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重庆温光敏核雄不育小麦育性转换规律及不育机理研究

张建奎  
【摘要】:小麦杂种优势利用研究已有四十多年历史,但杂交小麦仍未能大面积应用于生产,迫切需要拓宽思路和应用新技术、新方法。重庆温光敏细胞核雄性不育小麦是近年来发现的一种新型不育系,以之为基础建立的两系法小麦杂种优势利用系统是杂种小麦继细胞质雄性不育系统和化学杀雄系统之后的第三大系统,具有诸多优点。目前对这一宝贵遗传资源的基础理论研究还非常缺乏。本论文从育性转换规律、花粉败育的细胞学基础、植物生长物质与育性转换之间的关系、APRT基因的表达等方面对其进行了研究,旨在揭示重庆温光敏细胞核雄性不育小麦的育性表达规律和育性转换机理,为温光型两系法小麦杂种优势利用提供理论根据和技术支持。主要结果如下: 1 温光敏核不育小麦的育性转换规律 连续多年的分期播种试验表明,重庆温光敏核不育小麦C49S、C050S、C010S、C338S、C412S和C404S等,通过调整播种期改变雄性器官在形成和发育过程中的温光条件,均表现出“完全不育—半不育—高度可育”的育性转换特性,且在不同年份间育性转换特性稳定。在重庆,10月30日是不育临界播种期,在此之前播种表现完全不育或高度不育,自交结实率在5%以下;12月10日是其正常可育的临界播种期,在此之后播种表现正常可育,自交结实率在50%以上;11月10日至11月30日之间播种,处于半不育状态,自交结实率在5%~50%。 温光敏核不育小麦的主茎穗与分蘖之间、不同部位的小穗之间以及不同位次的小花之间育性存在差异。发育较晚的后生分蘖的结实率要稍高于主茎穗和早生分蘖;下部小穗>中部小穗>上部小穗;早播不育植株发育较晚的3、4位小花的结实性较好,而晚播可育植株发育较早的1、2位小花的结实率较高。这种差异主要取决于它们在育性敏感期感受的温光条件和它们在生长上的竞争能力。 通过不同发育时段的温度与自交结实率的相关性分析和人工气候箱温度控制试验表明,重庆温光敏核不育小麦的育性敏感期较长,从花粉母细胞形成期到花粉粒形成期,对低温或高温都有一定的敏感性,且前后时段的温度效应之间有累加或抵消效应;其育性对温度最敏感的时期是花粉母细胞减数分裂期。


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