甘肃省农业科学院杂交小麦研究掠影

20世纪90年代以来,开展了细胞核雄性不育及其杂交小麦利用研究,在国内首次发现了细胞核雄性不育突变体——“兰州核不育小麦”,将其不育基因mslg定位于4B短臂上;利用染色体工程技术,创建了“4E—ms杂交小麦生产体系”,由此实现核不育系的细胞遗传学途径的特殊蓝粒标记,开创了核不育杂交小麦利用新途径。相关研究获甘肃省科技进步三等奖1项、国家发明专利1项,发表SCI论文2篇。     

矮败蓝标型小麦的选育

利用蓝粒太谷核不育硬粒小麦附加系89—2343(AABB 4D／4E)与普通小麦7739—3(2n=42)杂交、回交所产生的蓝粒可育株与白粒矮败材料杂交、回交，育成了一份矮败蓝粒小麦附加系(2n=43)。选用13份遗传背景不同的白粒普通小麦与之杂交、回交，育成了13份矮败蓝粒小麦。对13份矮败蓝粒后代的粒色和育性分离进行分析，蓝粒矮败不育株占22.1％，白粒非矮秆可育株占77．7％．可能表明蓝粒基因、Ms2和Rht10均位于附加染色体上，且连锁紧密；但不同轮回亲本，矮败蓝粒的传递率有差异。     

蓝标型矮败小麦的创制及利用

以蓝粒太谷核不育硬粒小麦附加系89-2343(AABB 4D/4E)与普通小麦7739-3(2n=42)杂交、回交所产生的蓝粒可育株与白粒矮败材料杂交、回交,育成了矮败蓝粒小麦附加系98-266.利用97-866为基础,转育成8份不同基因背景的新蓝标矮败小麦,并对这8个蓝标矮败小麦的粒色和育性分离及杂种优势进行了分析.结果表明,蓝粒不育株变幅为20.6%～23.8%,平均为22.3%;白粒非矮秆可育株占77.6%,其他类型仅占0.1%,表明蓝粒基因、Ms2和Rht10均位于附加染色体上,且连锁紧密;但不同轮回亲本,矮败蓝粒的传递率有差异;而同一轮回亲本在年份间的蓝粒不育株传递率差异不显著.同时,对蓝标型矮败小麦的杂种优势进行了探讨.     

小麦矮败蓝标型不育系“97—866”选育及利用前景

为了获得以种子颜色为标记的普通小麦雄性不育系,沿用1989年选育的硬粒小麦蓝粒标记显性不育基因单体附加臂间易位系“89－2343”（2n=29,AABB 4D^ /4E)作母本,以普通小麦4E二体附加系“小偃蓝粒”（2n=44,AABBDD 4E Ⅱ）和“7739－3”蓝粒可育株（2n=42)为父本不断回交。接着又用普通小麦白粒可育株与回交后代的蓝粒不育株杂交,测定蓝粒和白粒的育性。在10268个穗行的田间鉴定中,1997年育成普通小麦矮败蓝标型不育系“97－866”。细胞学分析结果表明,“97－866”的遗传基础是Tal`Rht10和蓝粒基因位于同一染色体上的单体附加系。蓝粒不育株传递率为19．1％,白粒可育株占80．9％。据此,对蓝标型不育系的利用前景进行讨论。     

2份4 E-ms小麦雄性核不育系及其保持系的表现

报道了2份4 E-ms小麦雄性核不育系及其保持系2003-2004年度在四川绵阳的表现.分析认为,这2份4 E-ms小麦雄性不育系及其保持系在四川绵阳还未达到应用程度的价值.在穗部性状及条锈病的抗性方面,都需要加以改造.不育系自交结实率更是应该重视的改造重点.另外,如何将保持系自交后代分离产生的3种粒色籽粒(白粒、浅蓝粒、深蓝粒)进行有效分开,是其在生产中应用的关键技术之一.     

