5种细胞质雄性不育小麦败育过程中活性氧代谢保护酶的响应

为了解异质雄性不育小麦败育过程中活性氧代谢中几种保护酶的变化特点,以5种小麦雄性不育系U116A、Ju116A、Va116A、C6116A、K116A及其相应保持系116B为材料,分析了小麦雄性不育系在花药不同发育时期的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性与保持系的差异。结果表明,不育花药的POD活性自单核早期后均比同一发育时期的可育花药高;自单核晚期开始,不育系CAT活性总体上呈下降趋势,而可育系则呈升高趋势;受试材料花药中SOD活性总体呈上升趋势,且不育系高于保持系。经差异分析,不育系U116A、Ju116A、Va116A、C6116A的败育关键期是单核晚期,而K116A的败育关键期则是单核晚期至二核期。以上结果说明,5种异质小麦雄性败育时期有所不同,并且雄性育性与POD、CAT和SOD活性密切相关。     

5种细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性及育性恢复

为了解不同类型异质雄性不育小麦的易恢性差异和不同恢复系的恢复力差异,采用特异性分子标记及醇溶蛋白的A-PAGE检测方法对5种类型同核异质不育系（K706A、Va706A、Ju706A、C6706A、U706A,分别为K、Va、Ju、C6和U型）、保持系（706B）及恢复系（6521-2、LK783、1321、223原-9、9023晚、X 197、宿7078、宿968、中国春、WM5-5）进行1B/1R类型鉴定,同时对不同杂交组合F₁（不育系/恢复系）的自交结实率进行异地（杨凌和三原）分析。结果表明,Va706A、Ju706A、C6706A、U706A、706B为 1BL/1RS易位纯合体,宿968、宿7078、LK783 、1321、6521-2、WM5-5、X197、223原-9为非1BL/1RS易位材料,K706A、9023晚为1BL/1RS易位杂合体。5种细胞质雄性不育系中,K型的易恢性最好,Ju型和U型居中,C6型恢复能力最差。10个恢复系中,LK783和中国春在三原和杨凌恢复度均较高,宿968的恢复能力最弱,但LK783的变异幅度较大,中国春的变异幅度较小,说明中国春恢复能力好且稳定。此外,不育系与恢复系间存在明显的互作关系。     

K型雄性不育小麦育性恢复基因的遗传特点及育性稳定性研究

利用2个K型小麦雄性不育系、21个恢复系及2个对照材料,组配杂交组合,经杂交、自交获得F1(AXR)和F2等世代材料,并考查其自交结实率,结合植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型进行遗传分析,同时对部分组合的育性稳定性进行研究。结果表明:K型小麦雄性不育系的育性基因rf主要由雌配子传递,属配子体雄性不育类型;育性受2对加性-显性主基因+加性-显性多基因共同控制,且第1对主基因控制育性的作用强于第2对主基因;在F2群体中主基因的遗传率为62.44%,多基因遗传率为0,环境方差占表现型方差的37.56%,说明该类型小麦雄性不育性以主基因遗传为主,同时受多基因和环境的影响。育性稳定性研究表明,虽然K型细胞质雄性不育小麦的育性恢复年际间波动很大,但通过筛选可以获得恢复度高且稳定的恢复系,进而为杂交小麦的育种提供支持。     

T型细胞质雄性不育小麦T763A的败育特点及育性恢复

为了明确T型细胞质雄性不育小麦T763A败育的形态特征和细胞学特点及对T763A恢复系的选用提供依据,以不育系T763A,保持系763B,恢复系Tm3315B、Tm504B和TP731B为供试材料,进行外部形态特征观察和花粉粒制片(醋酸洋红、I2-KI和DAPI);并以中国春和黑麦为对照试材,对所有供试材料进行核型鉴定。结果表明:T763A败育类型为典败和圆败,成熟花粉粒皱缩无规则,内含物少,花粉败育,败育主要发生在单核晚期到二核期;所有供试材料均为非1B/1R类型;3个恢复系(Tm3315B、Tm504B和TP731B)恢复能力均较强,其中以Tm504B对T763A的恢复能力相对最好,这可能与T763A的胞质类型及与恢复系所含的恢复基因数量有关。     

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。     

K型温敏雄性不育小麦KTM3315A的鉴定及花粉败育特点的初步分析

为了解小麦温敏雄性不育系KTM3315A的染色体组成,揭示其雄性败育特点,采用分子标记和A-PAGE技术对KTM3315A是否含有T1BL.1RS易位染色体进行了鉴定。通过醋酸洋红、DAPI和I2-KI染色,观察花粉败育的细胞学特点及类型,并对不同发育时期(减数分裂、单核早期、单核晚期、二核期和三核期)花药中的保护酶(POD、SOD和CAT)活性进行了测定。结果表明:KTM3315A具有小麦1BS的特异扩增条带,但缺少黑麦1RS的特异扩增条带,与KTM3315A在ω区不具有黑麦特异蛋白谱带的结果相对应,推测KTM3315A为非1B/1R类型的K型温敏雄性不育小麦;KTM3315A在不育条件下的三核期花粉粒经I2-KI染色表现为染色不均匀,花粉败育,其花粉败育类型为染败;3种活性氧代谢的保护酶活性在不同育性条件下呈现出不同的变化趋势,在不育和可育条件下,POD、SOD和CAT活性在单核晚期均表现显著差异,推测KTM3315A的雄性不育与活性氧代谢的保护酶活性有关,其败育发生的关键时期可能在单核晚期。     

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%。