普通小麦雄性不育及杂种小麦研究简评

普通小麦雄性不育及杂种小麦研究简评柴守诚，刘大钧（南京农业大学细胞遗传研究所２１００９５）小麦雄性不育的研究始于本世纪５０年代初，至今已发现了大量的细胞核和细胞质雄性不育．近年来，湖南和四川又相继发现了光温敏雄性不育．这些都为杂种小麦的生产提供了基础...     

小麦细胞质雄性不育的研究进展

对小麦细胞质雄性不育的分子研究,不仅能够从分子水平解释CMS小麦不育机理及其棱质互作的关系,而且对促进小麦的杂种优势生产利用上有着重要理论指导意义。主要从小麦雄性不育细胞质来源和几类主要的胞质不育系的研究两个方面综述了近年来小麦CMS分子机理的研究进展,同时对今后杂种小麦的进一步研究进行了探讨。     

单芒与粘果山羊草细胞质小麦雄性不育系比较：Ⅱ.农艺性状效应

利用单芒山羊草，粘果山羊草小麦细胞质雄性不育系，和其同型保持系各４个品系与１０个普通小麦品系杂交，研究其Ｆ１杂种的农艺性状效应。结果表明：单型细胞质与Ｋ型细胞质在农艺性状上的效应基本一致，但单型细胞质杂种较Ｋ型杂种种子发芽率提高，单型细胞质抗白粉病能力可能较Ｋ型好。     

异源细胞质对杂种小麦品质的影响

[目的]研究偏凸山羊草（Ae.ventricosa）、粘果山羊草（Ae.kotschyi）、二角山羊草（Ae.bicornis）和易变山羊草（Ae.variabilis）4种异源细胞质对杂种小麦籽粒品质的影响。[方法]利用具有这4种异源细胞质的小麦雄性不育系（以下简称粘,易,偏和二角型）分别与3个恢复系组配成不同组合,对杂种小麦的籽粒品质进行测定。[结果]这4种不育系配制的杂种小麦在蛋白质含量和湿面筋含量两个性状上在不同异源细胞质之间差异不显著 在沉淀值这个性状上,偏型细胞质与其他3种细胞质之间差异显著,表现出正向效应。[结论]在小麦杂种优势利用中要利用异源细胞质改良沉淀值这个性状,选用偏凸山羊草细胞质效果更好。     

Ae.ovata细胞质小麦的核质杂种优势研究

利用恢复系 R113与10种不同细胞质的异质小麦雄性不育系 Selkirk(或Chris)杂交,以鉴定 R113对这些雄性不育系的恢复力。其中有7种细胞质的雄性不育性在不同程度上为 R113所恢复。证明了 R113恢复性的广泛性。特别值得注意的是 R113对 Ae.ovata 细胞质不育的恢复度极高,其恢复性可能由两对恢复基因控制.根据杂交种与其亲本之间以及同质 Selkirk 与异质 Selkirk 品种之间的比较,大多数所测性状,如株高、抗倒伏性、每穗小穗数、每穗粒数、每穗粒重等,在 Ae.ovata 细胞质背景下都有明显的优势.试验证明,在小麦中确实存在着两种杂种优势:即核间杂种优势和核质间杂种优势。Ae.ovata 细胞质的缺点是较晚熟,然而,延长春化时间可以提早抽穗;在其同早熟亲本杂交的后代中,也可以选出早熟植株.在小麦常规育种中或在杂种优势的利用上,可以应用 Ae.orata 细胞质把上述两种杂种优势结合起来,选育优良的小麦核质杂种品种或杂种小麦。     

小麦D~2型胞质光敏雄性不育器官同源异型转变的研究

研究证明,在晚春播条件下,北京地区晚春播长日照条件可以诱导具有Ae.crassa细胞质(属D2型细胞质)的小麦品种农林26表现雄性不育,用16个小麦品种与农林26杂交,F1晚春播,有6个组合表现近乎完全的雄性不育.应用光镜及扫描电镜系统地观察了这种小麦D2型光敏细胞质雄性不育系(PCMS)雄蕊发育的形态及细胞结构,表明这种光敏雄性不育系在长目下表现为雄蕊向雌蕊的同源异型转变,其内部结构变化不同于其它细胞质雄性不育类型;结果还证明产生雄性不育的光敏感期为小花分化期;同源异型转变发生在雄蕊原基发育时期.认为应结合分子生物学深入研究其机制,为两系杂种小麦用于生产打下基础.     

