异源细胞质育种技术在小麦遗传育种研究中的应用

小麦族内种属之间细胞质的遗传变异是小麦育种宝贵的遗传资源,因而对异源细胞质遗传效应的研究也愈加深入。小麦的异源细胞质遗传效应表现在细胞质雄性不育性、单倍体诱导、抗逆性、生长发育及农艺性状的小麦品种改良等诸多方面。其中,创制细胞质雄性不育系、诱导单倍体和改良小麦品种是异源细胞质遗传效应在小麦育种中的具体应用。对小麦细胞质效应的遗传特点及其在育种中的应用进行了系统总结,旨在探索细胞质遗传规律,为小麦细胞质遗传资源的开发和利用提供理论依据。     

提莫菲维小麦和偏凸山羊草不育细胞质对小麦旗叶光合功能的影响

 本文研究了提莫菲维小麦（Triticum timopheevi）和偏凸山羊草（Aegilops ventricosa）雄性不育细胞质对小麦旗叶光合功能的影响。研究结果表明，与普通小麦细胞质相比，提莫菲维小麦和偏凸山羊草细胞质会在不同程度上对小麦旗叶的光合速率、量子效率、气孔导度、叶肉导度、水分利用效率、光系统Ⅰ活性及Hill反应活性产生负效应，提莫菲维小麦细胞质的负效应小于偏凸山羊草。旗叶全展初期，普通小麦细胞质的RuBPCase初始活性和总活性显著高于提莫菲维小麦细胞质，提莫菲维小麦细胞质又显著高于偏凸山羊草细胞质；而在RuBPCase初始比活性及总比活性方面，普通小麦细胞质和提莫菲维小麦细胞质相近，这两者显著高于偏凸山羊草细胞质。异源细胞质雄性不育系育性恢复后，旗叶光合速率、RuBPCase初始活性和初始比活性等均有显著提高。     

密穗与普通小麦杂交产生雄性不育的研究初报

在小麦不育细胞质源的研究方面,从六十年代以来,世界各国已对包括小麦属在内的5个小麦亲缘属的大约25个种的细胞质进行了分析研究,结果指出,在小麦属中的不育细胞质有提莫菲维小麦、茹可夫斯基小麦、阿拉拉特小麦、野生二粒小麦和野生一粒小麦。目前国内外广泛采用的提莫菲维细胞质,虽然表现在不育系的不育性上比较稳定,对不育系和杂种的生长发育也很少产生不利的副作用,但因其恢复源太少,特别是在普通小麦中较难找到理想的恢复系,因而有必要发掘新的不育细胞质源。根据我们近几年     

无芒山羊草细胞质对小麦性状影响的研究

用含有无芒山羊草细胞质的１０个稳定普通小麦异质系为材料,调查了该细胞质对供试小麦雄性育性,生长势,生育期和主要农艺性状的影响以及其异质小麦不育系易恢性的特性,同时对该细胞质在杂种小麦研究中的应用价值作了探讨。     

小麦品种渝麦13号细胞质类型的分子标记鉴定

为从分子水平对小麦渝麦13号进行细胞质类型鉴定,本研究以野生燕麦、普通小麦(中国春和薛早)及30份具有小麦属和山羊草属不同细胞质类型的核质代换系为参照,利用24个小麦叶绿体SSR分子标记对小麦品种渝13号及其衍生后代进行了分析。结果发现,5个标记的扩增带型在渝麦13号及其衍生后代和普通小麦材料之间表现出明显的多态性,说明小麦品种渝麦13号及其衍生后代的细胞质类型与普通小麦材料不同。通过比对野生燕麦细胞质和T型细胞质的带型发现,在24个标记中,有15个分子标记在野生燕麦细胞质和T型细胞质间表现出明显的多态性。在这些多态性分子标记中,渝麦13号及其衍生材料细胞质的扩增带型与T型细胞质的带型完全一致,而与野生燕麦的带型不一致。通过比对渝麦13号和其他29份小麦核质代换系的细胞质扩增带型后发现,渝麦13号与这些代换系均不同。因此,小麦品种渝麦13号及其衍生系的细胞质类型很可能为T型。     

节节麦细胞质对普通小麦性状的效应

近年来,人们用山羊草(Aegilops)为细胞质给体,普通小麦(Triticum awstivum)作核给体,通过置换回交,育成了一系列核质杂种。已经征明,各种类型的细胞质对小麦基因组的表达有特异的效应,细胞质在植物遗传变异和进化中都有重要作用。从应用的观点来看,节节麦(Aesquarrosa)的细胞质是令人最感兴趣的细胞质之一。首先,具有节节麦细胞质的小麦核质杂种优势利用的研究,可能提供一种新的育种途径。其次,利用这种细胞质培育杂种小麦也可能是很有希望的。本实验的目的是进一步研究节节麦细胞质对栽培小麦主要农艺性状的遗传效应,探讨异细胞质在育种中的应用价值。     

