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植物雄性不育的遗传与应用探讨_恢复系-论文网

时间:2014-12-06  作者:李志远
我国育种工作者近年来在水稻中发现了随日照长短或温度高低而雄性不育特性发生变化的特性。其主要特点是在于雄性不育性是单纯由核基因引起的,并且这种育性会因光照长度或温度高低而在可育与不育之间相互转换,即它在长日照条件下表现为雄性不育,在短日照条件下则表现为可育。利用这一特性发现了核不育突变株,它的不育性状主要手一对隐性基因的控制,也受修饰基因的影响,但与株高、生育期无连锁关系。因此经过培育能比较容易地获得光(温)敏型核不育系,从而利用这种不育系可以实现“二系法”育种:即光敏核不育系,在长日照条件下栽培做母本,恢复系作父本,配制杂交种子;而在短日照条件下,光敏核不育系自交繁殖生产下一年制种所需的母本种子。其具体做法是:

自交不育系(部分不育,叶无紫色)×恢复系(叶或叶枕紫色)第一年制种田

自交

混合种子

杂交

×

文本框: 无紫叶苗秧田

 
 

生产田自交种秧苗

×恢复系第二年制种田

(即不育系)

自交不育系繁殖田

二系法育种图

用光敏核不育系的自交不育系作母本,用加显性标记基因的恢复系作父本,把不育系和恢复系分行种植制种,在后代中就可以根据显性标记性状区分不育系自交后代和不育系与恢复系杂交一代,在杂交种生产田中把无标记性状的不育系自交株除去,用不育系自交种子繁殖不育系,用杂交种子供生产田用。

“两系法“育种是选用光敏核不育蓄作母本,省去了繁殖保持系的工作程序,又节省了资金,同时保证了杂种优势的利用,在生产中具有重要的实用价值,是一种备受关注的具有广阔发展前景的育种方法。

2.2核质互作不育型的应用

雄性不育在农业生产上主要用来生产杂交种,提高制种工作效率,降低种子成本,特别是对于自花授粉以及人工授粉十分困难的作物,具有重要的意义。核质不育型是农业生产上利用最早、最广泛的雄性不育类型。

2.2.1核质互作型不育在生产中应用须具备的条件

2.2.1.1必须三系配套

所谓三系是指不育系、保持系和恢复系。

不育系是雄性不育系的简称,它是指具有雄性不育特性的品种或品系。它严格的讲是雌雄同株的植物,不能形成花粉或仅能形成败育的无生活力的花粉,但雌蕊发育正常,能接受外来花粉受精结实,有这种雄性不育性植株组成的群体(品种或品系),就是不育系。在遗传上必须同时具有隐性核不育基因和质不育基因,一般表示为S(msms)。在杂交制种时作母本。

保持系是指能够使不育系的不育性代代相传的品种或品系。它通常指雌、雄蕊都正常,以此做父本与不育系杂交,所得后代的育性和母本不育性一样,也不能产生功能性花粉,但雌蕊仍正常。换言之,即将母本的不育特性保持下来,并具有稳定性。它的遗传组成为:具有隐性的雄性不育核基因,但具有正常可育的质基因,一般表示为N(msms)。

恢复系是指能够使不育系的育性恢复的品种或品系。恢复系也是雌雄蕊都正常,杂交时具有使不育系恢复育性的特性,是制种时给不育系提供花粉,生产杂交种的父本。其遗传组成为:核内具有显性恢复基因,胞质基因可能正常,也可能是不育基因。其基因型可表示为N(MsMs)或S(MsMs),杂交制种时做父本。

在杂交制种时只有三系配套才能保证所得到的不育系代代相传(不育系与保持系杂交后代为不育),又能保持不育系与恢复系杂交后代可育,在生产上配制杂交种。

2.2.1.2天然异交率高,易于制种

对于异花授粉或常异花授粉植物而言,天然异交不成问题,在杂交制种时,只要不育系的产量不太低,制种成本是不会太高的。但是,对于自花授粉作物而言,由于花粉数量少,天然异交率低,不育系杂交结实率的高低往往成为是否能在生产中配制杂交种的关键。

2.2.1.3杂交优势明显

雄性不育主要是在生产上利用杂种优势时配制杂交种,只有具明显杂交优势的杂交组合才能有明显的增产效果,才能降低种子成本。

2.2.2核质互作型雄性不育的应用

如上所述,三系配套以后,就可用不育系S(msms)作母本和保持系N(msms)种在一起,建立雄性不育繁殖区,生产雄性不育系和保持系的种子。与此同时,把不育系S(msms)和恢复系N(MsMs)或S(MsMs)种在一起,建立杂种优势种子区,由恢复系提供花粉,生产出能育的优势强的杂交种子,应用于大面积生产。具体育种方法如下:

杂交制种田不育系繁殖田

♀S(msms)不育系×♂N(MsMs)或S(MsMs)恢复系♀S(msms)不育系×♂N(msms)保持系

       
   
 

S(Msms)×S(msms)不育系×

杂交种F(供制种田及下次

不育系繁殖田用)

生产田N(msms)保持系

N(MsMs)或S(MsMs)恢复系(供下次不育系繁殖田用)

(供下次制种用)

三系法育种图

因此三系法育种原理的关键在于其雄性不育是由核、质基因共同控制的,参与控制的核基因数目不定,并且是在分子水平上相互协调、共同控制,而且有待于进一步研究。

参考文献
1 杨业华.普通遗传学.北京:高等教育出版社,1999.
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3 王关林.植物基因工程原理与技术[M].北京:科学出版社,1998,42—43.
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