4E-ms杂交小麦生产体系及其在育种上的应用

将细胞核雄性不育基因用于小麦杂种优势利用,在育种上具有易恢复、恢复源广的优点,但这需要解决核不育性难以有效保持的遗传学问题．基于小麦细胞遗传学理论和大量小麦远缘杂交育种实践,建立某种特殊细胞遗传学保持机制,可以实现小麦核不育性的有效保持．4E-ms杂交小麦生产体系的成功建立,实现了小麦核不育性的有效保持, 既实现了细胞核雄性不育系白粒种子(正常小麦粒色,相对蓝粒而言,基因型为2n=42W(msms)=42)与雄性不育保持系蓝粒种子(可自交繁殖、“一系两用”,基因型为2n=42W(msms)+4E’=43)粒色的细胞遗传学标记,使小麦核不育杂种优势的育种和生产利用成为可能．简述了4E-ms杂交小麦生产体系创建的遗传育种学原理、“兰州核不育小麦”突变体的发现与鉴定,及蓝粒小麦的相关研究,重点介绍了4E-ms杂交小麦生产体系的育种应用研究进展和尚存在的技术难点及其解决途径．     

水稻(ORYZA SATIVA L.)不同类型杂种的雄性不育性及其遗传组成

本文分析了水稻(Oryzo sativa L.)不同类型杂种的雄性不育性,探讨了杂种的不同遗传组成与雄性不育性的关系。结果表明,用质核互作雄性不育系配制的杂种中,可以同时产生核核互作雄性不育性和质核互作雄性不育性。提出了F_1杂种的质核互作雄性不育性的育性恢复度的计算方法。根据杂种质核关系中存在的异源性,可以把杂种划分为三类:一元杂种、二元杂种和三元杂种。     

激素调控对小麦温光敏核不育系育性转换的影响

以小麦温光型细胞核雄性不育系C050S为材料,研究了生长素、赤霉素、脱落酸和乙烯调控对小麦温光敏核不育系育性转换的影响。结果表明,在育性敏感期用外源IAA,GA3和ABA处理温光敏核雄不育小麦的不育株和可育株,其花粉育性和自交结实率都有不同程度的提高,可以降低不育植株的不育度,提高可育植株的可育度;用乙烯利(CEPA)和氨基乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG)处理调控乙烯水平可以显著地改变温光敏核雄不育小麦的育性。     

三系细胞质在两系法杂种优势的利用探讨

本文在两系法育种进行了细胞质方面的探讨。为克服目前光、温敏核不育系育性不稳的问题,首次提出了利用对低温较敏感的质核互作雄性不育细胞质或者受细胞质控制的耐寒性雄性不育系作供体,借助恢复系为桥梁亲本,杂交 F_1与光敏核不育系杂交,分离选择。三个组合实验结果,F_2分离出不育株多,育性转换株少,不同组合间出现育性转换株频率差异大。这些选择的单株,育性转换明显,对低温不敏感,且光照较敏感,不育性好。可获得光周期效应大,温变性小,不育性似三系雄性不育系稳定的光敏核不育系。     

激素调控对小麦温光敏核不育系育性转换的影响

以小麦温光型细胞核雄性不育系C050S为材料,研究了生长素、赤霉素、脱落酸和乙烯调控对小麦温光敏核不育系育性转换的影响.结果表明,在育性敏感期用外源IAA,GA3和ABA处理温光敏核雄不育小麦的不育株和可育株,其花粉育性和自交结实率都有不同程度的提高,可以降低不育植株的不育度,提高可育植株的可育度;用乙烯利(CEPA)和氨基乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG)处理调控乙烯水平可以显著地改变温光敏核雄不育小麦的育性.     

