大白菜温敏雄性不育的温敏特性及选育研究

摘要

本研究通过对大白菜雄性不育系TsCMS7311温敏性状遗传规律的研究和花药在育性恢复中的细胞学观察，为加速大白菜温敏雄性不育系的选育和大白菜杂种优势利用工作提供了理论基础，也为探求温敏雄性不育系TsCMS7311在低温条件下育性恢复的细胞学原因提供了一定的依据。 采用田间自然低温诱导试验和人工控温诱导试验相结合的方法，对大白菜温敏雄性不育系TsCMS7311的4个随机单株自交后代04C4-2、04C4-3、04C4-5和04C4-7温敏性状的遗传规律进行了研究。结果表明：人工控温诱导条件下，单株自交后代在现蕾期经过低温处理后，均在处理后12d～15d出现育性恢复转化现象；田间自然低温诱导条件下，均在开花后就出现育性恢复转化现象。田间试验和人工控温试验中，在育性转化恢复阶段，可育株与不育株的比例都符合理论值15∶1，说明大白菜雄性不育系TsCMS7311的温敏性状受两对显性核基因控制，分别用Tm1、Tm2表示转化可育的温敏基因，则TsCMS7311的基因型可以表示为S(rfrfrm1tm1Tm2tm2)。 以大白菜温敏雄性不育系TsCMS7311为试材，对发生育性恢复和未发生育性恢复的植株花药进行细胞学观察。结果表明：(1)在孢原细胞期之前，二者没有明显差异。(2)常温下，大多数花药在孢原细胞期就停止发育，少数花药1-2个角隅处可分化形成孢原细胞、造孢细胞和花粉母细胞，但花粉母细胞在减数分裂的第一次分裂时解体。(3)经过低温处理后，植株育性恢复，花药发育正常，经过孢原细胞期、造孢细胞期和花粉母细胞期后，可以顺利形成四分体，接着可育花药的四分体释放出小孢子并发育成成熟的花粉粒，同时绒毡层细胞开始解体，最后消失。(4)花蕾感受低温育性恢复的关键时期是孢原细胞期及其之前，它决定了花药是否产生花粉囊，此时的花蕾长度小于1mm。本研究初次从细胞学上解释了大白菜温敏雄性不育系在低温条件下育性恢复的原因。 根据大白菜温敏雄性不育系的遗传特点，首次提出了温度敏感和温度钝感不育系的育种策略，通过不育系自交和与保持系杂交，开展了选育温度敏感不育系S(rfrfTm1Tm1Tm2Tm2)和温度钝感不育系S(rfrftm1tm1tm2tm2)工作。从自交种子量较大的9份材料中，选择出5份育性转换彻底的材料，其至少一个敏感基因位点是纯合的，可进一步筛选纯合的温度敏感不育系，加速大白菜温敏不育系的利用步伐。

目录

文摘

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论文说明:英文缩写

声明

第一章文献综述

1.1植物环敏雄性不育的发现

1.2植物环敏雄性不育的类型

1.3十字花科环敏雄性不育系的育性研究

1.4环敏雄性不育系的育性转换和雄性败育机制

1.5环敏雄性不育的生理生化变化

1.5.1信使系统作用

1.5.2能量代谢变化

1.5.3内源激素变化

1.5.4酶的变化

1.5.5酶保护系统的研究

1.5.6特异物质的增失

1.5.7叶绿体和线粒体的结构与功能异常

1.5.8多胺与育性转换

1.5.9花粉败育的直接原因

1.6环敏雄性不育系的不育性遗传特点

1.6.1环敏不育性具有遗传性

1.6.2环敏不育性的遗传多态性

1.7环敏雄性不育系的选育方法

1.8环敏雄性不育系的利用

1.9存在的问题与展望

1.9.1环敏雄性不育育性稳定性的问题

1.9.2环敏雄性不育恢复度与结籽性

1.9.3环敏不育材料的不育机制

1.9.4环敏材料的选育

1.10本研究的目的和意义

第二章大白菜雄性不育TsCMS7311温敏特性及遗传规律的研究

2.1材料与方法

2.1.1材料

2.1.2人工控温诱导试验

2.1.3田间自然低温诱导试验

2.2结果与分析

2.2.1温敏单株育性转换情况

2.2.2温敏单株后代可育株与不育株分离比例的分析

2.3 讨论

2.3.1感受低温时花蕾的大小与育性转换的关系

2.3.2发生育性转换后，蕾期授粉效果较佳

2.3.3延长育性转换时间的可能途径

2.3.4田间自然诱导试验和人工控温诱导试验中的差异

2.3.5植物环境敏感型雄性不育的遗传特点

2.4小结

第三章大白菜温敏雄性不育育性恢复的细胞学特征

3.1材料与方法

3.1.1材料

3.1.2器材与试剂

3.1.3方法

3.2结果与分析

3.2.1常温条件下大白菜温敏雄性不育系和保持系的花药和小孢子的发育特征

3.2.2低温诱导后大白菜温敏雄性不育系的花药和小孢子的发育特征

3.2.3大白菜温敏雄性不育系的花药和小孢子在低温条件下的发育特征与花药不育度的关系

3.3讨论

3.3.1大白菜温敏雄性不育系育性恢复时的花药发育过程

3.3.2大白菜温敏雄性不育系感受低温后育性恢复的细胞学原因

3.4 小结

第四章大白菜温敏雄性不育系的选育研究

4.1材料与方法

4.1.1材料

4.1.2方法

4.2结果与分析

4.2.1成对测交后代的育性分离情况

4.2.2温度敏感株自交后代的育性分离表现

4.3讨论

4.3.1大白菜温敏钝感型雄性不育系S(rfrftm1tm1tm2tm2)的选育

4.3.2大白菜温敏敏感型S(rfrfTm1Tm1Tm2Tm2)的选育

4.3.3大白菜温敏雄性不育系的利用

4.4 小结

参考文献

附录

致谢

作者简介