小麦K型雄性不育系易恢性的差异研究

在两种环境条件下对16个K型不育系与12个恢复系组配的192个杂交组合的恢复度进行了鉴定,研究了不同不育系易恢性的差异以及恢复系的恢复力表现.结果表明,在16个不育系中,豫麦3号、豫农93019、豫农93151和漯珍1号的平均恢复度都在70%以上,为易恢性好的类型;豫教1号、豫农93221、S33、豫农92369、豫农92368和豫农92382的平均恢复度在60%～70%,为易恢性中等的类型;MS43、S34、豫麦21号、S43、矮82056和豫农212M2的平均恢复度在60%以下,为易恢性差的类型.在12个恢复系中,携带2对恢复基因的豫麦2号不仅平均恢复度高,而且在不同不育系间恢复力最稳定;豫麦54号和豫麦66号的恢复力最差,二者均没有携带Rfv1基因.不育系与恢复系间存在一定的互作效应.     

小麦K型不育系的易恢性及育性恢复的稳定性研究

利用2个K型不育系与不同K型恢复系组配测交组合，研究了不同不育系的易恢性及其遗传机理，恢复系在年份间恢复度的稳定性以及播期、播量对育性恢复度的影响。结果表明, 2个K型不育系易恢性有明显差异，其易恢性受2对主基因和微效多基因共同控制，不育系易恢性与恢复系恢复力差异的机理是相同的。大多数K型杂交组合的恢复度在不同年份间有较大差异，但恢复度高的组合稳定性较好，异常年份鉴定恢复系的恢复力是最有效的。播期对恢复度的影响较大，播量影响较小。抽穗至开花期间的异常高温是恢复度不稳定的主要外部原因。     

水稻新质源(CMS-FA)雄性不育恢复基因的遗传

发掘水稻新型雄性不育细胞质源CMS-FA,育成系列优质米不育系和系列新质源恢复系,在组配成强优势杂交稻组合的基础上,研究新质源雄性不育恢复系的恢复基因遗传.采用新质源(CMS-FA)不育系金农1A与恢复系金恢3号杂交获得杂交F1和F2代种子.用F1分别与不育系或保持系回交,获得(不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系)2个测交群体.同时种植P1、P2、P3、F1、F2、B1F1和B2F1等群体,考察花粉染色率、套袋结实率和自然结实率,卡平方测验遗传分离适合度.结果表明,不育系与恢复系杂交F1代正常可育,育性恢复(可育)基因为显性遗传.F2代分离出可育:不育适合3:1,育性恢复(可育)基因为1对显性基因控制.B1F1和B2F1代2个测交群体的可育:不育都适合1:1分离规律,验证了F2代育性恢复(可育)单基因的遗传模式.暂时确定新质源(CMS-FA)核质互作三系的基因型为不育系S(SS)、保持系F(SS)和恢复系S(FF).     

水稻新质源(CMS-FA)雄性不育恢复基因的遗传研究

发掘水稻新型雄性不育细胞质源CMS-FA,育成系列优质米不育系和系列新质源恢复系,组配成强优势杂交稻组合的基础上研究新质源雄性不育恢复系的恢复基因遗传。采用新质源(CMS-FA)不育系金农1A与恢复系金恢3号杂交获得杂交F₁代种子,种植F₁代,收获自交F₂代种子。用F₁分别与不育系或保持系回交,获得(不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系)2个测交群体。同时种植P₁、P₂、F₁、F₂、B₁F₁和B₂F₁等群体,考察花粉染色率、套袋结实率和自然结实率,卡平方测验遗传分离适合度。结果表明,不育系与恢复系杂交F₁代正常可育,育性恢复(可育)基因为显性遗传。F₂代分离出可育︰不育适合3︰1,育性恢复(可育)基因为1对显性基因控制。B₁F₁和B₂F₁代2个测交群体的可育︰不育都适合1︰1分离规律,验证了F₂代育性恢复(可育)单基因的遗传模式。暂时确定新质源(CMS-FA)核质互作三系的基因型为不育系S(SS)、保持系F(SS)和恢复系S(FF)。     

小麦 Ae.ovata 胞质不育系恢复基因的遗传研究

选用豫麦３号卵圆山羊草（Ａｅ．ｏｖａｔａ）细胞质不育系,对其育性恢复基因的遗传刊物了研究,结果表明,Ｔ型恢复系中具有显性恢复基因,能够恢复卵圆山羊草胞质不育系的育性,普通小麦品种豫麦２ 号中具有一对隐性恢复基因,显性与隐性基因间的互作方式的为基因上位作用,在讨论中对卵圆山羊草细胞质的利用价值提出了看法。     

粳稻恢复系宁恢3-2育性恢复

两套粳稻雄性不育系(A)及其保持系(B)分别与宁恢3-2(R)杂交、回交、自交、获得两个组合的 F_1(A/R)、B_2(A//A/R)、B_2′(A//B/R)、F_2和 F_3,以花粉育性和种子育性作为恢复度指标,研究宁恢3-2育性恢复力的遗传。 结果表明,BT 六千辛 A 和 L 平壤3号 A的花粉以染败为主,在光学显微镜下不易区分分离世代植株中可育和不育花粉,故不宜用花粉育性作为恢复度指标进行遗传分析。以种子育性为指标,发现两个不育系是配子体不育类型,宁恢3-2对它们的育性恢复力是由一对显性恢复基因控制的。     

