第十章 雄性不育及其杂种品种的选育

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1、第十章雄性不育及其杂种品种的选育教学的基本要求（1）理解并掌握雄性不育的概念及遗传原理；（2）掌握质核互作雄性不育不育系、保持系和恢复系的选育、杂种品种的选配方法；（3）了解核雄性不育杂种品种的选育和利用方法。教学基本内容第一节雄性不育的遗传一、质核互作雄性不育的遗传二、核雄性不育的遗传第二节雄性不育的生物学特性一、雄性不育的形态差异二、雄性不育的细胞学特征三、雄性不育的生理生化特性第三节核质互作雄性不育杂种品种的选育一、不育系和保持系的选育二、恢复系的选育三、杂种品种的选育第四节核雄性不育杂种品种的选育一、核不育种质的获得及鉴定二、光温敏核不育杂种品

2、种的选育雄性不育（male-sterility）是指不能产生有功能的雄性配子而失去生殖功能的特性。雄性不育性在植物界普遍存在，据Kaul报道：已经在43个科、162个属、617个物种及种间杂种中发现了雄性不育，其中包括玉米、水稻、小麦、高粱、油菜、棉花等主要农作物。1763年Kölreuter就在一些植物中观察到花药败育的现象，以后Gartner（1844）、Herbert（1847）、Darwin（1890）先后在一些植物中观察到有规律地发生雄蕊败育的现象。1893年Darwin将这种类型的不育性归结为植物雌雄异株的进化，这种雌雄异株使自花授粉植物物种可以自由地进行杂交授粉

3、。Bateson（1908）指出：雄性不育性不是简单地随机发生的偶然事件，而是一种遗传上的调节体系。Kaul（1991）指出：雄性不育代表了一种良好的遗传机制，这种机制拓宽了高等作物中的基因库和细胞质基础，并增加了高等作物的遗传适应性，还通过对环境的遗传适应性拓宽了植物栖息地和生态范围。雄性不育可以作为重要工具用于各种作物的杂交育种和杂种优势利用，特别是自花授粉作物和常异花授粉作物的杂种优势利用，更是把雄性不育作为最重要的途径。当杂交母本获得了雄性不育性，就可以免除大面积制种时的去雄劳动，降低种子生产成本，提高杂种种子质量，获得更大的经济效益。第一节雄性不育的遗传遗传的雄性不

4、育分为质核互作不育（cytoplasmic-nucleicmalesterility）和核不育（nucleicmalesterility）两种类型。一、质核互作雄性不育的遗传（一）质核互作雄性不育的遗传解释质核互作雄性不育又称为细胞质雄性不育（CMS），简称质不育，这种不育性是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的。在细胞质中含有雄性不育的遗传因子S即不育细胞质或雄性可育的遗传因子N即可育细胞质；在细胞核中含有雄花育性恢复的显性基因R或雄性不育的隐性基因r，两种细胞质与三种细胞核组成六种遗传类型：------------------------------------------

5、------------细胞核纯合显性杂合显性纯合隐性细胞质（RR）（Rr）（rr）---------------------------------------------------------------可育细胞质NN（RR）N（Rr）N（rr）不育细胞质SS（RR）S（Rr）S（rr）----------------------------------------------------------------------在上述六种遗传结构中:遗传结构为N（RR）和S（RR）的是纯合的雄性不育恢复系；具N（rr）遗传结构的是雄性不育保持系；具S（rr）遗传结构的是

6、雄性不育系。具N（Rr）或S（Rr）是遗传结构为杂合的雄性不育恢复系，但在杂交制种中一般使用纯合的雄性不育恢复系。（1）、S（rr）×N（rr）→S（rr）即F1全部表现为雄性不育，说明N（rr）具有保持雄性不育性在世代中稳定遗传传递的能力，因而将N（rr）基因型的品种和品系称为雄性不育保持系（maintainline）简称保持系（B）（2）、S（rr）×N（RR）或S（rr）×S（RR）→S（Rr）即F1全部表现为雄性可育，说明基因型为N（RR）或S（RR）能使不育性得到恢复，具有N（RR）或S（RR）基因型的品种或品系称为雄性不育恢复系（restorerline）简称恢复

7、系（R）。（3）、S（rr）×S（Rr）或S（rr）×N（Rr）→S（Rr）和S（rr），即F1表现为育性分离，说明基因型为S（Rr）和N（Rr）具有杂合的恢复能力，从N（Rr）的自交后代中可选育出纯合的保持系[N（rr）]和纯合的恢复系[N（RR）]，而从S（Rr）的自交后代中可选育出不育系S（rr）和基因型纯合的恢复系S（RR）。质核互作雄性不育的一大特点是能实现不育系、保持系和恢复系配套，并能通过“三系法”将杂种优势应用于生产。（二）多种核质基因对应的遗传同一植物内可以有多种质核不育类型，这些不育