太谷核不育小麦标记蓝粒性状研究初报

1985年开始用转育稳定的太谷核不育小麦7739—3、贵毕农等15个品种(系)与硬粒小麦V6、V9等杂交,同时又用硬粒小麦V6、V9等13个品种作母本与5912—粒色深蓝杂交,对它们的后代进行复合杂交,并用硬粒小麦作轮回亲本,不断与蓝粒核不育株杂交。1989年在{[(核不育7739—3×硬粒小麦混粉)×(硬6×5912—粒色深蓝)]×硬6}×硬粒小麦混粉的后代中获得15粒蓝粒全不育株,58株白粒可育株。     

大白菜核不育复等位基因的鉴定与分布

为摸清大白菜核不育复等位基因在3种生态型大白菜品系中的分布特性,利用基因型为MsMs的大白菜纯合显性雄性不育株为母本,与68个正常可育的直筒、卵圆和平头型大白菜可育品系杂交,统计后代育性分离比例,鉴定各品系基因型,计算不同生态型可育品系在核不育位点上的基因频率和基因型频率。结果表明,直筒型大白菜可育品系以纯合隐性基因型msms为主,占71.43%。可育基因ms频率为76.79%,恢复基因Msf频率为23.21%;卵圆型大白菜可育品系3种基因型MsfMsf,Msfms和msms分别占42.42%,39.40%和18.18%。Msf基因频率为62.12%,ms基因频率为37.88%;平头型大白菜可育品系以纯合隐性基因型msms为主,占57.14%。Msf基因频率为33.33%,ms基因频率为66.67%。直筒型和平头型大白菜可育品系的核不育复等位基因位点上以ms基因为主,而卵圆型大白菜可育品系的核不育复等位基因位点上以Msf基因为主。     

1B/1R类型的K型小麦雄性不育体系初步研究

为在小麦生产上利用杂种优势,自50年代以来,世界上先后发现了二十多种近亲植物细胞质的小麦雄性不育体系,其中 T 型不育系是小麦杂优育种的主要基础材料。二十多年的实践表明,T 型不育系在普通小麦品种群体中恢复系极少,T.timopheevi 胞质与大多数小麦核基因型互作造成不育系种子皱缩,增加了研究的难度。70年代     

大白菜雄性核不育复等位基因的鉴定

为了摸清大白菜核不育复等位基因在3种生态型大白菜品系中的分布特性.利用基因型为MsMs的大白菜纯合显性雄性不育株为母本.与68个正常可育的直筒、卵圆和平头型大白菜可育品系杂交.统计后代育性分离比例,鉴定各品系基因型,计算不同生态型可育品系在核不育位点上的基因频率和基因型频率.结果表明:直筒型大白菜可育品系以纯合隐性基因型msms为主,占71.43%:可育基因ms频率为76.79%,恢复基Ms频率为23.21%.卵圆型大白菜可育品系3种基因型Ms/MsfMsfms和msms分别占42.42%.39.40%和18.18%;Msf基冈频率为62.12%,ms基因频率为37.88%.平头型大白菜可育品系以纯合隐性基因型msms为主,占57.14%:Msf基因频率为33.33%,ms基因频率为66.67%.直简型和平头型大白菜可育品系的核不育复等位基因位点上以ms基因为主.而卵圆型大白菜可育品系的核不育复等位基因位点上以Msf基因为主.     

无蜡粉型青梗菜核基因雄性不育系转育研究

为选育叶面无蜡粉型优质青梗菜核基因雄性不育系用于杂种优势育种实践,以叶表有蜡粉的复等位基因遗传的小白菜核基因雄性不育系GMS107为不育源,叶表无蜡粉的青梗菜自交系华-101为转育目标品系,在探明蜡粉有、无性状遗传规律及与雄性不育性遗传关系的基础上,采用连续回交转育性状的同时测交筛选基因型的方法,结果表明:育成了不育度和不育株率均为100%、植物学性状与华-101相近的无蜡粉型青梗菜雄性不育系,并用其配制出杂交组合.证明了本项研究采用的"定向转育方法",可以实现不育性及其他性状的同时转育,首次获得了不育株率和不育度均达100%的无蜡粉型青梗菜核基因雄性不育系.     

Approaches for Preventing the Male Sterllity Fluctuation of Photo-thermo-sensitive Genic Male Sterile Lines in Rice

The male sterility fluctuation of photo-thermo-sensitive genic ma1e sterile〔P(T) GMS〕lines induced by low air temperature is a key problem troubling the application of two-line system hybrid rice. The paper suggests to solve this problem by the breeding approeches, i.e, developing low sterile critical temperature P(T)GMS lines, herbicie resistant restorer lines, herbicide sensitive P(T)GMS lines and tetracycline-conditioned P(T)GMS lines to ensure the hybrid purity; and by the hybrid seed production techniques, i.e, taking the correct procedure of foundation seed production, the suitable district and season for hybrid seed production and the deep irrigation method against cold weather in high summer.     

