育性状由1对隐性基因控制,但没有恢复基因。进一步利用4个细胞质雄性不育系/6311S组合F2群体中4个温敏核不育株与5个细胞质雄性不育系CMS配组,研究了杂交F1的育性,表明在可育细胞质背景下,三系恢复基因对温敏核不育基因的表达没有影响;在不育细胞质背景下,三系恢复基因是温敏核不育基因表达的关键。由此提出了选育不育细胞质背景的光温敏核不育系和温敏核不育背景的质核互作型不育系的策略。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育新材料RM5637A的遗传研究

以不育系RM5637A与Polima CMS和陕2A CMS的保持系，恢复系和核不育两型系以及116份国内外不同来源的甘蓝型油菜品种（系）作杂交试验。结果表明，RM5637A不育系是不同于Polima CMS和陕2A CMS及核不育两型系遗传背景的另一类细胞质雄性不育系统。不育性除受胞质不育基因控制外还受3对独立遗传并具有相同作用的重叠隐性基因控制，恢复源十分广泛，现有甘蓝型油菜中约有73．3％的品种（系）均为其恢复系。     

玉米C型胞质雄性不育恢复基因Rf5的抑制基因的发现与鉴定

利用一个含有单基因Rf5的恢复系6233与6个C型不育系杂交,发现杂交组合Cms-C77×6233表现不育,(Cms-C77×6233)×6233的育性表现1:1的分离,推测在不育系Cms-C77中存在一个显性抑制基因Rf-I,该基因只对恢复基因Rf5具有抑制作用。因此在玉米C型胞质雄性不育的三系选育过程中,为避免不育系背景中可能存在抑制基因的影响,应选择含有恢复基因Rf4的材料作为供体进行恢复系的选育工作,可以克服有些不育系的恢复系选育较难的问题。     

野生稻增产QTL导入9311之近等基因系的构建

以超级杂交中稻恢复系9311为受体和轮回亲本,马来西亚普通野生稻(O.rufipogon)为增产QTL yld1.1和yld2.1的供体进行杂交和连续回交,各世代采用分子标记辅助选择,至BC6F1后自交,得到BC6F2群体,通过分子标记检测,获得分别携带野生稻增产QTL yld1.1、yld2.1及同时携带yld1.1和yld2.1的3套近等基因系.对同时携带yld1.1和yld2.1的近等基因系进行遗传背景分析,发现其与受体9311的遗传组成有93.9%一致.田间试验表明,野生稻增产QTL近等基因系的产量均高于受体,说明将野生稻增产QTL转移至杂交稻恢复系中,能提高其产量水平,且2个QTL的增产效果大于单个QTL的效果.     

小麦K-CMS恢复系1BL/1RS和非1BL/1RS核型的鉴定及育性恢复基因的效应分析

为给K型小麦细胞质雄性不育系(K-CMS,本文简称K型不育系)的易恢性及恢复系的恢复度研究提供参考,以三个K型不育系及69份恢复系为材料,综合采用特异性分子标记及醇溶蛋白的A-PAGE检测方法对恢复系进行1BL/1RS核型鉴定,并初步推断恢复系恢复基因的遗传组成及其效应。结果表明,69份恢复系材料中,有65份属于非1BL/1RS类型(占94.2%),4份属于1BL/1RS类型(占5.8%);三个K型不育系的易恢性强弱依次为KTM3315A、KTP3315A、K3315A,且三个不育系间无显著差异。各恢复系间的恢复力表现出较大差异,其中恢复系KR8-1-2的恢复能力较强且稳定。初步推测K型不育系的育性恢复主效基因多位于1BS染色体上,恢复基因Rfv1效应约为60%,恢复基因Rfv2的效应约为10%。     

利用SSR分子标记辅助选择构建QPM近等基因系

利用分子标记辅助选择构建QPM近等基因系,以phi057为特异性引物,对90个回交群体各世代进行选择,构建出一批来自不同遗传背景的QPM近等基因系。结果表明,引物phi057在QPM与普通玉米自交系间表现多态性,能准确区分O2O2、O2o2和o2o2这3种基因型。因此,利用微卫星标记引物phi057在QPM与普通自交系杂交、回交世代中进行o2基因的选择是可行的。实验中的大部分材料在回交5～6代后与轮回亲本的农艺性状极为相似并稳定下来。经卡方检验,OO和Oo的分离比例为1∶1,符合孟德尔遗传分离比例。     

粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因功能标记的开发与应用

 为提高粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因的选择效率,在前人克隆的基础上,根据其恢复系与不育系在Rf1a位点574 bp的碱基插入/缺失,设计出功能标记InDel Rf1a。利用该标记对不同地区来源的72份籼、粳稻材料进行检测,结果表明所有的常规籼稻品种、恢复系及保持系在Rf1a位点并不存在缺失,其基因型为Rf1aRf1a。这些材料对粳稻BT型细胞质雄性不育系具有恢复育性的作用;而绝大多数常规粳稻品种（爱知106和伊粳12号除外）在该位点存在缺失,其基因型为rf1arf1a,它们对BT型细胞质雄性不育系具有保持不育的能力。同时,为进一步验证该标记对不同基因型的检测效果,利用其对粳稻恢复系、不育系、杂交组合以及863A/宁恢 8号 F2分离群体的DNA进行扩增,根据其电泳带型可准确区分出Rf1a位点的3种基因型。     

