T型细胞质雄性不育小麦T763A败育的特点与育性恢复基因Rf3的分子作图

摘要

小麦是三大重要粮食作物之一，在世界范围内广泛种植。小麦雄性不育系在杂交育种中具有较高的利用价值，在提高小麦产量方面具有重要意义。T型细胞质雄性不育小麦是目前研究时间最久、研究最广泛最深入的一种雄性不育系小麦。本研究对T型细胞质雄性不育小麦T763A的败育特点进行研究，以期明确其雄性败育细胞学机制;为了选配具有高恢复度的T型恢复系，对所有参试材料的1BL/1RS核型进行分析和鉴定并且对三个恢复系（Tm3315B、Tm504B和Tp731B）对T763A的育性恢复能力进行深入研究;除此之外，本研究还对两个不育系(T763A和T504A)的育性恢复进行了遗传分析，并通过SSR引物和设计的EST-STS引物对恢复基因Rf3进行分子作图，旨在为T型细胞质雄性不育系小麦的遗传机理提供一定的理论基础。研究结果如下:
　　1.以小麦雄性不育系T763A、保持系763B和恢复系Tm3315B、Tm504B为供试材料，对它们的外部形态表型进行观察，并进行花粉粒制片观察（醋酸洋红染色、I2-KI染色和DAPI染色）;对供试材料三核期的花药形态、内壁、外壁以及小孢子做扫描电镜分析。结果发现，T763A的败育类型表现为典败和圆败，其成熟花药干瘪瘦小，花药外壁排列不整齐，内壁不平整且乌氏体分部相对稀疏，花粉粒表现为皱缩无规则，并且内含物较少，表现为败育，败育的时间为单核晚期至二核期。
　　2.以中国春和黑麦作为对照，对不育系T763A、T504A，保持系763B、504B和恢复系Tm3315B、Tm504B、Tp731B做核型鉴定实验;同时对恢复系Tm3315B、Tm504B和TP731B的育性恢复能力进行比较研究。结果发现，上述材料全部是非1B/1R类型;三个恢复系均具有较强的恢复能力，并且Tm504B对T763A的恢复能力相对最好，这可能与控制其育性恢复的主效基因数量有一定的关系。
　　3.对不育系T763A、T504A与恢复系Tm504B杂交后代F2群体和相应的保持系与Tm504B杂交再与不育系回交的BC1群体测单株结实率并统计分析。结果表明，不育系T763A和T504A均为孢子体不育;不育系T763A的育性恢复受一对主效恢复基因控制，而不育系T504A的育性恢复却受两对主效恢复基因控制。由此推测，不同雄性不育材料的育性恢复遗传模式可能不同，雄性不育小麦的育性恢复有着复杂的遗传机理。
　　4.通过对T型细胞质雄性不育小麦育性恢复基因Rf3的定位发现，该恢复基因位于小麦1BS.sat18-0.50-1.00区域，并且找到了连锁较为紧密的分子标记Xfba329、BE425889和Xmwg68，与Rf3的遗传距离分别是2.4cM、1.7cM和4.7cM。同时根据遗传距离绘制了遗传连锁图谱，为进一步进行恢复基因Rf3的精细定位探究T型细胞质雄性不育小麦恢复基因的分子遗传机制提供一定的理论支撑。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 杂种优势利用与小麦细胞质雄性不育

1．2 小麦细胞质雄性不育的类型及其特点

1．2．1 T型小麦细胞质雄性不育系

1．2．2 K型和V型小麦细胞质雄性不育系

1．3 分子标记技术的特点及其应用

1．4 小麦细胞质雄性不育的研究进展

1．4．1 小麦T型细胞质雄性不育机制研究进展

1．4．2 小麦T型细胞质雄性不育系的恢复基因的基因定位研究情况

1．5 研究目的及意义

第二章 小麦T型细胞质雄性不育系T763A的败育特征

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验方法

2．2 结果分析

2．2．1 T763A败育产生的外部形态结构特点

2．2．2 T763A发生败育的细胞学特点

2．2．3 扫描电镜观察花药发育结果

2．3 讨论

2．3．1 T763A发生败育的形态学特点

2．3．2 T763A发生败育的细胞学特点

第三章 T763A的1BL／1RS核型鉴定及其育性恢复特点

3．1 材料与方法

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验方法

3．1．3 数据处理

3．2 结果分析

3．2．1 1BL／1RS核型的PCR技术鉴定结果

3．2．2 1BL／1RS核型的醇溶蛋白技术鉴定结果

3．2．3 T763A的育性恢复特点

3．3 讨论

3．3．1 T763A及其保持系和恢复系的核型鉴定

3．3．2 T763A育性恢复特点

第四章 T型细胞质雄性不育小麦T763A和T504A的遗传分析

4．1 材料与方法

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验方法

4．2 结果分析

4．3 讨论

第五章 T763A育性恢复基因Rf3的分子作图

5．1 材料与方法

5．1．1 实验材料

5．1．2 实验方法

5．2 结果分析

5．2．2 恢复基因Rf3的EST-STS引物筛选结果

5．2．3 恢复基因Rf3的遗传图谱构建

5．3 讨论

结论

参考文献

致谢

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