两类二角山羊草细胞质小麦雄性不育系的细胞学研究

对具有二角山羊草 Aegilopsbicornis 细胞质的同质异核1BL/1RS型小麦雄性不育系ms Ae.bicornis -5-1和非1BL/1RS不育系ms Ae.bicornis -V9125进行了花药发育细胞学分析.幼穗染色体制片显示,1BL/1RS不育系ms Ae.bicornis -5-1减数分裂正常,非1BL/1RS不育系ms Ae.bicornis -V9125减数分裂期染色体排列不整齐,出现不正常的四分体和含微核的小孢子.花药发育的细胞学观察表明,1BL/1RS不育系ms Ae.bicornis -5-1表现为染败,花药各壁层的发育是正常的;BC3代的非1BL/1RS不育系ms Ae.bicornis -V9125表现为园败,且发生了药室合并现象,从细胞学角度证明了二角型小麦不育系存在两个核质互作不育系统.

二角型小麦雄性不育系花粉败育的细胞学研究

应用石蜡切片和醋酸洋红压片法,从细胞学角度对4个同质异核二角型小麦雄性不育系ms bicor -8222、ms bicor -80 6 、ms bicor -5-4及ms bicor -5-8的花粉败育过程进行了比较研究.结果表明: 1 4种不育系败育特点总趋势基本雷同,但也因特定核型亦存在一些差异; 2 二角型雄性不育系小孢子发生与其保持系相似,花粉败育就花药而言,中层有延迟退化、解体的趋势,就花粉粒而言,败育主要发生在二细胞花粉粒后期至三细胞花粉粒期; 3 4个不育系花粉败育异常,主要表现为二分体细胞内有微核出现,内缘壁周缘细胞均呈次生纤维状增生;维管束鞘细胞排列不规则,花粉大小不一; 4 花粉败育与营养供应无直接关系,细胞核对花粉育性及育性相关性状相对细胞质影响较小.

小麦K型不育系育性恢复基因的遗传分析

选用K型不育系豫麦3号、S43及其相应的保持系,与恢复系豫麦2号和豫麦49组配了不育系//保持系/恢复系、不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系三种回交群体,对小麦K型不育系育性恢复基因进行了遗传分析。结果表明,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仅携带1对主效基因。此外,还有微效基因对育性恢复起作用,这种基因不仅存在于恢复系中,也存在于不育系(保持系)中。在K型细胞质背景下,不携带恢复基因的雄配子的传递率很低,而雌配子传递正常。

小麦K型不育系的易恢性及育性恢复的稳定性研究

利用2个K型不育系与不同K型恢复系组配测交组合,研究了不同不育系的易恢性及其遗传机理,恢复系在年份间恢复度的稳定性以及播期、播量对育性恢复度的影响。结果表明,2个K型不育系易恢性有明显差异,其易恢性受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。大多数K型杂交组合的恢复度在不同年份间有较大差异,但恢复度高的组合稳定性较好,异常年份鉴定恢复系的恢复力是最有效的。播期对恢复度的影响较大,播量影响较小。抽穗至开花期间的异常高温是恢复度不稳定的主要外部原因。

异源细胞质小麦D^2-鉴26的耐盐特征及其遗传基础(英文)

以核亲本品种鉴26和耐盐品种科遗26为对照,设计3种NaCl浓度(85.56mmol/L,171.04mmol/L,256.67mmol/L)处理及无盐对照,研究了异源细胞质小麦D2-鉴26苗期的生长发育和生理生化特征。结果表明,D2型细胞质对核基因型鉴26存在明显的耐盐性遗传效应,效应值的大小因性状而异,核基因型鉴26与科遗26之间也存在差异;盐胁迫下,D2型细胞质能有效降低核基因型鉴26的生长受抑程度,提高其叶片相对含水量RWC,减轻其细胞质膜损伤度和增强对K+的选择性吸收能力,改变叶片功能蛋白的表达。这些研究结果表明,D2型细胞质是小麦耐盐育种的有用资源;异质系D2-鉴26是一个新的耐盐种质材料,其生长发育和渗透调节等相关耐盐特征可以作为D2型细胞质小麦遗传育种耐盐选择的有用指标;D2型细胞质小麦耐盐相关机制的阐明与利用也必将丰富小麦耐盐育种途径。

