小麦显性矮秆基因 Rht10“微突变”的发现

以 4 D染色体携带 Rht10而极度矮化的小麦显性矮秆系“矮变 1号”与中、高秆的现代小麦改良品种杂交 ,选育出了一批植株较矮变 1号显著提升、以至达到小麦育种理想株高的半显性衍生矮秆系 ,已将其应用于杂交小麦及小麦常规育种。对半显性衍生矮秆系与起始矮秆系矮变 1号矮秆主基因之间的同一性进行了研究。以此提出了小麦显性矮秆基因“微突变”的概念 ,对小麦显性矮秆基因的起源、进化及其在小麦矮化育种中的应用 。

Rht10基因对‘鲁麦15’农艺性状和光合生理特性的影响

利用鲁麦15、Rht10鲁麦15、Ms2鲁麦15及Ms2+Rht10鲁麦15近等基因系为试验材料,研究了Rht10基因对小麦农艺性状、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)等光合生理特性的影响.结果表明,Rht10使小麦的挑旗、抽穗、开花期均推迟了4～5 d;Rht10对鲁麦15和Ms2鲁麦15的降秆强度分别为53.77%和53.00%,穗长显著缩短(P<0.05),千粒重显著减少,但对有效穂数无显著影响(P>0.05).含有Rht10基因的材料与不含此基因的材料之间的光合生理参数普遍存在显著差异,但在不同时期不同参数差异正负不同;在灌浆后期,Rht10对Pn有显著正效应(P<0.05);从开花期到灌浆后期,Pn与气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)总体变化趋势相同,且相关性显著,表明Pn在一定程度上受气孔因素的限制;在灌浆中后期,Rht10对Gs有明显的正效应;在抽穗和开花期,Rht10对Tr有明显的正效应;Rht10对叶片水分利用效率(WUE)在4个生育期有明显的负效应.由此可见,Rht10基因对小麦的生育期、株高、穗长都有明显的不利影响,对各项光合生理参数也有普遍正向或负向的影响,在利用Rht10进行杂交育种时应充分考虑此基因带来的不利效应.

显性矮秆基因Rht10亚染色体水平导入“中国春”的研究

以 4 D染色体上携有 Ms2 -Rht1 0连锁基因的“矮败”小麦为模拟育种目的基因 Rht1 0的供体 ,以“中国春”为受体 ,通过中国春与矮败小麦的杂交、回交 ,利用同源染色体片段间“交换”的功能 ,解除 Rht1 0与Ms2 (太谷核不育基因 )的连锁 ,将 Rht1 0与其所在的一个染色体片段导入了中国春 4 D染色体相应的部位。测得 Rht1 0与 Ms2连锁解除时的交换值为 0 .1 2 % ,验证了 Rht1 0与 Ms2属紧密连锁的基因。 Rht1 0导入中国春后 ,最初获得的是株高为 72 cm左右的半矮秆可育的“初级目标植株”,以其自交及与中国春回交的后代所得的分离比例证实了 Rht1 0通过交换在初级目标植株中处于杂合状态。初级目标植株自交分离出了 Rht1 0纯合、株高为 2 9.3cm左右 (与“矮变 1号”株高相当 )的模拟育种的“目标植株”。Rht1 0导入中国春后所得的初级目标植株结实率较中国春原种显著降低 ,而目标植株则是雄性不育的 ,这表明 Rht1 0在中国春核遗传背景条件下对普通小麦的育性有明显的负面效应。由于 Ms2 Rht1 0连锁中的 Rht1 0基因可以在亚染色体水平上被操作 ,因此可以利用

小麦显性矮秆基因Rht10在不同核遗传背景条件下致矮能力的研究

将携带 Rht10的显性矮源“矮变 1号”杂交转育成衍生矮源“渝矮 2号”。对包括矮变 1号及渝矮 2号在内的一组国内外显、隐性矮源在杂交一代株高的表现进行了研究 ,发现由于核遗传背景的改变 ,渝矮 2号的致矮能力较矮变 1号大为减弱 ,而与由携带 Rht3的显性矮源“大姆指矮”衍生而来的“矮苏 3”相当。指出无论 Rht3或 Rht10都适宜在杂交小麦育种中利用。并以此对显性矮源在自然界的发现、研究与利用进行了相应的讨论。

导入Rht10基因的八倍体小偃麦的农艺性状遗传分析

将矮秆基因Rht10导入八倍体小偃麦中获得了染色体数为 2n =56的矮秆稳定材料攀 890 74 1 1 1,其中Rht10基因表现了极强的降秆能力 ,同时攀 890 74 1 1 1的幼苗对赤霉酸反应不敏感 ,表明Rht10基因能在八倍体小偃麦遗传背景中正常表达。用该矮秆小偃麦品系与含有小麦 簇毛麦 6VS/ 6AL易位系92R137杂交 ,对F2 群体的植株株高及其它农艺性状的遗体分析表明 ,Rht10基因在杂交后代中呈显性遗传 ,从该群体中能够获得一批半矮秆、分蘖力强、抗锈病和白粉病的株系 。

