太空誘變玉米核不育材料的細(xì)胞學(xué)觀察及不育基因的SSR定位.pdf

1、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所于1996年利用返回式實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星搭載六份優(yōu)良玉米材料，現(xiàn)已從中獲得一份雄性不育突變體。經(jīng)遺傳分析證實(shí)，該突變體為一對隱性單基因控制的細(xì)胞核雄性不育材料，并已將該不育基因初步定位于玉米第3染色體的長臂上。為探明太空誘變玉米細(xì)胞核雄性不育材料花粉敗育的細(xì)胞學(xué)機(jī)理及不育基因所在位點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)以該不育材料為研究對象，主要研究內(nèi)容包括：(1)以核不育材料的姊妹交群體作為育性調(diào)查和細(xì)胞學(xué)觀察群體，利用整體花藥及游離細(xì)胞觀察和石蠟切

2、片技術(shù)對該不育材料的小孢子發(fā)育進(jìn)行了細(xì)胞學(xué)觀察。(2)以核不育材料的F<,2>代群體作為育性調(diào)查和SSR定位群體，用玉米第3染色體3.06位點(diǎn)的SSR引物進(jìn)行差異篩選，進(jìn)一步縮短現(xiàn)有分子標(biāo)記與不育基因之間的遺傳距離，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建核不育基因區(qū)間的分子標(biāo)記遺傳連鎖圖。主要結(jié)果如下： 1.對核不育材料的姊妹交群體進(jìn)行田間育性鑒定，發(fā)現(xiàn)2個小區(qū)的姊妹交群體都發(fā)生育性分離，且每個果穗均符合可育：不育為1：1的分離比例。姊妹交群體總計(jì)2

3、95株，其中完全可育127株，完全不育168株。適合性測驗(yàn)結(jié)果為：Xc<'2>=5.424，小于X<'2>(0.04,1)=6.63，表明姊妹交群體中可育株和不育株的育性分離符合孟德爾分離比率1：1。對核不育材料的F2群體進(jìn)行田間育性鑒定，發(fā)現(xiàn)lO個小區(qū)的F2群體都發(fā)生育性分離，且每個果穗均符合可育：不育為3：1的分離比例。F<,2>群體總計(jì)2002株，其中完全可育1539株，完全不育463株。適合性測驗(yàn)結(jié)果為：Xc<'2>=3.647

4、，小于X<'2>(0.01,1)=6.63，表明F<,2>群體中可育株和不育株的育性分離符合孟德爾分離比例3：1。在姊妹交群體和F2群體中均驗(yàn)證出該不育性狀確實(shí)受一對隱性純合核不育基因控制。 2.以核不育材料的姊妹交群體為細(xì)胞學(xué)觀察群體，對該不育材料的小孢子發(fā)育進(jìn)行了細(xì)胞學(xué)觀察。結(jié)果表明，太空誘變玉米核不育材料的花粉敗育主要發(fā)生在減數(shù)分裂的二分體期間，表現(xiàn)為二分體自溶，形狀不規(guī)則。同時發(fā)現(xiàn)早在減數(shù)分裂之前，少數(shù)藥室的花粉母細(xì)胞和

5、絨氈層細(xì)胞就出現(xiàn)發(fā)育異常，花粉母細(xì)胞有解體自溶趨勢，不能形成正常的二分體，有些雖可發(fā)育至四分體，但不能完成后續(xù)的發(fā)育；而絨氈層細(xì)胞的異常從花粉母細(xì)胞時期一直持續(xù)到二分體直至四分體?；ㄋ幇l(fā)育后期，則觀察到絨氈層細(xì)胞液泡化并徑向膨大，充滿整個藥室；或絨氈層細(xì)胞完全解體，藥室變?yōu)榭涨唬Y(jié)果均表現(xiàn)為無花粉型的敗育類型。 3.以核不育材料的F2代群體為SSR定位群體，對該不育基因所在位點(diǎn)進(jìn)行研究。 根據(jù)田間育性調(diào)查結(jié)果隨機(jī)選取一定

6、數(shù)量的不育株和可育株，采用單株法進(jìn)行SSR引物的篩選，并根據(jù)初步定位結(jié)果，利用分子標(biāo)記bnlgl97和umc1012進(jìn)行驗(yàn)證，以確認(rèn)該核不育基因在玉米第3染色體3.06位點(diǎn)附近。同時合成3.06位點(diǎn)上的37對已知SSR引物進(jìn)行差異篩選，結(jié)果表明分子標(biāo)記umc1674，umc2076，umc1644，dupssr17，bnlg197，umc2271，umc1951和bnlg1047與不育基因表現(xiàn)為連鎖遺傳，進(jìn)一步將不育基因定位在分子標(biāo)記u