二角山羊草细胞质小麦雄性不育系的育性特异性分析

利用大量小麦亲本材料和优良品种 系 与具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系杂交,并对其杂交F1过氧化物同工酶进行了分析,结果表明: 1 二角山羊草细胞质与小麦核内的遗传物质组成两个不同的核质互作不育系统,粘、易、偏型不育系育性基本表现一致,而二角型不育系除了与前三种不育系具有相同的1BL/1RS保持系以外,对某些小麦近缘植物的杂交后代材料还表现出育性特异性. 2 粘、易、偏和二角型同核异质不育系5-1及其与V9125杂交F1过氧化物同工酶分析表明,粘、易、偏和二角型不育系5-1过氧化物同工酶带型基本表现一致,粘、易、偏不育系5-1与V9125杂交F1过氧化物同工酶带型基本表现一致,而二角型不育系5-1杂交F1过氧化物同工酶则表现出酶带减少变弱.

一例特异细胞质雄性不育小麦mtDNA特异片段的克隆和测序

以具有同质同核的二角型小麦花药外露不育系与花药不外露突变不育系为试材,对其mtDNA进行了RAPD分析,筛选出特异片段S32-1582、OPAA16-1753,并进行克隆与测序。结果表明:花药外露型不育系与花药不外露型不育系细胞质内mtDNA存在明显差异,而ctDNA之间不存在差异;二角型花药外露型不育系转化为花药不外露型不育系,很可能是由于mtDNA自发的重排引起的。其差异片段S32-1582、OPAA16-1753序列与核基因组上的序列具有同源性;供试线粒体基因组能够在较短的演化时间内发生变异,从而引起二角型花药外露型不育系向花药不外露型不育系的变异,其特异质核互作可能起重要作用。

K型细胞质对普通小麦主要性状的影响

选用3个K型不育系及其保持系与5个恢复系组配杂交组合,研究K型细胞质对16个小麦主要性状的影响。结果表明:K型细胞质对普通小麦大多数性状有一定影响,但不同性状产生的效应不同,对农艺性状是不利影响,而对品质性状则是有利影响。主要表现在:株高变矮,分蘖成穗以及主茎小穗数和主茎穗粒数减少,千粒重和主茎穗粒重降低,导致产量的下降,子粒蛋白质含量和湿面筋含量则增加。但是,不同的不育系和恢复系所配的组合表现出的效应有很大差异,可以找到细胞质效应较小的不育系和恢复系材料。

小麦K型雄性不育系易恢性的差异研究

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,研究了不同不育系易恢性的差异以及恢复系的恢复力表现。结果表明,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%,为易恢性中等的类型;MS43、S34、豫麦21号、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号和豫麦66号的恢复力最差,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。

小麦核质杂种主要性状遗传参数的研究

采用数量遗传学的统计方法,对8个稳定的节节麦胞质的普通小麦核质杂种的株高等8个性状的平均数、变异系数、广义遗传力、表现型相关系数、基因型相关系数作了估算。结果表明,（1）各性状变异系数较大的是有效分蘖数、株粒重、穗长和穗粒重,其它性状变幅较小;（2）各性状广义遗传力由大到小顺序为:株高、穗长、小穗数、千粒重、穗粒重、株粒重、有效分蘖数和穗粒数;（3）表现型相关与基因型相关趋势一致,其中穗长与穗粒数和株粒重、株粒重与株高和千粒重、有效分蘖数与株粒重和小穗数显著相关。这些结果与前人用普通小麦作试材的研究结果基本一致。据此,可认为普通小麦选育理论同样适用于核质杂种。

二角型非1B/1R小麦CMS不育恢复体系的建立

通过对具有二角山羊草细胞质的1B/1R型小麦雄性不育系m s(A e.bicorn is)-5-1回交置换,获得了新型二角山羊草细胞质小麦雄性不育系m s(A e.bicor)-V 9125和m s(A e.bicor)-M 853.利用染色体制片、分子标记、原位杂交和酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳对其保持系V 9125和M 853进行分子细胞遗传学检测,并对其育性恢复性机理进行了初步研究.结果表明:(1)V 9125和M 853均为非1B/1R易位系.V 9125为小麦-簇毛麦易位系,m s(A e.bicor)-V 9125是二角山羊草细胞质与普通小麦核背景中簇毛麦外源染色体互作产生的一类新的核质互作不育系.(2)M 853为小麦-滨麦易位系,m s(A e.bicor)-M 853是二角山羊草细胞质与普通小麦核背景中滨麦外源染色体互作产生的一类新的核质互作不育系.(3)利用一些普通小麦品种(系)与这两个不育系杂交,m s(A e.bicor)-V 9125和m s(A e.bicor)-M 853仅与T 6-3杂交育性得到恢复,且恢复度较高,变异小,而与其它大部分普通小麦杂交F1表现雄性不育,且扬花期花药不外露.而m s(A e.bicor)-5-1与包括T 6-3在内的普通小麦品种(系)杂交F1育性得到不同程度的恢复.从而得出结论,二角山羊草细胞质与小麦细胞核的互作存在两个不同的不育-恢复系统.

