收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

黏类小麦雄性不育—恢复系统的分子细胞遗传及CMS基因(rfv1-Rfv1)的定向导入和杂种优势利用新途径研究

牛娜  
【摘要】:小麦像玉米、水稻等作物一样具有明显的杂种优势,有效利用小麦杂种优势是提高其产量的一条重要途径。目前,主要是利用小麦雄性不育来实现杂种优势,而小麦雄性不育又分为遗传型雄性不育(核不育,核质互作雄性不育,光温敏不育)和生理型雄性不育(化杀剂诱导不育等)。 大量研究表明每种途径都有其明显的优势和需要克服的缺点,相对来讲,核质互作型小麦雄性不育和化杀途径是两条较有生产潜力的途径。黏类(黏型、偏型和二角型等一些易保持、易恢复小麦雄性不育系的总称)小麦细胞质雄性不育系其最大特性是细胞质雄性不育系育性基因单一,不育性彻底,易恢复性高;但与CHA(化杀诱导雄性不育)途径相比,黏类小麦雄性不育系又因受限于不育系和恢复系制约配制强优势组合的几率较低。本研究以黏类小麦雄性不育系为材料,在对其育性进行分子细胞遗传研究的基础上,旨在探索原有黏类小麦雄性不育系的局限性,拓宽其新的不育-恢复基因源,然后将CHA途径的优点与黏类小麦雄性不育三系途径相结合,充分发挥这两种途径的优点,以建拓出一套杂交小麦杂种优势利用的新途径,为三系杂交小麦能早日进入生产应用提供理论依据和技术支撑。 研究获得下述重要结果: 1.黏类1BL/1RS小麦雄性不育系杂种F1中期Ⅰ部分染色体配对异常和后期Ⅰ染色体变异是由于核质互作的结果;中期Ⅰ单价体细胞频率和后期Ⅰ染色体变异率呈显著正相关;K、Ven、B型异源细胞质对杂种F1育性恢复性无显著相关性;中、后期染色体变异率与杂种F1育性恢复性呈负相关,中、后期染色体变异有降低杂种F1育性的作用。 2.采用MINQUE(1)统计方法、加性-显性(AD)及其与环境互作的遗传模型,对黏类小麦雄性不育系和恢复系杂交F1结实性状进行遗传分析,结果表明(1)黏类小麦雄性不育系育性恢复性主要以加性效应为主,其次是显性效应;(2)不育系(V)-90-110、(Ven)-90-110、(K)-224、(V)-224在四个结实性状上,具有正向显著或极显著加性效应;亲本5253、02-7-215、00-6-247、M8003具有使不育系恢复度提高的加性效应;(3)双亲加性效应高的组合多表现出其显性效应比较差;(4)国际法恢复度高的组合(K-224×5253),究其原因是双亲国际法恢复度的加性效应高;(5)黏类小麦雄性不育系杂交结实率的高低与环境互作相对较小,育性恢复性在年份间表现比较稳定。 3.对几类不同来源的黏类非1BL/1RS小麦雄性不育基因载体进行了筛选与鉴定,并对其育性特异性进行了研究。结果表明:(1)通过根尖体细胞随体鉴定和APAGE电泳筛选出SP4,莫迦小麦两种黏类小麦雄性不育载体,其为非1BL/1RS类型,其它不育载体均属于1BL/1RS类型;(2)选择不同来源的不育基因载体培育成的新型黏型、偏型不育类型进行育性恢复性测定发现,非1BL/1RS类型SP4、莫迦两种不育载体的小麦雄性不育系育性恢复性有一定差异,且育性恢复度相对较低,莫迦不育类型育性恢复性要高于SP4类型,在实际应用上应加以重视;(3)供试黏类非1BL/1RS小麦雄性不育系其不育性是在整个配子发育过程中连续产生的。 4.采用SDS-PAGE和A-PAGE对黏类小麦雄性不育新种质材料及回交转育后代的特定染色体进行了鉴定,结果表明:(1)SDS-PAGE分析鉴定出小偃22、SP4、西农2611、莫迦不具有43和40kD谱带,为非1BL/1RS核型;(2)A-PAGE技术对部分亲本材料鉴定小偃22、SP4、西农2611、莫迦则不含GldlB3位点,为非1BL/1RS核型,其余为1BL/1RS核型;(3)A-PAGE技术对部分采用1BL/1RS易位系转育不育系后的保持系后代材料进行鉴定,显示出大部分转育后代含有GldlB3醇溶蛋白标记位点,为1BL/1RS易位系; 5.