小麦K型恢复系恢复基因近等位基因系的构建及其效应分析

摘要

小麦K型细胞质雄性不育系是非常有应用潜力的一种不育系，现已证明小麦K型雄性不育系的豫麦2号的主效恢复基因有两对，搞清两对恢复基因的效应将有助于选育出恢复度高而稳定的恢复系，从而选育出优良的强优势杂交组合，促使杂交小麦在生产上大面积推广。本文选用了不诱发单倍体的K型不育系豫麦3号、保持系豫麦3号及携带两个恢复基因的恢复系豫麦2号，利用连续回交结合分子标记辅助选择的方法进行了小麦K型不育系育性恢复基因的近等基因系的选育研究，并对恢复基因的效应进行了初步分析。主要结论如下： 1.采用常规的回交育种与分子标记辅助选择相结合，以K豫麦3号为轮回亲本，豫麦2号为供体通过一次杂交，四次回交和一次自交的育种程序，进行小麦K型不育系育性恢复基因近等基因系的选育。利用田间育性分离和与恢复基因基因紧密连锁的SSR分子标记对单株前景进行选择。利用形态性状和均匀分布在小麦全基因组的SSR分子标记对单株的遗传背景进行选择，其中前两代主要进行前景选择和利用表型综合农艺性状进行遗传背景的选择，BC3F1代首先进行前景选择和综合农艺性状的选择，再利用SSR分子标记对选择到的单株进行背景选择；BC4F1和BC4F2代主要通过分子标记辅助进行前景和背景选择。 2.获得了只含有豫麦2号1B染色体上恢复基因Rfk1、2B染色体上恢复基因Rfk2及同时含有两个恢复基因的近等基因系。在BC4F1世代中，仅携带1B上恢复基因Rfk1的单株有H-3-1-3-2、H-12-2-4-1、H-15-2-26-4、H-17-2-11-1和H-17-4-24-3，仅携带2B上恢复基因Rfk2的单株有H-1-2-13-2、H-6-1-3-2、H-6-1-19-4、H-2-1-8-2和H-17-4-8-3，同时携带恢复基因Rfk1和Rfk2的单株有H-7-1-10-5、H-17-3-3-3、H-17-4-8-2和H-17-4-8-5，这些单株自交可获得分别携带1对和2对恢复基因的近等基因系。 3.不同回交世代各个恢复基因恢复度分析表明，1B染色体上的恢复基因Rfk1的恢复能力要比2B染色体上的恢复基因Rfk2的高，且两对恢复基因间有累加效应：随回交世代的增加各恢复基因的恢复能力均有所提高，说明豫麦2号背景中可能含有抑制育性恢复的微效基因或豫麦3号背景中可能含有促进育性恢复的微效基因。

目录

文摘

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致谢

1 文献综述

1.1 小麦杂种优势的利用途径

1.1.1 小麦细胞质雄性不育

1.1.2 核基因雄性不育

1.1.3 光温敏感型雄性不育

1.1.4 化学诱导雄性不育

1.2 小麦细胞质雄性不育系遗传机理的研究

1.2.1 小麦细胞质雄性不育的遗传机理研究

1.2.2 小麦细胞质雄性不育系育性恢复机理的研究

1.3 小麦K型雄性不育系的研究

1.3.1 小麦K型雄性不育系的来源

1.3.2 K型细胞质对小麦主要性状的影响

1.3.3 小麦K型雄性不育系的杂种优势表现

1.3.4 小麦K型不育系的易恢性及育性恢复的稳定性

1.3.5 K型小麦细胞质雄性不育系恢复基因的研究

1.3.6 小麦K型雄性不育系目前存在问题

1.4.分子标记在小麦育种中的应用

1.4.1 分子标记的特点、类型及应用

1.4.2 分子标记辅助选择的特点

1.4.3 小麦恢复基因的分子标记研究

2 引言

3 材料与方法

3.1 试验材料

3.2 近等基因系构建过程

3.3 SSR标记分析

3.3.1 DNA的提取及纯化

3.3.2 BSA法建池

3.3.3 SSR法分析

3.4 田间调查和育性统计

4 结果与分析

4.1 近等基因系各世代恢复基因的分离情况

4.1.1 BC1F1各中选单株的恢复度表现和恢复基因的分子标记情况

4.1.2 BC2F1各株系恢复基因的分离情况

4.1.3 BC3F1各株系恢复基因的分离情况

4.1.4 BC4F1各株系恢复基因的分离情况

4.2 近等基因系不同世代恢复基因的效应分析

5.结论与讨论

5.1 小麦K型雄性不育系的育性恢复基因及其近等基因系的构建

5.2 关于近等基因系的构建过程中若干问题的探讨

5.2.1 前景选择

5.2.2 背景选择

5.2.3 群体大小

5.2.4 遗传累赘的剔除

5.3 高恢复力的恢复系的选育及今后工作的展望

参考文献