三种山羊草细胞质对普通小麦F1代株高和旗叶面积的效应

以普通小麦品系 30 3,70 6及其回交转育的粘果山羊草 ( Ae.kotschyi)、瓦维洛夫山羊草 ( Ae.vavilovii)和牡山羊草 ( Ae.juvenalis)细胞质雄性不育系为母本、1 3个普通小麦品系为父本 ,进行不完全双列杂交 ,研究了以上 3种山羊草细胞质对普通小麦 F1 代株高和旗叶面积的细胞质效应。结果表明 ,与普通小麦细胞质相比 ,3种山羊草细胞质对普通小麦 F1 代的旗叶面积不存在正向或负向的细胞质效应 ,而对普通小麦 F1 代的株高有负向的降低效应 ,瓦维洛夫山羊草细胞质对 F1 代株高降低作用不显著 ,粘果山羊草、牡山羊草细胞质对 F1 代株高降低则分别达到显著和极显著水平     

D2型山羊草细胞质对普通小麦性状影响的研究

以含有粗厚山羊草 (6 X)、牡山羊草、瓦维洛夫山羊草等 D2 型异源细胞质的 3个稳定普通小麦(Triticum aestivum)异质系为材料 ,分别与 6个普通小麦品系杂交 ,调查该细胞质对供试小麦育性、生长势和主要农艺性状的影响。结果表明 :D2 型细胞质对普通小麦的育性反应差异性显著 ,相对而言牡山羊草细胞质对杂交小麦的生产利用价值更大 ,对普通小麦农艺性状无不良的细胞质效应 ,能改良小麦品质和提高小麦对白粉病的抗性。     

D~2型山羊草细胞质对普通小麦性状影响的研究

以含有粗厚山羊草 (6 X)、牡山羊草、瓦维洛夫山羊草等 D2 型异源细胞质的 3个稳定普通小麦(Triticum aestivum)异质系为材料 ,分别与 6个普通小麦品系杂交 ,调查该细胞质对供试小麦育性、生长势和主要农艺性状的影响。结果表明 :D2 型细胞质对普通小麦的育性反应差异性显著 ,相对而言牡山羊草细胞质对杂交小麦的生产利用价值更大 ,对普通小麦农艺性状无不良的细胞质效应 ,能改良小麦品质和提高小麦对白粉病的抗性。     

国内外首次选育成功偏凸山羊单细胞质的小麦雄性不育系

“小麦新型不育系,课题组张改生助教在李正德教授和杨天章副教授的指导下,经过6年的努力,在国内外首次选育出稳定的偏凸山羊草细胞质的小麦雄性不育系并卖现三系配套。 利用小麦杂种优势是世界各国农学家们梦寐以求的目标。60年代以来,杂交小麦的研究主要是应用具有提莫菲维小麦细胞质的雄性不育系(即T型)。但T型雄性不育系的恢复源少,恢复度低,种子皱缩,很难应用于生产。此后国内外学者在大量工作的基础上,陆续又发现了20余种不同细胞质杂源的雄性不育类型,其中尤以粘果山羊草和易变山羊草细胞质为背景的雄性不育类型性状较理想。自1983年开始,张改生等以10种不同山羊草细胞质为背景的异质小麦品种Chris为母本,与1B/1R小麦——黑麦类型的77(2)杂交并连续进行回交置换,终于在国内外首次发现偏凸山羊草细胞质是一种更理想的雄性不育细胞质源。试验表明:     

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。     

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。     

粗山羊细胞质对普通小麦细胞核的遗传效应

将粗山羊草细胞质导入普通小麦，研究其对普通小麦细胞核的遗传效应。结果表明，粗山羊草细胞质对普通小麦开花习性具有优良的作用；能增加小麦的株高，提高小穗数、穗粒数、结实率和发芽势，但延迟小麦的生育期；对其他性状影响不显著；粗山羊草细胞质对普通小麦细胞核之间有一定的核质杂种优势。     

粗山羊草细胞质对普通小麦细胞核的遗传效应

将粗山羊草细胞质导入普通小麦 ,研究其对普通小麦细胞核的遗传效应。结果表明 ,粗山羊草细胞质对普通小麦开花习性具有优良的作用 ;能增加小麦的株高 ,提高小穗数、穗粒数、结实率和发芽势 ,但延迟小麦的生育期 ;对其他性状影响不显著 ;粗山羊草细胞质对普通小麦细胞核之间有一定的核质杂种优势。     

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。     

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。     

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。     

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     

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.