牡山羊草与粘果山羊草细胞质小麦雄性不育系比较研究

利用牡山并草（Ae.juvenalis)，粘果山并草（Ae.kotschyi)细胞质小麦雄性不育系和其同型保持系各4个品系与5个普通小麦品质杂交，研究其F1杂种的农艺性状效应，结果表明，牡山羊草细胞质与粘果山羊草细胞质在农艺性状上的效应基本一致，但牧山羊草细胞质杂种较粘果山羊草细胞质杂种的种子发芽力提高，抗白粉病的能力增强。     

粘、易、偏和二角型小麦雄性不育系杂种籽粒品质的研究

 利用具有粘果山羊草（Ａｅｇｉｌｏｐｓ ｋｏｔｓｃｈｙｉ）、易变山羊草（Ａｅ．ｖａｒｉａｂｉｌｉｓ）、偏凸山羊草（Ａｅ．ｖｅｎｔｒｉｃｏｓａ）和二角山羊草（Ａｅ．ｂｉｃｏｒｎｉｓ）异源细胞质小麦雄性不育系（以下简称粘、易、偏和二角型）组配成不同组合的杂种小麦,研究了这４种不育系细胞质源对杂种小麦籽粒品质的影响。结果表明,由它们所配制的杂种小麦在千粒重、粗蛋白含量、湿面筋含量、沉降值和籽粒硬度等性状上均高于具有普通小麦细胞质的相同核型杂种小麦,尤其粘、易、偏型某些组合在千粒重、湿面筋含量、沉降值等性状上差异达到显著水平。因此,利用这４种不育系很有希望培育出优质、高产的杂种小麦,其细胞质亦可作为改良常规小麦品种品质的细胞质源。     

小麦D~2型胞质光敏雄性不育器官同源异型转变的研究

 研究证明，在晚春播条件下，北京地区晚春播长日照条件可以诱导具有Ａｅ．ｃｒａｓｓａ细胞质（属Ｄ２型细胞质）的小麦品种农林２６表现雄性不育，用１６个小麦品种与农林２６杂交，Ｆ１晚春播，有６个组合表现近乎完全的雄性不育。应用光镜及扫描电镜系统地观察了这种小麦Ｄ２型光敏细胞质雄性不育系（ＰＣＭＳ）雄蕊发育的形态及细胞结构，表明这种光敏雄性不育系在长日下表现为雄蕊向雌蕊的同源异型转变，其内部结构变化不同于其它细胞质雄性不育类型；结果还证明产生雄性不育的光敏感期为小花分化期；同源异型转变发生在雄蕊原基发育时期。认为应结合分子生物学深入研究其机制，为两系杂种小麦用于生产打下基础。     

杂种小麦育种的战略

发展杂种小麦是提高小麦产量和改进品质抗生的重要途径。杂种小麦研究至今已有将近50年的历史，本文就中国杂种小麦育种的研究战略进行回顾和评价。主要包括：小麦雄性不育新体系的创造及研究发展杂种小麦的关键技术，杂种小麦未来的发展问题和前景。     

小麦D2型细胞质光敏雄性不育性的研究

1998-1999年,对具有Ae.Crassa细胞质的CN26、核质杂种NC2134、克引11和克引12在克山地区自然光照条件下的育性表现进行了观察研究,结果表明:在自然条件下,播种期对育性有影响,不育系的不育性表现为不同程度的雄蕊心皮化.为利用D2型细胞质光敏雄性不育资源和长日照自然光源进行"二系法"杂种小麦研究利用提供依据.     

单芒与粘果山羊草细胞质小麦雄性不育系比较Ⅱ.农艺性状效应

利用单芒山羊草、粘果山羊草小麦细胞质雄性不育系,和其同型保持系各４个品系与１０个普通小麦品系杂交,研究其Ｆ１杂种的农艺性状效应。结果表明：单型细胞质与Ｋ型细胞质在农艺性状上的效应基本一致,但单型细胞质杂种较Ｋ型杂种种子发芽率提高。单型细胞质抗白粉病能力可能较Ｋ型好。     

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。     

小麦细胞质雄性不育的生理生化研究进展

小麦是中国乃至世界上最重要的粮食作物之一,对于粮食安全和国计民生具有非常重要的意义。雄性不育是作物杂种优势利用的重要途径,细胞质雄性不育是一种非常重要的母性遗传性状。对小麦细胞质雄性不育(CMS)的研究不仅可以从理论上阐明其发生机制,而且可以产生巨大的经济和社会效益。为给小麦CMS的进一步研究提供有益参考,从酶活性、蛋白质、物质代谢和植物激素等4个方面综述小麦CMS的生理生化机制,并对今后研究进行了展望。     

