小麦K型细胞质雄性不育系育性恢复机理的研究

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个恢复系组配的杂交组合在二核期进行了高温处理。35℃和40℃高温处理使恢复度明显降低，国内法恢复度分别降低4.712％和12.616％，国际法恢复度分别降低11.687％和21.451％。其中豫麦3号×豫麦2号的恢复度较高，与亲本豫麦3号的结实率相当，高温处理后恢复度下降幅度较小；另外3个组合的恢复度较低，高温处理后恢复度下降幅度较大。抽穗至开花期间的异常高温是K型杂交组合恢复度不稳定的主要外部原因。 8.选用了6个K型不育系和3个恢复系组配了18个杂交组合，研究了土壤干旱、播种期和播种量对小麦K型不育系育性恢复的影响。土壤干旱对育性恢复有一定影响，高恢复度的组合降低，而低恢复度的组合提高，可能与土壤干旱条件下避开了高温影响有关。播种期对K型杂交组合的恢复度有较大影响，推迟播种期会明显降低组合的恢复度，国内法和国际法恢复度均达到极显著水平，不同恢复度的组合间的表现较一致。播种量影响较小，但高恢复度的组合随播种量的提高恢复度有所降低。恢复力较强的恢复系豫麦2号组配的组合受环境条件的影响相对较小，其表现与常规品种较一致，恢复力较弱的恢复系豫麦49和豫麦66组配的组合受环境条件的影响相对较大。合理的栽培措施有助于提高杂交组合的恢复度。

目录

文摘

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致谢

第一章文献综述

第二章小麦K型不育系育性恢复基因的遗传分析

第三章小麦K型不育系育性恢复基因的标记定位

第四章小麦K型不育系的易恢性差异及其遗传分析

第五章小麦K型不育系育性恢复的环境稳定性

参考文献