莫迦小麦(Triticum macha L.) T型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1的连锁关系

为进一步明确莫迦小麦(Triticum macha) T型恢复基因Rf3与K型不育基因rfv1的连锁关系, 利用T型细胞质背景(T504A/Tm3314 F₂代和T504A//KTm3314A/90(13)21杂交分离群体)的可育株在K型细胞质下的育性测交分析, 明确了来自莫迦小麦的这2个基因连锁并不紧密, 交换值约为16.54%。可利用T型主效恢复基因Rf3提高含有T型主效恢复基因和K型主效不育基因的基础材料的选择效率。     

莫迦小麦(Triticum macha L.) T型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1的连锁关系

为进一步明确莫迦小麦(Triticum macha) T型恢复基因Rf3与K型不育基因rfv1的连锁关系, 利用T型细胞质背景(T504A/Tm3314 F₂代和T504A//KTm3314A/90(13)21杂交分离群体)的可育株在K型细胞质下的育性测交分析, 明确了来自莫迦小麦的这2个基因连锁并不紧密, 交换值约为16.54%。可利用T型主效恢复基因Rf3提高含有T型主效恢复基因和K型主效不育基因的基础材料的选择效率。     

水稻细胞质雄性不育育性回复株的基因型鉴定

通过对在套袋繁殖产生的滇Ⅰ型不育系合系42A群体中发现的可育株、及其与不育系杂交产生的F1和可育株自交S1代的育性和核恢复基因位点分析,发现不育系合系42A中出现的大约0.11%可育株包括两种类型。一类细胞质正常可育,核无恢复基因,基因型为N（rf/rf）,类似保持系,认为是保持系混杂所致。另一类可育株的细胞质雄性不育,核有恢复基因,其恢复基因位于水稻Rf-1基因区域,基因型为S（Rf/rf）。这类可育株不可能来自异品种或保持系串粉,可能是细胞核携带的育性相关基因发生育性自然回复突变导致。本研究将这类可育株简称为“育性回复株”。     

K型和F型小麦雄性不育系的恢保关系

为了挖掘和利用K型、F型小麦雄性不育系,本研究采用I_2-KI染色法观察花粉败育类型,并以不育系为母本与583个优良小麦品种(系)为父本进行杂交,调查F_1自交结实率,筛选其强恢复系和保持系,以期为杂交小麦育种提供理论支撑。结果表明,K型、F型不育系花粉败育率达96.97%、97.73%,花粉败育类型以染败、典败为主。K型和F型不育系的自交结实率(国内法)分别为4.61%、1.98%。F_1的自交结实率(国际法)在100%以上共有34个,20%以下共有11个。‘良星805’、AQ001、‘临7287’、‘济麦22’是K型不育系的优良恢复系;‘宝8696’、‘农大3291’、‘科1201’、‘冀8906069’可用于转育新型K型不育系;‘宝8696’、‘15展24’、‘洛麦23’、‘临远801’是F型不育系的优良恢复系;‘15展11’、‘汶航6号’、‘林育5号’、‘丰优8号’可用于转育新型F型不育系。以上结果说明,K型和F型不育系花粉均败育彻底、稳定,易找到优良恢复系,且后者更易恢复。     

小麦K、V型胞质雄性不育系F2群体育性分离多态性

利用４个不育系与７个恢复系对Ｋ、Ｖ型不育系育性恢复遗传进行了分析。结果表明,Ｆ１育性恢复表现为显性遗传,Ｆ２群本育性分离呈现多态性。Ｋ８３（２１）３５Ａ、Ｋ１４９Ａ、Ｖ１４９Ａ三个不育系的育性恢复均受两对基因控制,Ｖ８３（２１）３５Ａ的育性恢复所需基因数目在不同遗传背景中不同,同一恢复系在Ｋ８３（２１）３５Ａ和Ｖ８３（２１）３５Ａ两种不同遗传背景中表现不同的育性分离。分析Ｆ２育性分离多态性的原因。     

K型细胞质对普通小麦主要性状的影响

选用3个K型不育系及其保持系与5个恢复系组配杂交组合，研究K型细胞质对16个小麦主要性状的影响。结果表明：K型细胞质对普通小麦大多数性状有一定影响，但不同性状产生的效应不同，对农艺性状是不利影响，而对品质性状则是有利影响。主要表现在：株高变矮，分蘖成穗以及主茎小穗数和主茎穗粒数减少，千粒重和主茎穗粒重降低，导致产量的下降，子粒蛋白质含量和湿面筋含量则增加。但是，不同的不育系和恢复系所配的组合表现出的效应有很大差异．可以找到细胞质效应较小的不育系和恢复系材料。     