显性矮秆基因Rht10对小麦籽粒灌浆特性的影响

为了探究显性矮秆基因Rht10降低粒重的原因,本研究以Rht10鲁麦15、鲁麦15近等基因系为材料,分析其籽粒形成期粒重的变化,并利用Logistic方程拟合灌浆过程。结果显示,在籽粒形成过程中,二者粒重的变化均呈＂S＂型曲线,但Rht10鲁麦15粒重均低于鲁麦15,降低幅度在1.17%-35.71%之间;灌浆速率的变化均呈单峰曲线,灌浆中期Rht10鲁麦15的灌浆速率明显高于鲁麦15。Logistic方程拟合结果表明,与鲁麦15相比,Rht10鲁麦15的最大灌浆速率出现时间提早1.57 d,最大灌浆速率高0.26 g/（百粒·d）,籽粒灌浆期短10.08 d,灌浆活跃持续天数短11.12 d,灌浆中期、后期的时间明显低于鲁麦15。由此可见,Rht10基因对粒重的影响贯穿于籽粒发育的整个过程。该基因提高了灌浆期的最大灌浆速率,但缩短了灌浆时间,尤其是缩短了灌浆中期、后期的时间,造成粒重降低。

矮败小麦连锁特性的遗传转移

以中国春小麦和中国春phlb突变体为轮回父本,分别与我国特有遗传种质矮败小麦杂交并连续回交5次,实现了矮败小麦连锁特性向中国春小麦和中国春phlb突变体的遗传转移;育成了同时含有kr、Ms2、Rht10基因的矮败中国春小麦和将基因Ms2、Rht10、kr、phlb集合于一体的矮败中国春phlb突变体。组合矮败/CS^4//黑麦、矮败/phlb^4//黑麦的杂交结实率分别是64.1％和67.8％。经过选株回交,其杂交结实率分别提高到83.3％和82.5％,接近于矮败/Phlb^5//Phlb种内回交的结实率。矮败/Phlb^4//黑麦F_1减数分裂检查的结果显示,每个细胞平均含有24.72个单价体、1.23个棒状二价体、0.05个环状二价体、0.08个三价体和0.12个四价体,平均染色体交叉数为1.85个。

矮败蓝标型小麦的选育

利用蓝粒太谷核不育硬粒小麦附加系89 2343(AABB+4D/4E)与普通小麦7739 3(2n=42)杂交、回交所产生的蓝粒可育株与白粒矮败材料杂交、回交,育成了一份矮败蓝粒小麦附加系(2n=43)。选用13份遗传背景不同的白粒普通小麦与之杂交、回交,育成了13份矮败蓝粒小麦。对13份矮败蓝粒后代的粒色和育性分离进行分析,蓝粒矮败不育株占22 1%,白粒非矮秆可育株占77 7%,可能表明蓝粒基因、Ms2和Rht10均位于附加染色体上,且连锁紧密;但不同轮回亲本,矮败蓝粒的传递率有差异。

矮败蓝标型小麦不育系的选育与研究

利用蓝粒太谷核不育硬粒小麦 89 2 343[AABB + 4D(MS2 ) / 4E]与普通小麦 7739 3( 2n =4 2 )杂交、回交所产生的蓝粒可育株与白粒矮败材料杂交、回交 ,育成了一份矮败蓝粒小麦。选用 13份遗传背景不同的白粒普通小麦与之杂交、回交 ,育成了 13份矮败蓝粒小麦。对后代的粒色和育性分离进行分析 ,蓝粒矮败不育株占 2 2 1% ,白粒非矮秆可育株占 77 7% ,表明蓝粒基因、Ms2和Rht10均位于附加染色体上 ,且连锁紧密 ;但不同轮回亲本 ,矮败蓝粒的传递率有差异 ,4 77A的传递率最高 ,接近 5 0 %。细胞学分析表明矮败蓝粒小麦仍为单体附加系 ;探讨了矮败蓝粒小麦在群体改良和杂种小麦生产中的应用。

矮败小麦的遗传特点及其利用价值

主要概述了矮败小麦的创制及其遗传特点,并对其杂优利用和轮回选择实践进行了简述。矮败小麦保留了太谷核不育小麦雄性败育彻底、异交结实率高的优点,发挥了矮变一号降秆作用强、便于识别的特点,成为小麦育种理想的轮回选择工具。利用矮败小麦兼具异交与自交的特性可聚合众多亲本的优良基因,是新品种的"加工厂",可以源源不断地培育出满足不同需求的小麦新品种。

小麦雄性核不育基因Tal与rht_(10)基因的连锁遗传

几年来,进行了普通小麦显性雄性核不育基因Tal与矮变1号的矮秆基因Rht_(1c)的等位基因rht_(10)的连锁遗传,以及试图打破其连锁方式,选育重组类型Tal-Rhhrht_(10),使Tal转育至矮变1号的研究,这项研究目前只能获得非期望的另一类tal-rht_(10)交换型配子,本研究表明,两个基因有复杂的连锁关系,可能Tal不仅与rht_(10)主基因,而且与某个修饰基因连锁,重组型是致死的。

BREEDING OF DWARFING-STERILE WHEAT AND ITS POTENTIAL VALUES IN WHEAT BREEDING

A male sterile form of common wheat(Triticum aestivum) was found in China and it has been shown that the sterility is controlled by a single, dominant gene. The dominant Ms2 gene for male sterility (originally Tal assigned by Deng and Gao, 1982)is located on the short ann of chromosome 4D. This Ms2 gene has been extensively used as a