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《西北农林科技大学》 2009年
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粘类小麦CMS育性基因的分布区及分子标记定位研究

郭艳萍  
【摘要】:小麦杂种优势利用中,采用CMS途径进行强优势组合的选配,恢复系的选育至关重要,一直受到杂交小麦育种家们的普遍重视,其中致力于寻找新的恢复源是选育恢复系的重中之重,对育性恢复的遗传研究则是基础。因此,研究育性基因分布区及育性恢复遗传规律对有目标地寻找、培育、利用新恢复系,扩大恢复系的遗传多样性具有重要意义,并可为小麦CMS的研究及利用取得实质性突破提供理论依据和坚实的材料基础。粘类小麦细胞质雄性不育系是指具有粘果山羊草(Ae.kotschyi)、易变山羊草(Ae.variabilis)、偏凸山羊草(Ae.ventricosa)和二角山羊草(Ae.bicornis)等胞质类型的一类既易保持又易恢复、且种子饱满、无不良细胞质效应、保持系与恢复系来源都分布在普通小麦推广品种(系)内的小麦雄性不育系的总称,是小麦杂种优势利用中很有应用潜力的一类不育类型。为了使粘类小麦不育类型能较快地应用于杂交小麦实践,本研究选用具有4种胞质、2种核型的同核异质、同质异核小麦粘类CMS系为研究对象,与国内外不同地区的一批普通小麦品种(系)广泛测交,考查其F1的育性表现,同时结合分子遗传学方法,对其育性基因分布规律及分子标记定位进行了研究,获得下述重要结果: 1.供试各粘类不育系恢复性遗传规律基本一致,均属易恢复易保持类型。配制的测交组合中,80%左右的组合均表现可育,高恢复组合占39.71%,半恢复占24.06%,全恢复占5.56%;表现完全不育的组合占20.51%。 2.恢复度的高低与母本细胞质、细胞核及父本核育性基因型组成有关,且彼此之间存在明显的互作关系。 3.恢复基因在供试材料地区均有分布,仅是比例不同。高恢复能力的品种在南方冬麦区和春麦地区的分布比例均超过50%,具有保持性的品种在加拿大地区分布最多,北部冬麦区次之,春麦区分布最少。 4.不同地区品种恢复度存在差异:隶属北部冬麦区的天津以及河北、甘肃的部分地区,其品种平均恢复度25%,属高不育范围;加拿大、隶属北部冬麦区的北京以及陕西和山西部分地区、隶属黄淮麦区的山东及河北部分地区、长江中下游麦区的湖北和西南冬麦区的贵州省区的品种,平均恢复度在25-45%之间,属半恢复类型;其余除北部冬麦区以外的所有冬麦区以及青海、新疆春麦区的品种,平均恢复度在45%以上,基本都在高可育范围内,但总体水平偏低; 5.按恢复性将48个品种聚为3类:第1类品种对粘类不育系的平均恢复度均低于20%,属全不育和高不育类型;第2类品种的平均恢复度在20-55%范围内,基本属于半恢复类型;第3类品种的平均恢复度均大于55%,属高可育和全可育类型。 6.对不育系进行聚类:90-110核背景下,K型和V型聚为一类,Ven型和B型聚为一类;224核背景下V型和B型聚为一类,再和K型聚为一类,和Ven型距离最远;相同细胞质背景下,90-110和224两种核型在一定水平上被分为2个类别。 7.粘类小麦CMS的育性恢复主要是由位于1BS上的1对主效恢复基因和众多微效基因共同控制的质量-数量性状; 8.筛选到4个与恢复基因Rfv1连锁的SSR标记,彼此之间的顺序依次为Xwmc406、Rfv1、Xbarc8、Xwmc611、Xgwm273,彼此之间的遗传距离依次为2.7、2.8、18.6和4.8cM。 9.SSR分子标记检测与田间育性表现吻合度很高,筛选的4个SSR分子标记可稳定用于小麦粘类CMS恢复系的分子标记辅助选择育种。 10.以中国春和黑麦为对照,通过分子检测,供试8个不育系均为1BL/1RS易位系,其同型保持系90-110为非1BL/1RS材料,224为1BL/1RS易位系。 11.供试材料中,1BL/1RS易位材料仅占20.31%。其中加拿大的1BL/1RS易位系比例达到68.18%;在我国的春麦区和华南冬麦区未检测到1BL/1RS易位系;长江中下游冬麦区、黄淮冬麦区、西南冬麦区和北部冬麦区的1BL/1RS易位系比例分别为2.44%、16.28%、21.05%和23.33%。 12.恢复度为0和低于20%的品种中,均有40%左右属于1BL/1RS易位系;半恢复、高恢复和全恢复品种分别有86.15%、91.67%和100%属于非1BL/1RS。1BS含有恢复基因Rfv1的非1BL/1RS材料大都分布在我国南方冬麦区和春麦区;而1BS上含有不育基因rfv1的非1BL/1RS材料大都分布在北部冬麦区,黄淮麦区次之。1BL/1RS易位系大多数具有保持能力或恢复能力低于20%,极少一部分具有较高的恢复能力。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S512.1

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