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。     

小麦T型细胞质雄性不育系T9023A的选育及育性恢复研究

为了丰富T型杂交小麦的不育系和恢复系资源,以优质多抗小麦品种郑麦9023为轮回亲本,对T型小麦细胞质雄性不育系T504A连续回交选育不育系,研究其雄性败育特点,并进行恢复系鉴定和育性恢复的遗传分析。结果表明:回交转育获得不育系T9023A,其不育性稳定,雄性败育彻底,花药干瘪细长、不开裂,I_2-KI染色显示,花粉败育类型为圆败和典败。以具有野燕麦(Q型)细胞质的小麦品种川农26和川农27与T9023A测交,其测交F_1自交结实率(国内法)分别为80.3%和62.6%,川农26对T9023A的恢复能力更强一些。T9023A/川农26的F_2群体可育株与不育株分离比符合15∶1,表明川农26携带有T型细胞质雄性不育的2对主效恢复基因。     

瓦维洛夫山羊草细胞质小麦核代换系超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性研究

对瓦维洛夫山羊草(Aegilops vavitovii)细胞质小麦核代换系花药不同时期的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性研究表明，瓦维洛夫山羊草细胞质小麦核代换系SOD、CAT的酶活性在二核期之前与其核供体普通小麦差异很小，呈下降趋势，二核期以后核代换系SOD、CAT的酶活性急剧下降，到三核期均显著低于其核供体普通小麦；核代换系表现不同程度的雄性不育性，其育性普遍低于其核供体普通小麦，核代换系的育性与其SOD、CAT的酶活性呈正相关关系；花粉败育的原因可能是酶代谢失调，导致SOD和CAT活性下降、活性氧积累、膜系统损伤。     

AS型小麦雄性不育系研究初报

为了探求小麦新的不育类型,从普通小麦(T.aestivum L.)种内的一些品种和变种中,选取了10个具有不同特点的材料,以77(2)—1为共同亲本,进行了正反杂交和正反回交,并对其后代进行了考查。考查结果发现77(2)—1和印度矮生(T.sphaer-ococcum Perc.)的正反杂交后代和正反回交后代育性表现显著不同。当以77(2)—1做母本与印度矮生杂交时 F_1代表现为低不育,F_2代的育性发生分离,可育与不育的比例呈3:1。用印度矮生做父本与其 F_1代连续回交,则 BC_1、BC_2和 BC_3的后代全为不育株,从此便成为新的稳定的 AS 型小麦雄性不育系。由于新不育系是由栽培普通小麦的细胞质和印度矮生的核组配而成,故用此二变种名的第一个字母结合而命名为 AS 型。然而,反交结果大不相同。当以印度矮生做母本与77(2)—1杂交,F_1代表现育性正常,F_2代育性无分离,仍为全育。用77(2)—1做父本与其 F_1代连续回交,BC_1和 BC_2的后代也为全育。令人惊异的是:用反交 F_2代分离出来的性状与77(2)—1相似的可育单株,也能保持先正交、再回交后代中分离出来的全不育株,得到了全保持系。从上述初步结果可以看出:①栽培普通小麦种内某些品种或某些变种的细胞质存在着一定程度的分化,这种分化在特定的质核搭配组合中对育性能产生质的差异。②利用这种分化,为在普通小麦种内找到稳定的新不育质源以创造新型三系提供了可能。     

仙居雄性不育大麦的研究——雄性不育性状的遗传

本研究以仙居雄性不育大麦为材料,对其后代的育性作了遗传基因分析.雄性不育材料与正常品种的杂种一代为可育,杂种二代的可育株与不育株的分离比例,大多数供试品种符合3:1的理论值.以不育材料为母本,杂种F_1为父本回交,可育与不育的分离比接近1:1.以品种为母本,以杂种F_1为父本回交,其第一代为可育,第二代出现育性分离.证明仙居雄性不育大麦是受一对隐性基因控制的核不育材料.     

