第二部分试验研究 第二部分试验砑究 第一章粘类小麦雄性不育系不同育性基因载体 的箭选及其育性特异性比较 当木原(95)首次通过核置换回交,将普通小麦awm核基因导入尾状山 草( A e caudata}細胞质产生小麦雄性不育来这一发现为利用小麦杂种优势带来了希望, 但由于尾状山羊草细胞质除能诱导雄性不育外,也带来许多有害的副作用,使其难用于 实际生产。当啊s和R9%2报道培育成功提型小麦雄性不育系后,杂种小麦的研 究与利用才广泛开展起来。但提型小麦雄性不育系亦由于恢复源少,恢复度不高或不稳 定,以及所具有的一些不良细胞质效应,如种子皱缩,发芽率低,甚至常出现穗发芽现 象,迄今未能大面积应用于生产。据此国内外众多研究者曾一度又开始大量探求新的 优良不育细胞质源s:93报道粘、易型小麦雄性不育系远优于提型不育系, 其最大特点是恢复源广泛,被认为是很有利用前景的不育质源,然而,其现有的3个保 持系资源:斯卑尔小麦(Sal莫迦小麦(mok)8和1BR易位系莎尔蒙在利 用中都有很大的局限性,斯卑尔脱小麦和莫迦小麦为非栽培品种,农艺性状不良:B/1R 易位系莎尔蒙在粘、易不育细胞质背景下极易产生一定频率的单倍体,且恢复度变异较 大,一些高恢复度的恢复系在普通栽培小麦品种(系)中并不多见,因而都无法有效组 配强优势杂种小麦,在一定程度上均降低了其实际应用效果。有鉴于此,就目前三系小 麦杂种优势利用而言,一方面除改良提型和粘类不育系诸多缺点外,另一方画继续深入 垛索以选育既易易保持、又易恢复,且育性稳定,恢复度高,种子饱满,无不良细胞质 效应,杂种优势强的优良新不育质源或优异核育性基因载体,尤其是研究清楚这些育性 载体对应特定不育细胞质源的育性特异性仍是杂种小麦亟待解决重大课题。本研究正是 基于这一目的,特就粘类小麦雄性不育系不同育性基因载体的筛选及其育性特异性比较 进行了专门研究,旨在为利用粘类小麦雄性不育系进行杂种小麦的选育提供必要的理论 根据。 §11材料与方法 §11材料 (1)粘类不同育性载体小麦雄性不育系:072,na72, m72以及已被确认为粘类小麦雄性不育系的部分保持系亲本材料:P4,莫 迦小麦,9-1024 (2)对粘类小麦雄性不育系具有较高的恢复力部分恢复系材料:k5132,988 R5383等
第二部分 试验研究 第二部分 试验研究 第一章 粘类小麦雄性不育系不同育性基因载体 的筛选及其育性特异性比较 当木原〔1951)首次通过核置换回交，将普通小麦(T. aestuvum)核基因导入尾状山羊 草叼e.caudata)细胞质产生小麦雄性不育来，这一发现为利用小麦杂种优势带来了希望。 但由于尾状山羊草细胞质除能诱导雄性不育外，也带来许多有害的副作用，使其难用于 实际生产。当Wilson和Ross(1962)报道培育成功提型小麦雄性不育系后，杂种小麦的研 究与利用才广泛开展起来。但提型小麦雄性不育系亦由于恢复源少。恢复度不高或不稳 定，以及所具有的一些不良细胞质效应，如种子皱缩，发芽率低，甚至常常出现穗发芽现 象，迄今未能大面积应用于生产。据此，国内外众多研究者曾一度又开始大量探求新的 优良不育细胞质源。Tsunewaki(1978)报道，粘、易型小麦雄性不育系远优于提型不育系， 其最大特点是恢复源广泛，被认为是很有利用前景的不育质源。然而，其现有的3个保 持系资源:斯卑尔脱小麦(TSpelta),莫逛小麦(Tmacha)和1B/IR易位系莎尔蒙在利 用中都有很大的局限性，斯卑尔脱小麦和莫迩小麦为非栽培品种，农艺性状不良;IB/IR 易位系莎尔蒙在粘、易不育细胞质背景下极易产生一定频率的单倍体，且恢复度变异较 大，一些高恢复度的恢复系在普通栽培小麦品种 (系)中并不多见，因而都无法有效组 配强优势杂种小麦，在一定程度上均降低了其实际应用效果。有鉴于此，就目前三系小 麦杂种优势利用而言，一方面除改良提型和粘类不育系诸多缺点外，另一方面继续深入 探索以选育既易易保持、又易恢复，且育性稳定，恢复度高，种子饱满，无不良细胞质 效应，杂种优势强的优良新不育质源或优异核育性基因载体，尤其是研究清楚这些育性 载体对应特定不育细胞质源的育性特异性仍是杂种小麦7}待解决重大课题。本研穷花是 基于这一目的，特就粘类小麦雄性不育系不同育性基因载体的筛选及其育性特异性比较 进行了专门研究，旨在为利用粘类小麦雄性不育系进行杂种小麦的选育提供必要的理论 根据。 圣1.1 材料与方法 互L1.1 材料 (1)粘类不同育性载体小麦雄性不育系:ms(kots)-77(2), ms(var)-77(2), ms(Ven)-77(2);以及已被确认为粘类小麦雄性不育系的部分保持系亲本材料:SP4, 莫 迎小麦，90-110, 224. (2)对粘类小麦雄性不育系具有较高的恢复力部分恢复系材料:ROM , Rk59888, Rk5383等
