粘类小麦雄性不育

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1、粘类小麦雄性不育第一章文献综述1.1杂种小麦研究小麦细胞质雄性不育实际上是核质互作雄性不育（Cytoplasmicmalesterility，即CMS），主要通过小麦与异属、异种间的核置换而产生。其恢复基因主要来自提供细胞质不育性的种（同质恢复系），也存在与其亲缘物种和普通小麦中（异质恢复系）。细胞质雄性不育系、保持系及育性恢复系统，简称三系法，即实际杂种优势利用需要带有异源细胞质的雄性不育系，能够保持雄性不育的保持系，以及能使杂种一代育性得到恢复的恢复系。据报道[2]，通过小麦与近缘种间的杂交和核置换回交已得到各种类型的种以上细胞质小麦雄性不育系

2、40余种，其中，国内外研究较多的有T型、粘型（包括K型、V型、Ven型、B型）不育系，而粘型由于既易保持、又易恢复被认为是最有应用前景的不育系。小麦细胞质雄性不育按照细胞质的可分为异源小麦细胞质雄性不育和普通小麦细胞质雄性不育两种类型。早在1951年，日本学者Kihara把普通小麦（Titicumaestivum）的核基因组置换到尾状山羊草（Ae.caudata）的细胞质中，首次人工创制出小麦细胞质雄性不育系。深泽广佑（1953）通过同样的方法将硬粒（T.durum）核基因导入卵圆山羊草（Ae.ovata）的细胞质，从而获得了具有硬粒小麦细胞质的雄

3、性不育系。在进一步的研究中，他又获得了具有卵圆山羊草细胞质的普通小麦（农林26）雄性不育系[3]。这些发现给小麦生产上利用杂种优势带来了希望，但由于其不良的细胞质效应而未能在实际中应用。美国科学家opheevi）细胞质的普通小麦雄性不育系（T型不育系）育性恢复体系的培育成功，并证明了T型小麦雄性不育系无尾状山羊草和卵圆山羊草细胞质那样的不良效应[3,4]。我国1965年北京农业大学蔡旭教授从匈牙利引入核质互作T型不育系及其相应的恢复系后T型小麦雄性不育系经过40多年的研究，在理论和实践方面都取得了很大进展，为杂种小麦大面积应用于生产实践奠定了基础。

4、1.2染色体工程技术概述染色体工程技术是经典细胞遗传学的重要研究领域，尤其是近年染色体工程技术又把细胞遗传学和分子遗传学有机地结合在一起，构成一重要交叉学科，即分子细胞遗传学[29]。目前，染色体工程技术已渗入到生物科学研究的各个领域，特别是在作物遗传育种中的应用更为广泛,诸如染色体工程育种，作物非整倍体的创制、生物种间染色体的转移、染色体片段的互换、染色体微切割、以及分子水平上的DNA原位杂交、染色体中特定DNA片段的标记、特定DNA序列的定向变异等[30]。人们已通过这些技术或方法成功地创造出许多优异的作物种质资源，并将这些种质资源用于定向改良

5、作物，培育出许多优良的农作物新品种，在农业生产中发挥了重要作用，取得了巨大的经济效益和社会效益。染色体工程（Chromosomeengineering）是指按照预先设计，利用染色体工程的基础材料，通过分离、导入、重组等染色体操作以改变染色体组成，进而达到定向改变作物遗传特性的新技术[31,32,33]。染色体工程研究的范围主要包括染色体添加、消减和代换[34]。此外，采用染色体工程基础材料，如单体、缺体、端体、缺四体等所进行的遗传分析、基因定位等亦包括在染色体工程研究的范围内[35,36,37]。目前，染色体工程技术已经渗入到生物科学研究的各个领域

6、，特别是在作物遗传育种中的应用更为广泛，诸如染色体工程育种[38]，作物非整倍体的创制、生物种间染色体的转移、染色体片段的互换、染色体微切割、以及分子水平上的DNA原位杂交、染色体中待定DNA片段的标记、待定DNA序列的定向变异等。人们已通过这些技术或方法成功地创造出许多优质的作物种质资源，并将这些种质资源用于定向改良作物，培育出许多优良的农作物新品种，在农业生产中发挥了重要作用，取得了巨大的经济效益和社会效益。第二章粘类非1BL/1RS小麦雄性不育种质材料的创制虽然粘类小麦1BL/1RS雄性不育系克服了T型不育系长期以来难以克服的缺点，为其组配强

7、优势组合和优化制种创造了很方便的条件。然而，这类1BL/1RS不育系在生产应用中也存在一些问题，如绝大多数1BL/1RS易位型雄性不育系及其F1都产生一定频率的单倍体；育性恢复性变异较大；部分不育系随转育世代增高其育性表现不稳定等现象。而粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系可解决上述问题，有望在生产上获得突破。张改生[28]等首次成功地将带有rfv1基因的非1BL/1RS普通小麦栽培品种与偏凸、粘果和易变不育核质结合，培育出稳定的偏、粘和易型非1BL/1RS全不育系ms(ven)-90-110、ms(kots)-90-110和ms(var)-90-1

8、10。初步研究结果表明，其不育系主要受一对主效隐性基因控制，并从不育系本身完全克服了1BL/1RS不育系产生单倍体的缺点，