高粱雄性不育系柱头生活力、小花败育与细胞质效应研究

论文摘要

自1954年高粱雄性不育系Tx3197A育成以来,国内外杂交高粱生产在过去的40多年中几乎全部依赖于迈罗细胞质(A1细胞质)雄性不育系,这种单一细胞质的全球应用,使高粱遗传育种家甚为忧虑。特别是20世纪70年代美国T型细胞质玉米杂交种遭受叶斑病T小种专化侵染,造成玉米杂交种生产的致命打击后,更引起高粱遗传育种家的重视。为了拓宽高粱杂交种的遗传基础,避免单一细胞质造成的病害专化侵染,Schertz等育成一批非迈罗细胞质高粱雄性不育系,并根据其恢保关系划分为6个类型,命名为A2、A3、A4、A5、A6、9E。有关非迈罗细胞质雄性不育系的研究主要集中在A2、A3的研究和利用上,上世纪90年代我国育成A2细胞质雄性不育系A2V4和A27050,率先把A2杂交种用于商业化生产,A3细胞质雄性不育系的研究和利用也取得长足的进展,成功利用于饲草高粱育种和生产。然而有关A4、A5、A6、9E的研究甚少,特别是有关柱头生活力、小花败育与细胞质效应的研究未见报道。高粱柱头生活力和抗小花败育性能与高粱种子生产密切相关,国内的一些研究主要集中在A1、A2同质异核和异质异核雄性不育系的研究,同核异质的研究仅限于A1、A2、A3,对高粱全部细胞质雄性不育系的研究尚未开展,本文研究了高粱柱头生活力和小花败育与A.、A2、A3、A4、A5、A6、9E的细胞质效应,试图阐明细胞质与柱头生活力和小花败育的关系,为高粱育种和生产提供优良细胞质源。同时开展高粱不同细胞质雄性不育系败育机理研究,探索高粱不同细胞质雄性不育系败育机理。研究发现：1、高粱柱头生活力品种间存在较大差别,核基因效应达极显著差异。从不同细胞质间看,不同细胞质不育系授粉结实差异均不显著,A4、A5、A6、9E型细胞质对柱头生活力的影响与目前生产上应用的A1、A2、A3型细胞质无明显差异,未发现不同细胞质对高粱雄性不育系柱头生活力有特殊的胞质效应。2、高粱雄性不育系小花败育在不同细胞质间存在明显差异,田间观察A1、A2、A5、A6、不育系大部分穗子出现不同程度的小花败育,A3、A4、9E细胞质不育系则完全不败育,胞质效应明显,差异极显著。不同细胞质与高粱雄性不育系小花败育存在特殊的胞质效应,A3、A4、9E细胞质有极强的抗败育性能,在生产中应用可大幅度提高高粱制种产量和稳产性能,在高粱育种和生产中有重大利用价值。3、A5雄性不育系雄性败育的主要特征是花粉母细胞在空间上不贴近绒毡层,研究认为花粉母细胞在空间上的这种不贴近绒毡层的现象可能是导致A5高粱雄性不育系小孢子败育的主要原因。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 第一节 高粱雄性不育系研究与利用
• 1 高粱雄性不育系选育及应用
• 1.1 A1细胞质雄性不育系的应用
• 1.2 A2细胞质雄性不育系的应用
• 1.3 A3细胞质雄性不育系的应用
• 2 高粱细胞质雄性不育系的育性反应及育性遗传
• 3 高粱主要农艺性状与胞质效应研究
• 3.1 高粱主要经济性状与胞质效应
• 3.2 高粱雄性不育系柱头生活力、小花败育与胞质效应
• 4 本研究的目的
• 第二节 高粱雄性不育败育机制细胞学研究
• 1 绒毡层发育
• 2 减数分裂
• 3 花粉粒发育
• 4 ATP酶及胼胝体
• 5 本研究目的
• 第二章 高粱雄性不育系柱头生活力、小花败育及胞质效应研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料及来源
• 1.2 实验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 柱头生活力与细胞质效应
• 2.2 小花败育与细胞质效应
• 3 讨论
• 第三章 雄性不育系小孢子败育的细胞学观察研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料及来源
• 1.2 实验方法
• 2 结果与分析
• 3 讨论
• 3.1 小孢子败育与减数分裂的关系
• 3.2 小孢子败育与绒毡层的关系
• 第四章 全文结论
• 石蜡包埋切片照片 图版说明
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 个人简况及联系方式