分子标记辅助选择改良C418对红莲型粳稻不育系的恢复力

【目的】高效选育红莲型(Honglian,HL)粳稻恢复系有助于HL型杂交粳稻育种,对促进三系杂交粳稻的发展具有重要的意义。【方法】Rf6是一个HL型恢复基因,来源于HL型籼稻强恢复系9311。前期研究中,在以9311为供体、日本晴为受体的一套染色体片段代换系中鉴定出携带Rf6的株系R1093。本研究利用R1093与BT型粳稻恢复系C418(携带Rf1)杂交,通过常规回交育种结合分子标记辅助选择技术,将Rf6导入C418中,进行Rf6与Rf1聚合育种;利用BT型、HL型六千辛A进行测交鉴定改良系的恢复力。【结果】共获得12个BC₃F₄株系和55个BC₄F₃株系,其中6个改良系的农艺性状已基本接近C418;测交鉴定结果表明聚合Rf6的改良系对HL型粳稻不育系的恢复度达到85%以上,可应用于水稻生产;对BT型粳稻不育系的恢复度提升效果不显著。【结论】聚合Rf6能有效改良BT型粳稻恢复系对HL型粳稻不育系恢复力,是选育HL型粳稻恢复系的一条重要途径。     

ＢＴ型细胞质雄性不育恢复基因的基因定位

 以典败率、圆败率、染败率、花粉育性和小穗育性为育性指标，对BT型细胞质雄性不育系731A、恢复系C9083以及731A/C9083的F1、731A//731B/C9083的三交F1等亲本和杂种群体的育性进行调查分析，并以731A//731B/C9083的三交F1群体为材料进行RFLP和微卫星标记分析，进行基因定位。结果表明，C9083具有1个主效的显性恢复基因。选用第10染色体上的7个RFLP和微卫星标记分析两个亲本，有3个RFLP标记在两个亲本间有多态；选用其中的C16和G291分析731A//731B/C9083的三交F1中的各个单株的结果表明，这两个RFLP标记与C9083的恢复基因连锁，C16与这个恢复基因之间的交换值为19.3%，G291与这个恢复基因之间的交换值是14.0%， C9083的恢复基因与已报道的BT型细胞质雄性不育恢复基因Rf1可能等位。     

油菜抗咪唑啉酮性状的遗传及其应用

以抗咪唑啉酮类除草剂油菜M9选系M9-2、M9-3、M9-11、M9-14和MI CMS (陆奥-五十铃细胞质雄性不育) 恢复系N221、N340、N341为亲本材料配制杂交组合,研究抗性遗传。结果表明,咪唑啉酮抗性为显性性状,由1对核基因控制,抗性基因在F2和BC1群体遵循孟德尔遗传规律。因此,应用杂交、回交等常规育种方法可将抗性基因导入目标品种。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育MI CMS的育性归类

利用鞯蓝型油菜细胞质雄性不育ＭＩ ＣＭＳ系统双低不育系及其保持系和恢复系,研究不育系与恢复系杂交后代中不同育性级别植株的育性归属。结果表明不同育性级别植株的花粉数量、分生活力、自交结实率等左异,因而育性分级标准中的１级、２级和３级植株均应归入不育株类,仅４级植株为可育株。根据这一归类方法,ＭＩ ＣＭＳ恢复基因条例一对显性基因的遗传模式。     

大豆M型细胞质雄性不育恢复基因标记定位

鉴于与恢复基因紧密连锁的分子标记在分子辅助选择育种中的应用前景,采用SSR标记法定位大豆CMS恢复系WR016的恢复基因.根据(W931A×WR016)F1、F2的植株育性,分析表明大豆M型不育系统为单基因配子体不育.由于大豆M-CMS恢复系WR016的恢复基因定位在A1连锁群上,利用A1连锁群上的大豆SSR引物对不育系W931A和恢复系WR016构建的F,分离群体进行分析,获得了与恢复基因连锁的三个标记Satt684、Satt276和Sat545,遗传距离分别为29.5cM、10.7 cM和14.1 cM.虽然10.7 cM还是一个较远的距离,但为进一步精确定位恢复基因,并最终克隆恢复基因打下了基础.     

粳稻野败型细胞质雄性不育恢复系SWR78的恢复基因定位

 利用野败(WA)型粳稻广亲和不育系苏秋A和广亲和广谱型恢复系SWR78配组,根据F2与BC1F1群体的育性分离情况,初步推测WA型苏秋A的育性恢复至少由3对基因控制。选取F2群体中无染色花粉植株,采用隐性基因组分析法进行恢复基因定位,将其中1个主效基因Rf4定位于第10染色体长臂上,与标记RM5629、RM5373、STS10 17和STS10 18分别相距0.17、0.03、0.03和0.07 cM。Rf4位于标记RM5373与STS10 17之间,两标记间的物理距离为78 kb。