粘类小麦雄性不育系育性特异性研究及其快遠定向转育体系的建拓 第三章粘类非1B/Rs小麦雄性不育系及杂种 F雌雄配子传递遗传机理分析 小麦杂种优势利用是提高小麦产量的一条重要途径。目前人们已经创制了40余种 不同细胞质雄性不育类型,但实际用于小麦杂种优势利用的不育胞质并不多。其中被公 认为有利用前景的是具有粒果山羊草(eosh)易变山羊草(Ae)、偏凸 山羊草(ao和二角山羊草(con)细质的粘类小麦雄性不育系,并 且不少学者对其细胞质效应、产生单倍体机理、育性恢复性及雌雄配子传递方式等基础 理论问题亦进行了广泛研究,取得了较大进展。特别是许多研究均表明,粘类非BLl RS小麦雄性不育系的成功培育较好地克服了粘类 1BL/IRS小麦雄性不育系存在的诸多 缺点,其育性基因单一(仅由位于1B染色体上的一对主效隐性基因!控制)不育性 彻底,易恢复性大大提高,为小麦杂种优势利用提供了良好的材料。但也有部分报道, 粘类小麦雄性不育系其杂种雌雄配子传递率不尽相等,明显不同,粘类小麦雄性不育系 之不育性究竞属孢子体不育还是配子体不育,至今尚无定论,这直接关系到粘类小麦雄 性不育系的实际利用。本试验正是针对这一问题,专门对粘类小麦雄性不育系雌雄配子 传递率进行了系统研究,以期为粘类小麦雄性不育系的不育性定性和更好利用粘类小麦 雄性不育系培育小麦强优势组合奠定坚实理论基础。 3材料和方法 §311材料 供试粘类非1BLRS小麦雄性不育系:924,24 用于组配粘类非1BLRS小麦雄性不育系F1杂种的恢复系亲本为:25451 R253 §32方法 200年4月,选取具有高恢复力的恢复系亲本材料R545和Rk253为父本,分 别和粘、易和二角型#1BLRS麦雄性不育系m90.:90:042 杂交,获得6个组合,收获杂种F:-2021年10月,采取随机排列种植,每一组合种 206,行长15米,行宽02米统大田管理,开花役粉前分单株随机选取20个左 右的植株,选主茎穗套袋自交,收获前调查其自交结实率,结实率釆用国內和国际两种 方法计算,公式同上文。 成熟花粉粒育性镜检:小麦开花期,选不育系、保持系,F1、F2植株取其花药,用
粘类小麦雄性不育系育性特异性研究及其快速定向转育体系的建拓 第三章 粘类非 1BL/1RS小麦雄性不育系及杂种 F:雌雄配子传递遗传机理分析 小麦杂种优势利用是提高小麦产量的一条重要途径。目前人们己经创制了40余种 不同细胞质雄性不育类型，但实际用于小麦杂种优势利用的不育胞质并不多。其中被公 认为有利用前景的是具有粘果山羊草 〔Ae.kotschyi )、易变山羊草 (Ae. variabilis )、偏凸 山羊草 (Ae. ventricosa )和二角山羊草 (Ae.biconis)细胞质的粘类小麦雄性不育系，并 且不少学者对其细胞质效应、产生单倍体机理、育性恢复性及雌雄配子传递方式等基础 理论问题亦进行了广泛研究，取得了较大进展。特别是许多研究均表明，粘类非1BU1 RS小麦雄性不育系的成功培育较好地克服了粘类 1 BLI1RS小麦雄性不育系存在的诸多 缺点，其育性基因单一 (仅由位于1B染色体上的一对主效隐性基因rfvI控制)，不育性 彻底，易恢复性大大提高，为小麦杂种优势利用提供了良好的材料。但也有部分报道， 粘类小麦雄性不育系其杂种雌雄配子传递率不尽相等，明显不同。粘类小麦雄性不育系 之不育性究竟属抱子体不育还是配子体不育，至今尚无定论，这直接关系到粘类小麦雄 性不育系的实际利用。本试验正是针对这一问题，专门对粘类小麦雄性不育系雌雄配子 传递率进行了系统研究，以期为粘类小麦雄性不育系的不育性定性和更好利用粘类小麦 雄性不育系培育小麦强优势组合奠定坚实理论基础。 ' 3.1 材料和方法 ' 3.1.1 材料 供试粘类非1 BLI RS小麦雄性不育系为:ms(kots)-224, ms(var)-224, ms(Bior)-224. 用于组配粘类非 1 BLII RS小麦雄性不育系F.杂种的恢复系亲本为:Rk5451, Rk5253. ' 3.1.2 方法 2001年4月，选取具有高恢复力的恢复系亲本材料Rk5451和Rk5253为父本.分 别和粘、易和二角型非1BUIRS小麦雄性不育系ms(kots)-224, ms(var)-224, ms(bior)-224 杂交，获得6个组合，收获杂种F,;于2002年10月，采取随机排列种植，每一组合种 20行，行长 1.5米，行宽0.22米:统一大田管理，开花授粉前分单株随机选取20个左 右的植株，选主茎穗套袋自交，收获前调查其自交结实率，结实率采用国内和国际两种 方法计算，公式同上文。 成熟花粉粒育性镜检:小麦开花期，选不育系、保持系，Fl, F2植株取其花药，用