38枯类小麦糖性不育系育生特异住研究及其快速定向转体系的建拓 1方法 5111根尖细胞学鉴定 将种子直接用水浸泡1小时,均匀摆放在铺有吸水纸的培养皿中,于2℃温箱中 培养,当根长至1-2厘米时取根尖放于0-4℃冰水中预处理2-24小时,然后用3 1(95%醇:冰乙酸)卡诺固定液到定2-3天用15%的醋酸洋红染色2-4小时 在45%的冰乙酸中进行压片观察 §112同有性基因载体不育系的创制与將选 用粘类1BLRS小麦雄性不育系为细胞质供体,P4莫邀小麦9-1024 为核供体,.用杂交,连续回交的方法直到不育性稳定, §13不同育性基因体育性恢复性比较 以上述杂交回交多代后创制出的稳定不育系为母本::9393 等材料为父本进行测交,然后对其测交F;调查其育性恢复性 育性谓查是在测交F:抽德扬花前套袋自交,待小麦成熟前调查其自交结实率, 国内法:自交结实率(%):有效小穗基部两侧小花的结实小 有效小穗数x2 国际法:自交结实革(%)有数小结惠x10 有效小穗数x2 试验在西北农林科技大学实验农场进行,部分材料在温宝加代 §12结果与分析 §1216类小麦雄性不育系不同首性载体材料来源细胞学鉴定 结果见表|4,细胞学鲨定见图版!-1,2,4 表4粘类小麦雄性不寓系不同育性载你细胞学鉴定 种名 米趣染色体纷胞染樣尖随 色体数体数 体组《条)(个 I.Spelta war. diuhamelianem本A8BD42 莫迦小麦 macha war subletschchumicun 910 云ABD 24 aestiva 衍生ABD424 §12同育性载体与粘类不育系杂交F及回交世代的育性表现
28 粘类小麦雄性不育系育it特异性研究及其快速定向转育体系的建拓 互1.1.2 圣1.1.2.1 方法 根尖细胞学鉴定 将种子直接用水浸泡 脸小时，均匀摆放在铺有吸水纸的培养皿中，子25-C温箱中 培养，当根长长至1-2厘米时取根尖放于0-41C冰水中预处理22-24小时，然后用3: 1(95%乙醇 :冰乙酸)卡诺固定液固定2-3天，用 15%的醋酸洋红染色2-4小时P 在45%的冰乙酸中进行压片观察。 芬1.1.2.2 不同育性荃因载体不育系的创制与筛选 用粘类 IBLIIRS小麦雄性不育系为细胞质供体，SP4.莫迩小麦、90-110和224 为核供体，采用杂交，连续回交的方法直到不育性稳定。 11.1.2.3 不同育性墓因载体育性恢复性比较 以上述杂交、回交多代后创制出的稳定不育系为母本，Rk5132.Rk59888,Rk5M 等材料为父本进行测交，然后对其侧交F，调查其育性恢复性。 育性调查是在测交F:抽穗扬花前套袋自交，待小麦成熟前调查其自交结实率。 国内法:自交结实率 (%)， 有效小穗基部两侧小花的结实数 有效小穗数x2 火100 国际法:自交结实率 (%)， 有效小穗结实数 有效小穗数 x 1{30 试验在西北农林科技大学实验农场进行， 夸1.2 结果与分析 x2 部分材料在温室加代。 经1.2.1 粘类小麦雄性不育系不同育性载体材料来源及细胞学鉴定 结果见表1 -I.细胞学鉴定见图版I一1, 2, 3, 4. 衰1一1 枯类小安雄性不育系不同育性级体细脸拳鉴定 体细胞染 品系 种 名 来 溥 染色 体组 色体数 (条) 很尖随 体数 (个) 4 4 4 )“ 42 犯 犯 妮 O D D D 朋 甜 油 朋 SP4 T命elta Var.如hamelianurn 日 本 莫趣小麦 T mrzc#ta vacsu 90-110 ra"st8vum 云 南 224 衍 生 互1.2.2 不同育性载体与粘类不育系杂交F，及回交世代的育性表现