超级杂交稻育种的创新思维与实践

超级杂交稻育种的创新思维提出了超级杂交稻育种三步法设想,即超级亲本选育——超级杂交组合选育——超级杂交制种,并详细阐述了各步骤的标准和实现其目标的技术路线;提出了水稻光温敏不育机理新设想:即水稻光温敏核不育系育性转换是主效不育基因与其位置相近的发育感光基因或(和)发育感温基因相互作用的结果,不育基因位点(微效不育基因)可影响两用核不育系的不育起点温度的高低.按照超级杂交稻育种三步法的技术路线,成功选育了父本996和两用核不育系C815S两个超级杂交稻亲本,利用前者选育出适合长江中下游稻区作双季早稻种植的超级杂交早稻组合陆两优996,用后者选配出C两优87和C两优396等增产幅度大、极有应用前景的超级稻新组合.遵循水稻光温敏不育系选育的技术路线,育成C815S,P88S和9771S等实用的水稻两用核不育系.     

甘蓝型油菜乳白花突变体的发现

在隐性上位互作核不育临时保持系12-148TAM中发现了乳白花自然突变体,经4～5代自交,同时测定其保持率,选育出乳白花临保系WF12-148TAM。经初步遗传分析,该乳白花性状由单隐性核基因控制。其对油菜生长没有明显的负效应,是一个优良的新型形态标记性状,在杂种优势利用中有良好的应用前景。     

2份4 E-ms小麦雄性核不育系及其保持系的表现

报道了2份4E—ms小麦雄性核不育系及其保持系2003—2004年度在四川绵阳的表现。分析认为,这2份4E-ms小麦雄性不育系及其保持系在四川绵阳还未达到应用程度的价值。在穗部性状及条锈病的抗性方面,都需要加以改造。不育系自交结实率更是应该重视的改造重点。另外,如何将保持系自交后代分离产生的3种粒色籽粒（白粒、浅蓝粒、深蓝粒）进行有效分开,是其在生产中应用的关键技术之一。     

小麦BNS雄性不育显性遗传方式的观察与分析

BNS(Bai-Nong sterility)是一个对温度敏感的小麦雄性不育系,有完全的不育性和高自身转换性,在小麦杂交育种中有重要利用价值。为探讨该不育系的遗传方式,用该不育系与455个正常可育小麦品种杂交,结果发现F_1代套袋自交结实率从0到91%非正态连续分布,平均值24.52%,其中与BNS自交结实率相同的高不育组合占总组合数的15.42%,达到父本育性水平的高恢复组合占0.88%,其余是由低到高的部分不育组合。用F_1典型不育组合正反交,结果发现反交组合自交结实率虽提高显著,但远不达可育水平,仍是不育类型,表明BNS是核不育,不是质核互作不育。在核不育模式下,由于F_1有大量不育组合,表明BNS的不育性在F_1具有显性特征,由于F_1也有完全恢复组合,表明这些组合的父本中有恢复基因,且是非等位的。因此,BNS的不育性应是显性不育和非等位显性恢复的遗传模式。用F_1典型不育组合的F_2估计不育主效基因是2对,典型恢复组合F_2估计恢复主效基因也是2对。在2对显性不育基因和2对显性恢复基因的核遗传方式下,推断BNS、不育保持父本、不育恢复父本的基因型,然后用自交法和测交法检测后代分离,其中测交法用BNS测交可育组合的F_1基因分离,用无恢复基因的"郑麦366"测交不育组合F_1基因分离,4年共观察了16个F_2自交组合,20个Ft测交组合,结果表明,F_2和Ft的自交结实率不育与可育分离比与理论期望分离比均吻合,说明BNS的"显性不育和非等位显性恢复"遗传模式成立。     