部分试验研究 15%醋酸洋红染色,观察花粉粒的形态特征。 §3结果与分析 §3212杂种F1育性表现 恢复系亲本R5451和R523分别和粘、易和二角型非BLRS小麦雄性不育系 m9,04,.021交F,恢复度均较高,除了组合ms24 XR5253育性恢复度为73X外,其育组合恢复度均达到80%以上,尤其R451对3 种异质非BU/RS小麦雄性不育系具有较高的恢复性,这说明45对3种异质不育 系有着较强的恢复力(表Ⅲ-1) 5322杂种F1、F2的育性恢复性 供试杂种F、F2的自交结实率见表Ⅲ-1至表Ⅲ-4结果表明,杂种F1、F2自交 结实率都表现连续性分布,说明育性状具有数量性状遗传的特点,但它又与多基因控 制的数量性状分布不完全相同,它不是正态分布而是偏态分布,育性分布都集中在高可 育和全育范围内。 表Ⅲ-1粘、易和二角型同核异质小麦雄性不育系与同一父本杂交育性恢复性比较 纽合 数9做发平均结实(%)3变异异是显器性 调查 国内法国际法 国内法国际法080 0.05 0.01 ms(24×545119736100095113928AaA ms8:025051109295171065808AaA msK242X512295941409aA2A 平均 8571106 m:0285231560410095103127aAaA ms(24×k525321652495:491093958A2A ms8k5234604957310102312A8A 平均 826114 aa 2 A 从表I-2、表Ⅲ-4来看,用同一不育系,如m9s4与不同父本k54, R3杂交杂种F和F分离世代自交结实率1测验都不显著:0404 与R518和R523杂交F:和F2自交结实率t测验也都不显著表明不父本即551 和RL23与粘、易、偏型非1BLRS不育系杂交后,其F恢复性和自交结实率差 异不显著 从表Ⅲ-1、表Ⅲ-3来看,父本都为k5451,与粘、易、偏型非 1BLIRS不育系杂 交F1自交结实率无论以国内法计算还是以国际法计算,分别表现差异也不显著,父 本都为R5253,也得到相同的结论,这进一步说明粘、易、偏型异源细胞质对F恢复 性和F2自交结实率影响不显著。另外,对F自交结实率国內法和际法进行t测验
第二部分 试脸研究 1.5%醋酸洋红染色，观察花粉粒的形态特征。 ' 3.2 结果与分析 ' 3.2.1 杂种F，育性表现 恢复系亲本Rk5451和 Rk5253分别和粘、易和二角型非 1 BLI RS小麦雄性不育系 ms(kots)-224, ms(var)-224, ms(bior)-224杂交F,，恢复度均较高，除T组合ms(bior)-224 X Rk5253育性恢复度为77.3 外，其育组合恢复度均达到80%以上，尤其 Rk5451对 3 种异质非I BLI RS小麦雄性不育系具有较高的恢复性，这说明Rk5451对3种异质不育 系有着较强的恢复力 (表II-1). ' 3.2.2 杂种Ft, F:的育性恢复性 供试杂种F� F2的自交结实率见表II-1至表It-4。结果表明，杂种Fl, F:自交 结实率都表现连续性分布，说明育性性状具有数量性状遗传的特点，但它又与多基因控 制的数量性状分布不完全相同，它不是正态分布而是偏态分布，育性分布都集中在高可 育和全育范围内。 表II-1 粘、昌和二角型同核异质小定雄性不育系与同一父本杂交F,育性恢I性比较 差异显著性 组 合 调查 株数 可育幅度 平均结实率 〔%) 国内法 国际法 变异系 数 国内法 国际法 005 003 压叮 0.01 A A a a A A a a a 92 80 肠 ms(V)-224 X Rk5451 ms(B)224 X Rk5451 ms(K)-224 X Rk5451 19 11 22 73.6-100.0 76.3一5.2 71.1一5.5 平 均 ^ A A A A A ms(K)-224 X Rk5253 ms(V)-224 X Rk5253 ms(B)-224 X Rk5253 15 21 4 60.4-100.0 65.2-97.5 60.4-95.5 12.7 9.5 23.1 平 均 85.8 85.7 84.4 85.7 85.5 84.9 77.3 82.6 111.3 106.5 114.0 110.6 120.3 109.3 107.0 1124 a A a A 从表111-2、表111-4来看，用同一不育系，如ms(kots)-224与不同父本Rk5451, Rk5253杂交，杂种F;和F2分离世代自交结实率t AiJ验都不显著;ms(var)-224,ms(bior)-224 与Rk5451和Rk5253杂交F,和F2自交结实率t测验也都不显著，表明不同父本即Rk5451 和Rk5253与粘、易、偏型非 1BUIRS不育系杂交后，其Fl恢复性和F2自交结实率差 异不显著。 从表III-1、表11-3来看，父本都为Rk5451，与粘、易、偏型非1BUIRS不育系杂 交F� F2自交结实率无论以国内法计算还是以国际法计算，分别表现差异也不显著，父 本都为Rk5253，也得到相同的结论，这进一步说明粘、易、偏型异源细胞质对Fl恢复 性和 F2自交结实率影响不显著。另外，对 Fl自交结实率国内法和国际法进行 t测验