粘类小麦雄性不育系的细胞遗传学研究

以四类异质(粘果、易变、偏凸和二角山羊草)异核(224,90-110)小麦雄性不育系为母本,与生产上一系列小麦品种(系)进行杂交,系统调查了杂种F1代减数分裂中期Ⅰ单价体频率及后期出现落后染色体及染色体桥频率,并对中、后期染色体变异率与杂种F1自交结实率进行了相关分析。结果表明：①其杂种F1自交结实率与其减数分裂中期的单价体频率及后期染色体变异率有一定的负相关,但未达到显著水平。而中期单价体频率及后期染色体变异率存在着正相关,且达显著水平;②异源细胞质对染色体配对的影响因父本遗传背景不同而不同;③粘类小麦雄性不育系杂种F1育性不仅与染色体配对有关,亦受环境及基因型的影响。     

4类小麦雄性不育系育性恢复性能研究

对Ｋ,Ｌ,Ｓｈ,Ｔ型４类小麦雄性不育系杂种Ｆ１恢复度分析表明：１．４类细胞质均存在不同程度的不良效应;２不育系易恢复性能为Ｋ〉Ｌ≥Ｓｈ〉Ｔ型;．３Ｋ型不育系恢复度高的一个重要原因在于小穗中部小花结实性好;４．４类不育系的恢复度均与穗粒数有重要相关关系;５．４种细胞质类型对筛选高恢复度杂种Ｆ１具有各自不同的要求;６．研究Ｋ,Ｌ,Ｓｈ型恢复度时,利用国际法表示恢复度较为合理。     

小麦D~2型细胞质光敏雄性不育性的研究

D2型细胞质与有些普通小麦材料的细胞核互作,可产生特异核质互作不育现象,其中有的表现为长光照敏感型雄性不育。文章研究了具有D2型细胞质的光敏不育系Ae.crassa—Norin26、核质杂种NC2134及克引11、克引12在黑龙江省克山地区自然条件下的育性表现,并以NC2134为细胞质供体,与20个小麦品种(系)杂交,获得一些核质代换系材料,对其育性及主要性状进行观察研究。结果表明:(1)在自然条件下,播种期对育性有影响,随着播种期推迟,Ae.crassa—Norin26不育度增加,1 999年4月22日播种达到全不育,Norin26则在所设播种条件下表现正常可育;(2)NC2134表现可育,这与其可能携带雄性不育的恢复基因有关,克引11、克引12在正常播种情况下表现高度不育甚至全不育;(3)不育系的不育性表现为不同程度的雄蕊心皮化;(4)不同普通小麦材料其核质杂种育性表现不同,有些材料其核质代换低世代分离出一定比例的高不育、半不育及可育株,通过进一步的核置换,可转育成相应的D2型细胞质不育系。     

具有山羊草属细胞质小麦的光周期敏感细胞质雄性不育性

研究了具有山羊草属（Ａｅｇｉｌｏｐｓ ｃｒａｓｓａ，Ａｅ．ｊｕｖｅｎａｌｉｓ或Ａｅ．ｖａｖｉｌｏｖｉｔ）细胞质（均为Ｄ＾２型）的普通小麦品种“农林２６”（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｉｖｕｍ）的雄性不育和育性恢复的光周期反应，具有Ｄ＾２型细胞质的农林２６的异质第在长日照条件下几乎表现为完全雄性不育；而在短日照条件下表现为高度可育。观察发现温度对降低雄性不育性没有明显影响。因此，这种类型的雄性不育性     

小麦T型育性恢复系的培育和研究

杂种一代小麦的培育研究,已成为世界上许多国家小麦育种的新课题。其主要途径是通过属间和种间杂交与回交,使一方的细胞核置于另一方细胞质之中,育成质核杂种的后代,有的能出现稳定的雄性不育性,为了方便起见,通常把此类细胞质称为雄性不育细胞质,并用以育成生产用的雄性不育系;另一方面是利用能使原有雄性不育细胞质的不育小麦恢复为     

水稻雄性不育细胞质效应的研究

用８种同核异质雄性不育系及其相应保持系分别与４个恢复系配个杂交组合进行裂区试验，在相同核北景下比较雄性不育细胞质效应的差异。结果表明：雄性不育细胞质对杂种一代单株产量和农艺性状多数表现负效应，但细胞质间存在极显著的差异。本研究发现，栽培籼稻的细胞质效应优于普通野稻，选育优良雄性不育细胞质的重点应在栽培籼稻中筛选。恢复系对不育细胞质效应也有不同程度的影响，核质互作对所研究的性状有极显著的作用。选育配