粗厚山羊草细胞质普通小麦核代换系SOD，CAT活性研究

对 3个普通小麦 F94 - 111,772 ,785 9及其粗厚山羊草细胞质核代换系 ,在花药发育的不同时期倒二叶、花药的超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)活性进行了比较研究。结果表明 ,粗厚山羊草细胞质小麦核代换系 SOD,CAT活性均低于其核供体普通小麦 ,二者变化趋势一致 ;核代换系表现不同程度的雄性不育性 ,育性普遍低于其核供体普通小麦 ;核代换系的育性与其 SOD,CAT活性呈正相关关系。异质系核质关系不协调 ,酶代谢失调 ,SOD、CAT活性下降 ,活性氧积累导致膜系统损伤 ,可能是异质系花粉败育的根本原因之一。     

小麦品种普里美皮恢复基因的遗传

法国普通小麦品种普里美皮(Frimepi)是对普通小麦提型胞质雄性不育的一个有效恢复源。我们对 cmst 盖奇(Gage) (cmst 是提型胞质雄性不育的代号)与普里美皮的杂交 F_2和回交群体的育性分离作了观察并研究确定其恢复基因的数目和作用。两个群体的观察数据表明有两个位点基因控制育性恢复。当两对基因同时存在,不论纯结合或杂结合,都表现为完全恢复。如果其中只有一对(不论纯结合或杂结合)存在则表现为不完全恢复,其结实率低于97%。两对基因中有一对在杂结合状态时其育性恢复作用较小,因此,可以将其列为次要基因。普里美皮两对育性恢复基因的高度育性恢复能力表明在纬度近以于美国内布拉斯加州小麦生长区的地方,这个恢复系在杂交小麦育种方案中可能是有价值的。     

利用 MS^ch 不育材料进行谷子三系选育研究的进展

“MS~(ch)”显性核不育基因,是内蒙古、赤峰市农业科学研究所胡洪凯等同志发现的。原不育材料系号为“78182”,它来自“澳大利亚×吐鲁番”组合之 F_3代,雄性不育株自交结实率0.6%左右,自由授粉结实率可达70～80%。花药黄色,内含圆形饱满可染三核花粉,但花药一般不开裂、不散粉。在赤峰市农科所用此材料和400多个普通谷子品种杂交,回交后代育性分离表现为1(不育):1(可育),经多代选育育性稳定,同时筛选出一个“181～5”同型系,它本身可育,不分离,它和携带“MS~(ch)”显性基因不育株杂交,F_1育性全部是可育的。谷子花器小,手工杂交困难。在谷子三系选育中可利用“MS~(ch)”显性核不育株作为工     

小麦核型—蓝标型雄性不育杂种优势利用研究

利用染色体工程将蓝粒小麦附加系中携带有蓝色胚乳基因和育性恢复基因的4E 染色体,附加到小麦核雄性不育系上,选育出了稳定的雄性不育、保持系。经多年用多个品种对不育系测交,所有组合的杂种 F_1均恢复正常结实。初步选配出几个杂种组合,并进行了制种试验;研究了它的繁育制种体系,表明它比 XYZ 体系有较大的优越性,还对其在轮回选择中的应用进行了初步探讨。     

牡山羊草细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性和细胞学研究

为明确牡山羊草细胞质雄性不育小麦的染色体组成及雄性败育特点,采用分子标记技术和酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对牡山羊草细胞质雄性不育小麦是否含有1BL/1RS易位染色体进行了鉴定。另外,为揭示牡山羊草细胞质雄性不育小麦败育发生的时期和败育的细胞学机理,以牡山羊草细胞质雄性不育小麦(Ju87B1-706A)和其同型保持系(706B)为供试材料,采用I2-K染色、醋酸洋红染色、DAPI染色和石蜡切片法对其花药形态特征及小孢子形成和发育过程进行细胞学观察。结果表明:Ju87B1-706A具有黑麦1RS的特异扩增条带(1 500bp),但缺少1BS的特异扩增条带(220bp),与其在A-PAGE结果的ω区与黑麦特异蛋白谱带的结果相对应,从而说明牡山羊草细胞质雄性不育小麦Ju87B1-706A为1BL/1RS雄性不育小麦类型;I2-K染色说明Ju87B1-706A的败育类型为典败和染败;Ju87B1-706A能正常进行减数分裂形成小孢子,到单核晚期时能形成正常的核但细胞皱缩,二核期细胞形态不规则能形成正常的精核但有些营养核不清晰,三核期精核呈圆形不能形成梭形的精核并发生部分空胞化;其单核晚期花药中绒毡层的延迟解离以及二核期三核期细胞团侵入药室造成小孢子败育,从而推测单核晚期是其雄性不育发生的关键时期,可能与绒毡层异常有关。     

