小麦K型细胞质雄性不育系育性恢复机理的研究

论文摘要

小麦K型细胞质雄性不育系是目前利用小麦杂种优势的主要途径之一，它具有细胞质副效应小、既易保持又易恢复等优点，但是也存在着育性恢复度不高且不稳定的缺陷，是直接制约它在生产上利用的主要原因之一。本研究利用不同的K型不育系及其恢复系组配杂交组合和构建分离群体，对其育性恢复基因进行了遗传分析和标记定位，研究了不同不育系易恢性差异及其遗传机理以及育性恢复的环境稳定性，较全面地探讨了小麦K型不育系育性恢复的机理。主要研究结果和结论如下： 1．不育系／／保持系／恢复系类型群体的育性分离表明：不同恢复力的恢复系携带的恢复基因对数不同，恢复力较强的豫麦2号携带2对主效基因，恢复力较低的豫麦49和豫麦66仅携带1对主效基因。 2．不育系／恢复系／／保持系类型群体的育性分离表明在K型细胞质背景下没有恢复基因的雌配子能够正常传递，而不育系／／不育系／恢复系群体的育性分离结果表明雄配子几乎不能传递。 3．利用双亲的179对多态性SSR引物对K豫麦3号／／豫麦3号／豫麦2号回交群体进行了标记分析，筛选到5个与豫麦2号恢复基因连锁的分子标记。位于1BS上的标记Xgwm18、Xgwm11、Xgwm374和BARC061与其中的一个恢复基因连锁，遗传距离分别为7.59cM、2.46cM、3.79cM和23.24cM，该基因应为Rfv1基因；位于2BL上的标记Xgwm526与一个新的恢复基因连锁，遗传距离为16.00cM，将该基因命名为Rfk2。 4．利用标记群体中可育株的恢复度表现以及分子标记的结果对两对K型恢复基因恢复力的差异以及它们间的作用方式进行了初步探讨。结果表明Rfv1的恢复力较强，Rfk2的恢复力较弱，2个恢复基因有一定的累加效应。 5．在两种环境条件下对16个K型不育系与12个恢复系组配的192个杂交组合的恢复度进行了鉴定。在16个不育系中，豫麦3号、豫农93019、豫农93151和漯珍1号的平均恢复度都在70％以上，为易恢性好的类型；豫教1号、豫农93221、S33、豫农92369、豫农92368和豫农92382的平均恢复度在60％-70％之间，为易恢性中等的类型；MS43、S34、豫麦21、S43、矮82056和豫农212M2的平均恢复度在60％以下，为易恢性差的类型。在12个恢复系中，携带2对恢复基因的豫麦2号不仅平均恢复度高，而且在不同不育系间恢复力最稳定；豫麦54和豫麦66的恢复力最差，二者均没有携带Rfv1基因。不育系与恢复系间存在一定的互作效应。 6．以易恢性具有明显差异的豫麦3号和S43以及对这两个不育系的育性恢复度差异较大的恢复系豫麦66作为亲本材料组配三交群体K豫麦3号／S43／／豫麦66，该群体的育性分离结果表明不育系豫麦3号和S43的易恢性差异是受2对主基因和微效多基因共同控制，不育系易恢性与恢复系恢复力差异的机理是相同的。 7．对K型豫麦3号不育系与豫麦66、豫麦2号、豫麦49和豫农97202等4个恢复系

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 杂交小麦的研究概况
• 1.1.1 小麦核质互作不育系的利用研究
• 1.1.2 化学杂交剂配制杂交小麦
• 1.1.3 光温敏不育系的利用
• 1.1.4 核基因雄性不育的利用
• 1.1.5 杂交小麦研究的成就和存在的问题
• 1.2 小麦K型不育系利用的研究进展
• 1.2.1 小麦K型不育系的发现和特点
• 1.2.2 小麦K型不育系的败育机理研究
• 1.2.3 小麦K型细胞质的效应研究
• 1.2.4 小麦K型不育系的育性恢复表现
• 1.2.5 非1B/1R小麦K型不育系的研究
• 1.2.6 K型杂交小麦的优势表现和选育研究
• 1.3 小麦K型不育系育性恢复的机理研究
• 1.3.1 小麦K型不育系育性恢复基因的配子传递
• 1.3.2 小麦K型不育系育性恢复基因的遗传分析
• 1.3.3 小麦K型不育系易恢性差异及其机理分析
• 1.3.4 小麦K型不育系育性恢复的环境稳定性
• 1.4 分子标记的发展及其在小麦育性恢复基因定位和标记中的应用
• 1.4.1 DNA分子标记的类型
• 1.4.2 分子标记在小麦育性恢复基因定位中的应用
• 1.4.3 利用分子标记进行小麦育性恢复基因的辅助育种
• 1.5 本研究的目的与意义
• 第二章 小麦K型不育系育性恢复基因的遗传分析
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 田间调查和育性统计
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同小麦K型恢复系育性恢复基因的遗传分离
• 2.2.2 小麦K型雄性不育系育性恢复基因的配子传递率
• 2.2.3 不同群体可育株的育性表现
• 2.3 讨论
• 2.3.1 小麦K型不育系育性恢复基因的遗传分析
• 1的配子传递率'>2.3.2 小麦K型不育系杂种F₁的配子传递率
• 第三章 小麦K型不育系育性恢复基因的标记定位
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 选用群体
• 3.1.2 DNA的提取及纯化
• 3.1.3 BSA法建池
• 3.1.4 SSR标记分析
• 3.1.5 连锁分析
• 3.1.6 恢复基因的效应与作用方式分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 亲本的SSR多态性分析
• 3.2.2 与恢复基因连锁标记的筛选
• 3.2.3 扩增多态性片段与恢复基因的连锁分析
• 3.2.4 遗传距离的计算
• 3.2.5 两个恢复基因的效应和作用方式分析
• 3.3 讨论
• 3.3.1 小麦K型雄性不育系新恢复基因的发现
• 3.3.2 小麦K型恢复系恢复力差异的遗传机理
• 第四章 小麦K型不育系的易恢性差异及其遗传分析
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 小麦K型不育系的易恢性差异研究
• 4.1.2 小麦K型不育系易恢性的遗传分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 小麦K型不育系的易恢性差异研究
• 4.2.2 易恢性基因的遗传分析
• 4.3 讨论
• 4.3.1 小麦K型不育系易恢性和育性恢复的遗传机理
• 4.3.2 易恢复的K型不育系的选育
• 第五章 小麦K型不育系育性恢复的环境稳定性
• 5.1 材料和方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 温度对小麦K型不育系育性恢复的影响
• 5.2.2 土壤干旱对小麦K型不育系育性恢复的影响
• 5.2.3 播种期对小麦K型不育系育性恢复的影响
• 5.2.4 播种量对小麦K型不育系育性恢复的影响
• 5.3 讨论
• 参考文献