山羊草Aegilops kotschyi及其供体种Ae.longissima和Ae.umbellulata的醇溶蛋白研究

采用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(APAGE)法对11份Aegilops kotschyi及其S^1染色体组供体种Ae.longissima2份和U染色体组供体种Ae.umbellulata6份进行了醇溶蛋白位点的研究。结果表明:11份Ae.kotschyi共分离出32条带,31条具有多态性,占96.88％,每份材料可以分离出10～17条谱带,其中仅1条(3.12％)是共有带;11份Ae.kotschyi的遗传距离的变异范围在0～0.704之间,平均为0.409;11份Ae.kotschyi分离出的多数醇溶蛋白谱带均与其染色体组供体种Ae.longissi-ma及Ae.umbellulata相同,但仍有8条谱带未在两供体种中找到;11份Ae.kotschyi的醇溶蛋白多态性(96.88％)明显高于Ae.longissima(52.94％)与Ae.umbellulata(88.89％);11份Ae.kotschyi中有4份表现出了一定的特征带,分析知可能在γ区发生了较大的变异。

小麦温敏不育系A3314温敏不育性的遗传研究

为建立技术简便、成本低廉的二系杂交小麦种子生产体系,选育适应范围广泛的温敏不育系,利用发明专利技术(ZL00105488.0)选育的非1B/1R类型K型小麦温敏雄性不育系A3314与恢复系Silverstar的F2和BC1F1分离群体及可育条件下的1B/1R类型K型小麦雄性不育系K3314A与非1B/1R类型K型小麦温敏雄性不育系A3314的F2代及BC1F1代分离群体的育性反应,对小麦温敏雄性不育系A3314的温敏雄性不育基因的遗传进行研究。结果表明,温敏不育系A3314的雄性不育性与K3314A的雄性不育性一致,除受细胞质基因控制外,还受两对隐性核基因的控制,且呈独立遗传。其中A3314中来自斯卑尔脱(T.speltavar.duh.)小麦的K型雄性不育基因rfv1sp为其主效基因,与1B/1R类型K型小麦雄性不育系K3314A的雄性不育主效基因rfv1为一对等位基因,并具有温度敏感特性。

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。

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。

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。

非1B/1R类型小麦雄性不育系KTSP3314A败育的生化机制

为了揭示K型非1B/1R类型小麦不育系雄性败育的生化机制。利用K型非1B/1R类型小麦雄性不育系KTSP3314A,其同型保持系TSP3314B,以K型1B/1R类型小麦雄性不育系K3314A、其同型保持系3314B为对照,分别对其叶片和穗子在不同发育时期的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性和丙二醛(MDA)含量的变化进行测定。结果表明,K型非1B/1R类型小麦不育系中SOD,POD及CAT活性变化与K型1B/1R类型小麦雄性不育系酶活性变化一致,K型非1B/1R类型雄性不育小麦叶片和穗子的超氧化物歧化酶(SOD)后期则较低,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性后期较高,丙二醛(MDA)含量后期较高。说明二者的雄性败育生化机制基本一致,但前者比后者败育的时期较晚。且超氧化物歧化酶(SOD)活性与雄性育性有关。

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。

小麦K型胞质杂种F_2的育性及性状表现

研究结果表明,K型杂种F_2中不育株出现的几率极低,其平均恢复度稍高于其F_1的恢复度,高恢复力的杂种F_2不会因为育性而影响其结实性,所研究的两个杂种F_2与相应的F_1在产量性状上差异不大,如果组合选配恰当,K型杂种F_2仍具有可利用价值。

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。

粘果山羊草及其祖先种的染色体原位杂交研究

利用人工合成的(AAG)5寡集核苷作为探针,对异原多倍体-粘果山羊草Ae.kotschyi(SKUK)及其祖先种小伞Ae.umbellulata(U)和沙融山羊草Ae.sharonensis(S)的中期染色体进行了原位杂交研究。揭示出了粘果山羊草(SKUK)与其祖先种小伞(U)和沙融(S),集中成簇分布的寡集核苷序列在其基因组中的总量和分布位点有着明显差异。Sk Uk基因组中集中成簇分布的AAG序列的总量和位点数量多,分布区域广泛,每对染色体上均有2个以上的分布位点(多的可达5),分布于染色体的近着丝粒区域、长臂、短臂或端粒。而S或U基因组中集中成簇分布的AAG序列的总量和位点数量少,分布区域窄,平均每条染色体不到一个,主要分布于近着丝粒区域或短臂,部分染色体没有。并结合已有的文献报道,探讨了AAG序列在粘果山羊草和其祖先种小伞和沙融基因组中的变异与进化的关系。