植物隐性核雄性不育材料姊妹交后代遗传模式的建立及应用

本文论述了姊妹交方式在植物雄性不育研究中的重要性和姊妹交后代育性分离的复杂性,提出了隐性核不育材料姊妹交后代育性分离的遗传模式(公式见影像原文)： 其中n为姊妹交的次数,m为控制隐性核不育性的基因对数。上述模式大大方便了隐性核不育材料的遗传鉴定。利用该模式不仅可以根据某一代姊妹交群体的育性分离资料,而且可以在姊妹交代数未知的情况下,根据连续2代姊妹交群体育性分离比,确定控制不育性的基因对数。在小麦轮选可育株衍生的后代中发现一个被命名为P740的雄性不育材料。在第1、2、3次姊妹交后代中,可育株与不育株的分离比分别符合4∶1、7∶5和15∶13。通过遗传分析,并利用本文提出的遗传模型,一致确定P740雄性不育材料是由2对隐性基因控制的核不育材料。     

兰州核不育小麦在杂交小麦育种中的应用研究

综述了国内外小麦细胞核雄性不育研究概况 ,重点对“兰州核不育小麦”的发现、鉴定和利用研究情况进行了分析 ,并提出了“兰州核不育小麦”利用中应解决的问题。     

水稻雄性不育系的胚囊育性及其对异交结实的影响

以3个光温敏核不育系W7415S、安农S、培矮64S和4个质核互作雄性不育系珍汕97A(夜公胞质)、珍汕97A(野败胞质)、华农A(夜公胞质)和华农A(野败胞质)为材料,通过观察各不育系成熟胚囊结构,并对异交结实率进行调查,以明确水稻雄性不育系异交结实率是否与胚囊育性有关。结果表明：不同水稻雄性不育系的胚囊育性与异交结实率呈显著正相关;对于光温敏核不育系,胚囊育性受不育系遗传、环境以及两者互作的影响,不育期的胚囊育性比可育期低,可育期的胚囊育性接近早季质核互作不育系;对于质核互作不育系,胚囊育性主要受环境的影响,早季比晚季的胚囊育性低;光温敏核不育系的胚囊对环境的敏感度高于质核互作不育系,尤其是W7415S对环境的影响较为敏感。水稻雄性不育系的胚囊育性是影响其异交结实的重要因素,在选育不育系时需考虑胚囊育性及其对环境的敏感度。     

GENESIS诱导小麦雄性不育与幼穗中乙烯含量的关系

在小麦发育的 Feekes8.5时期用化学杂交剂 GENESIS进行处理 ,分别在小麦花药发育的单核期、二核期和三核期测定幼穗中乙烯释放量的变化 ,研究 GENESIS诱导小麦雄性不育与乙烯的关系。结果表明 :经化学杂交剂 GENESIS诱导后 ,幼穗中乙烯释放量在 3个时期均明显高于对照。随着 GENESIS喷施剂量的增加 ,诱导小麦雄性不育率也相应增加 ,同时幼穗中乙烯释放量也表现出相同的增长趋势。表明 GENESIS诱导小麦雄性不育的生化机理在于 GENESIS诱导小麦幼穗中乙烯释放量增加 ,乙烯释放量的变化与小麦雄性不育有直接关系。同时 ,利用乙烯合成抑制剂 (AVG)处理细胞核质互作雄性不育系后 ,内源乙烯释放速率降低 ,育性得到部分恢复     

小麦杂种优势研究现状及利用对策

概述了小麦杂种优势利用的主要途径，即细胞质雄性不育及育性恢复系统（三系），核基因雄性不育和光温敏雄性不育（两系），化学诱导雄性不育，杂种优势F2代利用研究的现况。着重介绍了T、V、K型雄性不育利用，太谷核不育与光温敏不育利用，CHA诱导雄性不育利用等方面所取得的成就及现状。对小麦杂种优势应用于大面积生产提出相应的对策。