大白菜温敏型雄性不育的遗传与转育方法的研究

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1、沈阳农业大学博士学位论文大白菜温敏型雄性不育的遗传与转育方法的研究姓名：邵双申请学位级别：博士专业：蔬菜学指导教师：冯辉2003.6.10沈阳农业大学博士学位论文摘要以大白菜温度敏感型雄性不育系和可育品系，以及小白菜可育品系为试材，采取了遗传学、细胞学、解剖学和生态学方法，对大白菜温敏雄性不育系花器官特性、雄蕊育性转换特性、不育性遗传特性和不育系转育方法进行了系统的研大白菜得了以下试验结果。性不育系在一定条件下，雄性器官发生退化，表现在花冠较小，雄蕊缩短、变细，花丝短，花药瘦小、浅黄至白色、无花粉或花粉

2、较少，残存花粉的生活力很低。雌、雄蕊解剖观察表明，可育期花粉囊发育正常；不育期花粉囊凹陷，小孢子变形、退化。一部分胚珠发育异常，表现在胚囊退化、无极化等，引起雌蕊败育。雄蕊育性转换温度试验结果表明，不育性具有明显的温度敏感性，属于高温不育型。在“昼温／夜温”为15"C19"C条件下，表现可育；在“昼温腋温”为23"C／17"C条件下，不育度较高，花药内仅残存少量弱生活力花粉。在沈阳地区春季露地小株采种条件下，温敏不育系的不育度在5月31日以后最高，日均温24"(2为可育的临界阈值温度，日均温16"c为不

3、育的最低限温，F1均温16"c一24"(2为有波动的育性转换期。在冬季温室小株采种条件下，不育系的不育度较低。不育系残存花粉生活力鉴定结果表明，高温下(23"cfl7"c)残存花粉的生活力很低，TTC染色率在30％以下，且染色较浅，此时的表观不育度也高(90％以上)；低温下(15"Ct9"C)花粉生活力较高，TIC染色率普遍在60．80％，此时的表观不育度较低(30％以下)。为提高自交结实率，降低不育系的繁殖成本，在花期用赤霉素、Coel2、Cacl2和Spm处理(喷洒)不育系，以提高花粉生活力，并通过

4、蕾期授粉自交，测定该温敏不育系是否存在自交不亲和性。实验结果表明，Cacl20．1M、Cocl21000mg／L和GA325mg／L处理能有效提高大白菜温敏不育系的自交结实摘要率；蕾期和花期授粉结果对比证明，大白菜温敏不育系是自交亲和系统。遗传分析结果表明，不育性属于核遗传，由核内一对主效基因控制，并有微效基因影响雄蕊退化程度。不育性为隐性，用“ms“’表示：等位的可育基因为显性，用“Mst”表示；影响不育度的微效修饰基因用“fdi(i=l，2，3，⋯)”表示。温敏不育系基因型为“mstmstfdi”，

5、正常可育品系基因型为“MstMslfdi”。提出了大白菜温敏型雄性不育性的遗传模式。y●根据大白菜温敏型雄性不育系的遗传特点，设计了不育系的两种转育模式，一种为“合成转育模式”，是以温敏不育系为不育源，经济性状优良的可育品系为转育亲本，通过杂交和自交筛选，育成新的温敏不育系：一种为“定向转育模式”．是以温敏不育系为不育源，待转育品系为轮回亲本．通过杂交、自交和回交，育成与轮回亲本性状相近的新的温敏不育系。本实验通过6．7个世代的转育，获得了19个新的大白菜温敏雄性不育系和5个小白菜温敏雄性不育系。温敏型

6、雄性不育系的转育成功，验证了本实验提出的温敏不育系的遗传模式，证明了利用“合成转育模式”和“定向转育模式”在大白菜品种间，以及亚种间转育温敏型雄性不育系是可行的。√√√关键词：大白菜；温敏雄性不育；遗传；转育沈阳农业大学博士学位论文刖=!r口温度和光照等环境因子影响雄性不育性的表达，已引起作物育种者的广泛关注。1973年，石明松(1985)首先发现了水稻光敏核雄·眭不育(HPGMR)，并育成了光敏两用核雄性不育系，开辟了水稻“两系法”杂交制种的新途径。以后．福建农学院和湖南安江农校等单位也相继找到了新的

7、水稻光敏核不育源。随后，又有人育成了籼稻温度敏感型雄性不育系363S和粳稻温敏不育系滇农S．1。1982年，湖南、重庆等地先后发现了小麦光温型和温光型两用不育系。迄今，环境敏感型雄性不育己在玉米、水稻、谷子、大豆、高梁、小麦(周金生等，1997)、大麦(Gupta．S．K，，2000)、蔬菜等多种作物中进行过研究，已报道的雄性不育性表达对温度敏感的蔬菜作物就有油菜(甘长庆译，1986)、洋葱(BarhemW．ete．，1950)、番茄(BhadulaS，K，ete．，)、抱子甘兰(NieuwhofM，1

8、968)、青花菜(DicksonM．H．，1970)、细香葱(TatliogiuT．，1985)、普通菜豆(MustchlerM．A．，1984)等等。早期环境敏感型雄性不育性的研究，是为了克服环境对不育性表达的影响，得到稳定的雄性不育系用于杂交制种。直到湖北光敏核雄性不育水稻的发现，人们才开始重视对这一性状的利用。两系法杂交制种，是指利用作物雄性不育性对温度或光照敏感的特性，控制不同生产目的需求下的适宜环境条件，在作物表现雄性不育时，生产