普通小麦与簇毛麦的属间杂种及其双二倍性个体的形态学和染色体配对

通过远缘杂交和秋水仙碱溶液的加倍，获得了普通小麦（AABBD）与簇毛麦（VV）的属间杂种和五株双二倍性个体。该四倍体杂种F1（ABDV）形态类似于母本普通小麦，但也表现出穗轴易断和颖上具绒毛等簇毛麦的特征。减数分裂配对研究指出，在簇毛麦的不同基因型组合中，可能存在一个多基因系统控制部分同源染色体的配对。双二倍性个体仅有两株发育至成熟，它们皆为非整信体。一株为某一染色体的单体（2n＝55）；另一株为一自然回交的个体（Zn＝49）。不管是F1杂种或者是其双二倍性个体，减数分裂后期都表现为不正常分裂。在本期Ⅱ主要产生多分体或多分体，而不是四分体，导致雄性不育，而双二倍性个体则部分雌性可育。因而对其双二倍性个体进行回交，易产生后代。另外，本文还阐明了合成八倍性双二倍性植株在遗传研究中的优越性。     

一种普通小麦光温敏不育系的发现及初步研究

291S是笔者在普通小麦新品系西农291中发现的自然突变的雄性不育材料。本研究对291S的育性转换特性、雄性败育特点及不育性的遗传规律进行了初步分析。分期播种试验表明,291S是一种光温敏雄性不育系,秋播短日低温条件下表现为部分可育,春播长日高温条件下表现为高度不育,其可繁性和不育性经选择可以得到有效改良。291S在一定的光温条件诱导下会出现雄蕊心皮化现象。花粉粒I2-KI染色发现,291S在不育阶段花粉败育类型以圆败为主。遗传分析表明,291S可能为隐性核不育类型,其不育性由一对主效基因控制,还受到微效基因的修饰作用。291S类型的光温敏不育材料在两系法杂交小麦育种上具有良好的应用前景。     

矮败小麦育种技术研究进展

矮败小麦是我国自主创制的小麦特异种质资源。其4D染色体上紧密连锁有显性矮秆基因Rht D1c和显性雄性核不育基因Ms2,因此,矮败小麦后代始终会分离出一半异交结实的矮秆不育株和一半自交结实的高矮秆可育株,是理想的遗传改良工具。经过多年研究与实践,建立了方便高效的矮败小麦育种技术体系,在我国小麦育种中发挥了重要作用。近年来,分子生物学研究的快速发展为矮败小麦育种技术的进一步提升提供了强有力的工具,同时,矮败小麦育种技术体系也为分子生物学研究成果在小麦育种中的应用提供了高效的技术平台。矮败小麦育种技术与现代分子育种技术结合,将为我国小麦育种技术的发展开辟新的途径。总结了矮败小麦育种技术研究进展,并对该项技术今后的发展趋势进行了讨论。     

双图标在油菜区试中的应用

应用双标图对细胞核不育两系、细胞质不育三系及纯合基因型等9个甘蓝型优质油菜新品种(系)区试中的产量进行了分析。得到如下结果:9个参试种丰产性和稳定性较好的是细胞核不育两系组合99F108D、99F105D、99F103D和H03006;丰产性较好、稳定性差的是细胞质不育三系组合99F044D、99F099D、99F036D;丰产性差、稳定性好的是纯合基因型花油6号;丰产性和稳定性较差的是纯合基因型KT01。初步得出结论:在云南省特殊的立体气候条件下,考虑到丰产性和稳定性有机结合,应较好地发展细胞核不育两系组合。     

三隐性核不育油菜中隐性上位基因抑制作用的专一性

双隐性核不育和三隐性核不育是中国油菜杂优育种中利用的2类重要核不育材料。双隐性核不育ms1、ms2基因和三隐性核不育ms3、ms4基因是2套不同的隐性重叠不育基因,彼此独立控制育性。以前曾提出三隐性核不育隐性上位抑制基因rfrf对隐性核不育基因的作用可能是非专一性的假设。本试验对油菜双隐性核不育材料9A130与三隐性核不育"临保系"1740C的杂交F1、F2、F3,以及F2可育株与双隐性核不育株测交后代育性分离比进行分析,结果不支持以前提出的假设。说明,隐性上位基因rfrf与隐性重叠不育基因的抑制作用是专一性的,即rfrf仅对ms3、ms4有抑制作用,对ms1、ms2不具抑制作用。