对杂交小麦化杀强优势组合西杂一号、西杂五号亲本遗传背景进行鉴定,发现西杂一号两个亲本均为1BL/1RS类型,西杂五号两个亲本均为非1BL/1RS类型,针对不同核型,专门设计了1BL/1RS类型和非1BL/1RS类型化杀强优势组合定向转化三系强优势组合各自保持系、不育系及恢复系转育体系与程序。 6.按照设计好的转育程序图,将西杂一号的母本西农Fp1定向转育为具有SP4、莫迦小麦1Brfv1的新保持系,并同时进行不育系的转育;将西杂一号的父本Mp1转育为具有R5253、R5383的1BRfv1的恢复系。在此过程中,建立了利用多重PCR技术,同时结合传统的根尖随体鉴定技术对1BL/1RS易位纯合体和易位杂合体鉴定的技术体系。 7.按照设计好的转育程序图,将西杂五号的母本西农Fp2定向转育为具有SP4、莫迦小麦1Brfv1的新保持系,在转育过程中,建立了SDS-PAGE和A-PAGE鉴定目标基因所在染色体的方法技术体系。SDS-PAGE鉴定结果发现SP4高分子量谷蛋白亚基6+8可作为小麦雄性不育基因rfv1基因的示踪特征亚基,为小麦雄性不育基因rfv1定向转移到非1BL/1RS易位系提供了可靠的转育与检测依据。A-PAGE分析结果发现,在ω-醇溶蛋白区也发现莫迦和SP4不同于西农Fp2的特异蛋白条带,可作为小麦雄性不育基因rfv1定向转移到非1BL/1RS易位系的示踪蛋白条带。 8.经过多年回交转育,现已获得杂交小麦西杂一号、西杂五号母本同型黏类小麦非1BL/1RS雄性不育系的保持系,其不育系正在转育中,获得杂交小麦西杂一号、西杂五号父本同型黏类小麦非1BL/1RS雄性不育系的恢复系。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;小麦不育系研究概况介绍[J];辽宁农业科学;1971年04期
2 范濂;王福亭;;小麦雄性不育系的转育和保持[J];河南农业科学;1980年04期
3 奚亚军,马翎健,胡银岗,宋喜悦,刘曙东,何蓓如;九二○对小麦不育系柱头生活力的影响研究[J];新疆农业科学;2001年03期
4 吴兰佩;徐保国;;小麦雄性不育系在自由异花授粉条件下的生物学意义[J];中国农业大学学报;1981年02期
5 郭远志;;T型杂交小麦不育系昆明夏繁高产技术[J];种子科技;1993年02期
6 奚亚军,马翎健,胡银岗,宋喜悦,刘曙东,何蓓如;“920”对小麦不育系柱头生活力的影响[J];湖北农业科学;2001年04期
7 刘植义;沈银柱;刘福昌;赵凤悟;贾有林;刘中生;;河北省几个新型小麦雄性不育系的选育与分析[J];河北师范大学学报(自然科学版);1989年03期
8 郭远志;;T型杂交小麦不育系夏繁去杂保纯技术[J];种子科技;1992年04期
9 黄康龙;赵颖;莫俊杰;梁杰恩;黄华彬;刘丽霞;周鸿凯;何觉民;;烯效唑干粉拌种降低小麦不育系株高的效应[J];麦类作物学报;2010年04期
10 韩云民;瞿芬;王方明;;T型杂交小麦不育系3A繁殖制种田间去杂技术[J];种子世界;1991年01期
11 姬俊华;张改生;孟超敏;牛娜;;粘类小麦雄性不育系雌雄不育配子传递率研究[J];麦类作物学报;2007年03期
12 龚宏伟;马翎健;何蓓如;范春燕;武涵;李薇;;K型小麦雄性不育系育性敏感时期核糖核酸酶活性及可溶性蛋白质含量的变化[J];麦类作物学报;2008年01期
13 王军卫;王小利;张改生;唐辉武;刘耀光;;粘类小麦细胞质雄性不育基因的初步研究[J];西北植物学报;2009年05期
14 赵颖;何觉民;;烯效唑和硼肥对杂交小麦制种产量的影响[J];广东农业科学;2010年11期
15 ;小麦“三系”初获配套[J];广西农业科学;1977年10期
