小麥K型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系育性恢復(fù)機(jī)理的研究.pdf

1、小麥K型細(xì)胞質(zhì)雄性不育系是目前利用小麥雜種優(yōu)勢(shì)的主要途徑之一，它具有細(xì)胞質(zhì)副效應(yīng)小、既易保持又易恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著育性恢復(fù)度不高且不穩(wěn)定的缺陷，是直接制約它在生產(chǎn)上利用的主要原因之一。本研究利用不同的K型不育系及其恢復(fù)系組配雜交組合和構(gòu)建分離群體，對(duì)其育性恢復(fù)基因進(jìn)行了遺傳分析和標(biāo)記定位，研究了不同不育系易恢性差異及其遺傳機(jī)理以及育性恢復(fù)的環(huán)境穩(wěn)定性，較全面地探討了小麥K型不育系育性恢復(fù)的機(jī)理。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下： 1

2、.不育系//保持系/恢復(fù)系類型群體的育性分離表明：不同恢復(fù)力的恢復(fù)系攜帶的恢復(fù)基因?qū)?shù)不同，恢復(fù)力較強(qiáng)的豫麥2號(hào)攜帶2對(duì)主效基因，恢復(fù)力較低的豫麥49和豫麥66僅攜帶1對(duì)主效基因。 2.不育系/恢復(fù)系//保持系類型群體的育性分離表明在K型細(xì)胞質(zhì)背景下沒有恢復(fù)基因的雌配子能夠正常傳遞，而不育系//不育系/恢復(fù)系群體的育性分離結(jié)果表明雄配子幾乎不能傳遞。 3.利用雙親的179對(duì)多態(tài)性SSR引物對(duì)K豫麥3號(hào)//豫麥3號(hào)/豫麥2

3、號(hào)回交群體進(jìn)行了標(biāo)記分析，篩選到5個(gè)與豫麥2號(hào)恢復(fù)基因連鎖的分子標(biāo)記。位于1BS上的標(biāo)記Xgwm18、Xgwm11、Xgwm374和BARC061與其中的一個(gè)恢復(fù)基因連鎖，遺傳距離分別為7.59cM、2.46cM、3.79cM和23.24cM，該基因應(yīng)為Rfv1基因；位于2BL上的標(biāo)記Xgwm526與一個(gè)新的恢復(fù)基因連鎖，遺傳距離為16.00cM，將該基因命名為Rfk2。 4.利用標(biāo)記群體中可育株的恢復(fù)度表現(xiàn)以及分子標(biāo)記的結(jié)果對(duì)

4、兩對(duì)K型恢復(fù)基因恢復(fù)力的差異以及它們間的作用方式進(jìn)行了初步探討。結(jié)果表明Rfv1的恢復(fù)力較強(qiáng)，Rfk2的恢復(fù)力較弱，2個(gè)恢復(fù)基因有一定的累加效應(yīng)。 5.在兩種環(huán)境條件下對(duì)16個(gè)K型不育系與12個(gè)恢復(fù)系組配的192個(gè)雜交組合的恢復(fù)度進(jìn)行了鑒定。在16個(gè)不育系中，豫麥3號(hào)、豫農(nóng)93019、豫農(nóng)93151和漯珍1號(hào)的平均恢復(fù)度都在70％以上，為易恢性好的類型；豫教1號(hào)、豫農(nóng)93221、S33、豫農(nóng)92369、豫農(nóng)92368和豫農(nóng)923

5、82的平均恢復(fù)度在60％-70％之間，為易恢性中等的類型；MS43、S34、豫麥21、S43、矮82056和豫農(nóng)212M2的平均恢復(fù)度在60％以下，為易恢性差的類型。在12個(gè)恢復(fù)系中，攜帶2對(duì)恢復(fù)基因的豫麥2號(hào)不僅平均恢復(fù)度高，而且在不同不育系間恢復(fù)力最穩(wěn)定；豫麥54和豫麥66的恢復(fù)力最差，二者均沒有攜帶Rfv1基因。不育系與恢復(fù)系間存在一定的互作效應(yīng)。 6.以易恢性具有明顯差異的豫麥3號(hào)和S43以及對(duì)這兩個(gè)不育系的育性恢復(fù)度差

6、異較大的恢復(fù)系豫麥66作為親本材料組配三交群體K豫麥3號(hào)/S43//豫麥66，該群體的育性分離結(jié)果表明不育系豫麥3號(hào)和S43的易恢性差異是受2對(duì)主基因和微效多基因共同控制，不育系易恢性與恢復(fù)系恢復(fù)力差異的機(jī)理是相同的。 7.對(duì)K型豫麥3號(hào)不育系與豫麥66、豫麥2號(hào)、豫麥49和豫農(nóng)97202等4個(gè)恢復(fù)系組配的雜交組合在二核期進(jìn)行了高溫處理。35℃和40℃高溫處理使恢復(fù)度明顯降低，國內(nèi)法恢復(fù)度分別降低4.712％和12.616％，國

7、際法恢復(fù)度分別降低11.687％和21.451％。其中豫麥3號(hào)×豫麥2號(hào)的恢復(fù)度較高，與親本豫麥3號(hào)的結(jié)實(shí)率相當(dāng)，高溫處理后恢復(fù)度下降幅度較小；另外3個(gè)組合的恢復(fù)度較低，高溫處理后恢復(fù)度下降幅度較大。抽穗至開花期間的異常高溫是K型雜交組合恢復(fù)度不穩(wěn)定的主要外部原因。 8.選用了6個(gè)K型不育系和3個(gè)恢復(fù)系組配了18個(gè)雜交組合，研究了土壤干旱、播種期和播種量對(duì)小麥K型不育系育性恢復(fù)的影響。土壤干旱對(duì)育性恢復(fù)有一定影響，高恢復(fù)度的組合

8、降低，而低恢復(fù)度的組合提高，可能與土壤干旱條件下避開了高溫影響有關(guān)。播種期對(duì)K型雜交組合的恢復(fù)度有較大影響，推遲播種期會(huì)明顯降低組合的恢復(fù)度，國內(nèi)法和國際法恢復(fù)度均達(dá)到極顯著水平，不同恢復(fù)度的組合間的表現(xiàn)較一致。播種量影響較小，但高恢復(fù)度的組合隨播種量的提高恢復(fù)度有所降低?；謴?fù)力較強(qiáng)的恢復(fù)系豫麥2號(hào)組配的組合受環(huán)境條件的影響相對(duì)較小，其表現(xiàn)與常規(guī)品種較一致，恢復(fù)力較弱的恢復(fù)系豫麥49和豫麥66組配的組合受環(huán)境條件的影響相對(duì)較大。合理的栽