牡山羊草(Ae.Jevenalis)细胞质对普通小麦的效应研究

将牡山羊草(Ae,Jevenalis)细胞质导入普通小麦,研究其对普通小麦主要农艺性状的遗传效应。结果表明,牡山羊单细胞质对普通小麦开花习性具有优良的作用,能提高普通小麦育性;除使株高降低外,对其他农艺性状均无明显不良效应;能提高小麦的品质,并对白粉病有一定的抗性。

粘型小麦雄性不育恢复系间育性基因的累加和互作效应研究

为了探讨粘型小麦雄性不育育性恢复基因的累加和互作效应,以含有显性太谷核不育基因的小偃6号为工具材料,选用9个粘型小麦雄性不育优良恢复系进行聚合杂交,对其育性恢复基因的累加和互作效应进行了研究。结果表明:(1)供试恢复系不同组合与各世代间恢复基因聚合所产生的恢复力明显不同,其中5906、WN9888、V1、西纯2号具有大穗、多花多粒的特点,聚合其中之一,再累加其他恢复基因,恢复力有明显提高;(2)供试材料WN9888和5451的育性恢复基因有较好的互补性,二者累加极易选育出高恢复力的恢复系;(3)小穗中间小花结实性与国际法恢复力累加效应之间呈显著正相关。这些结果表明,不同恢复系间彼此累加杂交,恢复力存在明显的互作效应,可以进一步挖掘主、微效基因之间的互作效应来改良恢复系的恢复能力;选配多小花、小穗中间小花孕性好的恢复系和杂交种,提高杂交种国际法恢复度,增加其穗粒数,是改良当前粘型雄性不育恢复系恢复力及提高其恢复效能、促进不育系走向生产实践的有效途径之一。

小麦K型杂交种及其“三系”根系发育特征的比较研究

为了给小麦杂种优势利用及高产稳产栽培提供参考,对小麦K型杂交种(K豫麦3号×豫麦66号)及其K型不育系(K豫麦3号)、保持系(豫麦3号)和恢复系(豫麦66号)的根系形态数量性状和生理性状进行了研究。结果表明,K型杂交种及其"三系"的主要根系形态数量性状和生理性状存在显著差异。不同生育时期杂交种的单株次生根数和单茎次生根数显著多于"三系",生育中、后期的单株根体积显著高于"三系",而其单株根干重则低于保持系和不育系,根系活力显著低于不育系。小麦K型杂交种及其"三系"的根系发育存在差异,杂种优势利用中的根系性状选择顺序,首先应是单株次生根数和单株根体积,其次是根系活力。

粗厚山羊草(Ae.crassa)细胞质对普通小麦的效应研究

将粗厚山羊草(Ae.crassa)细胞质导入普通小麦,研究其对普通小麦主要农艺性状的遗传效应。结果表明粗厚山羊草除显著降低育性外,对普通小麦的几个主要农艺性状均无不育的细胞质效应。

粘果山羊草细胞质对小麦种子发芽率和出苗率的影响

笔者选用粘果山羊草 (Ae Kotschyi)细胞质不育系 (简称K型 )及相应的保持系、恢复系和杂交种研究了K型胞质材料和普通小麦胞质材料在种子发芽率、出苗率的差异。结果表明 :K型胞质材料和普通小麦胞质材料的种子发芽率没有显著差异 ,浅播 (3cm)条件下 ,K型胞质材料和普通小麦胞质材料种子出苗率没有显著差异 ,而深播 (6cm)条件下 ,不同核基因材料表现出不一致现象 ,K型不育系豫麦 3号及其杂种表现出偏高的出苗率 ,但不显著 ;K型不育系S43及其杂种表现出偏低的出苗率 。

K型小麦雄性不育系的细胞质效应

Ｋ质对杂种Ｆ１开花期旗叶的净光合速率和呼吸速率无不良影响，在与一定核型作用下，能够提高净光合速率。对抽穗期旗叶过氧化物酶同工酶和细胞色素氧化酶同工酶的表达有影响。发现细胞色素氧化酶同工酶与小麦细胞质雄性不育有关。