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小麦多子房性状的遗传研究及AFLP分子标记

马守才  
【摘要】:杂种优势是生物界的普遍现象。小麦与其它作物一样,适宜的杂交组合亦具有明显的杂种优势。关于小麦杂种优势的研究,最近几年已经取得了长足的发展,但要更大范围将杂种小麦推向大面积生产,仍有诸多科学技术问题需要攻克,如:加强优势组合的更新与选育,尤其是高效制种技术体系的研究与建立。由于小麦是白花授粉作物,播量大,繁殖系数相对较低。因此,如何经济有效地生产大量的杂种种子,是杂种小麦最终进入大面积生产的关键问题。多子房性状是我国新发现的小麦特异性状,具有明显的穗粒数优势,可以明显提高小麦的繁殖系数。鉴于此,本文就小麦多子房性状,采用了传统的遗传分析、数量遗传分析、AFLP分子标记与筛选、多子房近等基因系选育等进行了比较系统的研究,同时探索与研究了利用小麦多子房性状来提高杂种小麦繁制种效益的新途径,获得如下主要结果: 1.通过对多子房小麦分别与4个普通小麦正反杂交的F_1,F_1自交并与单子房普通小麦回交得到F_2和BC_1群体分析,发现F_1全为多子房植株,F_2分离,多子房植株与单子房植株比例为3:1;BC_1分离,多子房植株与单子房植株比例为1:1。表明供试小麦的多子房性状是受制于1对显性核基因控制的遗传。 2.对多子房小麦和4种普通小麦变种、10种山羊草属可育异质小麦间正反杂交F_1、F_2代的细胞质效应分析,结果表明:供试的14种细胞质中,8种细胞质对多子房性状具有明显的细胞质效应,使F_1杂合显性多子房基因表达受阻,而F_2纯合显性多子房基因能够表达。以此为依据,提出通过回交转育方法将小麦雄性不育和多子房性状二者巧妙结合来提高小麦不育系的繁殖系数,以及通过该方法解决化杀和三系途径在杂交制种面临繁殖系数低的问题(专利名称与受理号分别为:一种提高化杀杂交小麦繁制种效益的方法,200510096062.8;一种提高三系杂交小麦繁制种效益的方法,200510096301.X),促使杂种小麦的制种效益可明显得到提高。 3.对3个多子房小麦和8个普通小麦的配合力和杂种优势研究表明:①株高的遗传符合加性——显性模型;穗粒数和产量的遗传以各类互作效应为主:千粒重以加性和非加性效应为主。②配合力方差分析表明,株高、干粒重、穗粒数的GCA和SCA差异显著:单株产量GCA不显著。③多子房小麦间在株高、千粒重性状上GCA效应差异显著,以多Ⅱ和多Ⅲ较好:穗粒数性状多Ⅱ和多ⅢGCA均与多Ⅰ有显著差异,且属正向:单株产量GCA均末达显著水平。④GCA和SCA均与杂种优势有关,强优势组合选配中,要注意在双亲或亲本之一具有较高GCA基础上选择SCA高的组合。⑤四个性状依超标优势大小比较,优势顺序为:株高穗粒数单株产量千粒重。3个多


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