16 马翎健;胡银岗;宋喜悦;何蓓如;;1B/1R与非1B/1R小麦K型雄性不育系比较研究[J];华北农学报;2006年04期
17 位芳;张改生;牛娜;李文强;曹栎;;几类异质小麦雄性不育系育性恢复的染色体行为研究[J];麦类作物学报;2007年03期
18 韩艳芬;张龙雨;胡俊敏;张改生;李亚鑫;盛英;位芳;牛娜;马守才;;黏类小麦细胞质雄性不育线粒体atp6基因转录本编辑位点[J];作物学报;2010年12期
19 张继君;余国东;周燕;;小麦温光型不育系C118S、C338S的选育[J];南方农业;2007年01期
20 郭艳萍;张改生;牛娜;;粘类小麦细胞质雄性不育系育性基因的地区分布[J];西北植物学报;2007年08期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张龙雨;小麦生理型雄性不育能量代谢途径中TaPDK基因的表达及其互作蛋白的研究[D];西北农林科技大学;2013年
2 王俊生;小麦生理型雄性不育花药活性氧代谢和基因表达分析[D];西北农林科技大学;2010年
3 周琳璘;TaMS-MADSbox和TaG3BP基因在小麦温敏雄性不育系育性转换中的功能分析[D];西北农林科技大学;2011年
4 栗现芳;小麦多子房性状SSH文库的构建及其相关基因的克隆与表达[D];西北农林科技大学;2011年
5 陈晓东;小麦新型光温敏不育系337S短日低温不育基因的定位及杂种优势研究[D];华中农业大学;2010年
6 唐忠辉;小麦温敏雄性不育系BS366不育机理探讨[D];华中农业大学;2011年
7 牛娜;黏类小麦雄性不育—恢复系统的分子细胞遗传及CMS基因(rfv1-Rfv1)的定向导入和杂种优势利用新途径研究[D];西北农林科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张自阳;小麦温敏核雄性不育系BNS育性转换规律及其恢复性研究[D];河南科技学院;2010年
2 胡俊敏;黏型小麦雄性不育系线粒体嵌合基因的克隆与表达及其mtDNA消减文库的构建[D];西北农林科技大学;2010年
3 张明珠;杀雄剂SQ-1诱导的小麦生理型雄性不育相关基因cACO的克隆与表达分析[D];西北农林科技大学;2010年
4 韩艳芬;黏型小麦细胞质雄性不育线粒体atp6基因转录本编辑位点研究[D];西北农林科技大学;2010年
5 李亚鑫;杀雄剂SQ-1诱导的小麦生理型雄性不育系交替氧化物酶基因(AOX1)的表达分析[D];西北农林科技大学;2011年
6 桑青;小麦生理型雄性不育与组蛋白泛素化修饰及RAD6基因表达相关性研究[D];西北农林科技大学;2013年
7 付庆云;BNS型温敏雄性不育小麦不育与转换系的差异蛋白分析[D];河南科技学院;2010年
8 孙文鑫;小麦K型细胞质雄性不育育性恢复基因的标记定位和效应分析[D];河南农业大学;2011年
9 刘迎团;杀雄剂SQ-1诱导小麦生理型雄性不育的基因表达谱研究[D];西北农林科技大学;2012年
10 于松;光温敏小麦BNS雄性不育的蛋白质组的研究与分析[D];山东农业大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 见习记者 刘晓瑞;加大研究力度 提高小麦单产[N];运城日报;2011年
2 本报记者 王海滨;丰收里的科技重量[N];科技日报;2011年
3 记者 管喻;我省杂交小麦研究获重大突破[N];山西日报;2010年
4 记者 赵建国;我国小麦育种技术获得新突破[N];中国知识产权报;2010年
5 管喻;山西杂交小麦研究成果获国家发明专利[N];农民日报;2010年
6 管喻;山西杂交小麦获重大突破[N];粮油市场报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978