小麦T、 K、 V型胞质不育系和杂种mtDNA的RAPD分析及育性相关片段的克隆

用RAPD技术对细胞质分别来源于粘果山羊草（Ae.kotschyi）、偏凸山羊草（Ae.ventricosa）、提莫菲维小麦（T.timopheevii）的三种普通小麦雄性不育系--K型、V型、T型及相应的保持系、恢复系以及杂种F1代的线粒体DNA（mtDNA）进行了比较分析。结果如下：（1）发现在mtDNA组织结构上K型、V型、T型不育系之间以及与保持系之间均     

粘果山羊草细胞质对小麦种子发芽率和出苗率的影响

本试验选用粘果山羊草（Ae.Kotschyi）细胞质不育系（简称K型）及相应的保持系、恢复系和杂交种研究了K型胞质材料和普通小麦胞质材料在种子发芽率、出苗率的差异。结果表明：K型胞质材料和普通小麦胞质材料的种子发芽率没有显著差异,浅播（3cm）条件下,K型胞质材料和普通小麦胞质材料种子出苗率没有显著差异,而深播（6cm）条件下,不同核基因材料表现出不一致现象,K型不育系豫麦3号及其杂种表现出偏高的出苗率,但不显著;K型不育系S43及其杂种表现出偏低的出苗率,且达到了极显著水平。     

Improving male fertility restoration of common wheat for Triticum timopheevii cytoplasm

The fertile pure line R3‐37 of common wheat with cytoplasm of Triticum timopheevii Zhuk. is an R‐line (restorer) that can restore the male fertility of A‐lines (male sterile lines) with T. timopheevii cytoplasm. In breeding hybrid wheat, the hybrid of the cross R3‐37/ Baimian3 was found to be completely male sterile, indicating that Baimian3 has some genes that are epistatic to the Rf genes in R3‐37. In order to elucidate the essence of this phenomenon, the male fertilities of the hybrids of 27 crosses including R3‐37 and/or Baimian3 were studied. The results show that inheritance of male fertility of the hybrid R3‐37/Baimian3 involves interactions among Rf alleles, male fertility‐inhibiting genes and genetic background. Although more than 70 different kinds of male sterile cytoplasm to common wheat have been discovered, the systems of hybrid wheat production based on male sterile cytoplasm are all the A‐line/R‐line type and all have similar problems of hybrid fertility restoration. This study confirmed that there is a new model (A‐line/R*‐line//R‐line) for producing hybrid wheat with high fertility restoration. In the new model, the completely male sterile hybrids of A‐line/R*‐line can act as common A‐line.     

K—19型小麦雄性不育系的创建及其育性恢复源的发现

以粘果山羊草Ａｅ．１９（Ａｅ．ｋｏｔｓｃｈｙｉ，１９）为母本，中国春和云南铁壳小麦为桥梁亲本，进行远缘杂交，获得雄性不育株。再用普通麦７８－１等为轮回亲本，与其测交并连续回交，育成了Ｋ－１９－７８－１Ａ等小麦雄性不育系。然后用５００余份普通小麦品种（系）与Ｋ－１９－７８－１Ａ进行测交，获得４６９个组合Ｆ１杂种，其中７３个测交种（占总数的１５．５７％）能完全保持Ｋ－１９型小麦的雄性不育性。其余３９６个测交种（占总数的８４．４３％）对Ｋ－１９型小麦雄性不育系表现不同程度的育性恢复。恢复度幅度为１．０％～９７．５％。３９６份材料中有１４．１４％对Ｋ－１９型不育系表现高度恢复，按国内法计算恢复度达到８０．１％～９７．５％；测交、回交后代产生单倍体频率在０～１７．５％之间，发现一批综合性状好、不产生单倍体的保持系和恢复源。     

Modified complementation test of male sterility mutants in pepper (Capsicum annuum L.): preliminary study to convert male sterility system from GMS to CMS

The male sterility system in hybrid seed production can eliminate the cost of emasculation and ensure seed hybridity through avoidance of self pollination. GMS and CMS are two types of male sterility system that currently employed in pepper breeding. Conversion from GMS to CMS will increase the male sterility proportion of female parent from 50 to 100%. In this study, segregation analysis of four male sterile mutants consisting of one CMS mutant (CA1) and three GMS mutants (GA1, GA3 and GA4) showed that each had single recessive gene inheritance. A modified complementation test was performed by replacing male sterile mutants with their maintainer line as male parent. The nuclear restorer gene for CMS was independent of all nuclear restorer genes for GMS and all nuclear restorer genes for GMS were independent each other. Further observation on CMS and GMS male sterility loci revealed that GA1 and GA3 had mutated in both nuclear restorer genes for CMS and GMS, while CA1 and GA4 each carried mutation in single male sterility system of nuclear restorer gene for CMS and GMS, respectively. Conversion from GMS to CMS in the case of lines carried mutations in both sterility systems required only S-type cytoplasm donor, while lines carried mutation in single nuclear restorer gene for GMS required not only S-type cytoplasm but also rf allele donors. The important finding is the broader function of maintainer line in certain male sterility system that can be used as a maintainer or restorer line for other male sterility systems. We also confirmed that line CC1 is the general restorer for both CMS and GMS systems.