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不同种属花粉诱导小麦单性生殖及其胚胎学和遗传学机理

作　者: 刘洪梅
导　师: 张改生
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 小麦异源细胞质:雄性不育系孤雌生殖
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

本研究以粘果、易变和偏凸3种山羊草细胞质两种核基因型1BL/1RS小麦雄性不育系ms(kots)-8222、ms(var)-8222、ms(ven)-8222、ms(kots)-偃师9号、ms(var)-偃师9号和ms(ven)-偃师9号为母本，采用黑麦和硬粒小麦分别延迟授粉，调查各不育系的结实率和结实种子孤雌生殖植株频率。结果表明：异质1BL/1RS小麦雄性不育系的结实率和结实种子孤雌生殖植株频率因授粉者不同而表现显著差异；与用黑麦授粉相比，用硬粒小麦授粉时不育系可获得较高频率的结实和单倍体植株，硬粒小麦更适合作为异质1BL/1RS小麦雄性不育系诱导单倍体孤雌生殖的授粉者。以ms(var)-8222、ms(var)-偃师9号和ms(kots)-偃师9号为母本，用黑麦延迟授粉，一部分只授粉一次，另一部分第二天重复授粉一次，调查不同授粉次数各不育系的结实率，结果表明：在用黑麦延迟授粉情况下，重复授粉方式不能提高各不育系的诱导结实率。用硬粒小麦授粉时，对ms(kots)-偃师9号、ms(var)-偃师9号及ms(ven)-偃师9号3种不育系的结实率与结实种子植株单倍体频率的关系进行分析，结果表明：结实率高的不育系诱导单倍体频率不一定高，如ms(ven)-偃师9号结实率与结实种子植株单倍体频率相关系数r=-0.46026，不表现相关性，即说明不育系的结实率与结实种子植株单倍体频率之间没有相关性，不能直接从不育系诱导结实率的高低来推测诱导单倍体频率的高低。对用黑麦和硬粒小麦授粉时，6种不育系结实种子孤雌生殖植株频率及植株生长情况的调查结果显示：(1)用黑麦授粉时，8222和偃师9号两种核基因型的不育系都能诱导出孤雌生殖植株，但核基因型是8222的不育系诱导出的是二倍体，核基因型是偃师9号的不育系诱导出的是单倍体；(2)用硬粒小麦授粉时，核基因型是8222的3种不育系均不能诱导出孤雌生殖植株，核基因型是偃师9号的3种异质不育系都能诱导出单倍体植株，但3种不育系诱导单倍体植株频率的差异不显著。此结果说明异质不育系的孤雌生殖性首先决定于自身核基因型；其次，决定于授粉者和核基因型间的互作。那么在异质1BL/1RS小麦雄性不育系内，寻找核基因型与授粉者互作的优良组合可在一定程度上提高其诱导孤雌生殖的频率。本实验还用黑麦、硬粒小麦花粉给以杀雄剂技术配制的强优势杂种组合延迟授粉，当用硬粒小麦授粉时，诱导后代都是各组合和硬粒小麦的三交种，没有诱导出孤雌生殖纯合二倍体植株；当用黑麦授粉时，四个杂种组合503×89150，1376×503，1376X89150和小堰6号X89150都出现了孤雌生殖纯合二倍体植株，试验结果表明黑麦是一个很好的诱导杂种组合孤雌生殖的诱导者，这对以杀雄剂技术配制的杂种小麦强优势组合直接诱导纯合优异小麦单株有重要应用前景。为探明异质IBL/IRS小麦雄性不育系发生孤雌生殖产生单倍体或纯合二倍体植株的细胞来源，用黑麦给偏型IBUIRS小麦雄性不育系ms(ven)一8222延迟授粉，对其受精过程的胚胎学观察表明:(l)延迟授粉前大部分胚囊表现正常，延迟授粉不能诱发偏型IBL/IRS小麦雄性不育系的卵细胞单性生殖;(2)从受精过程中的一些异常现象，如未受精极核贴近反足细胞、珠被附近有助细胞团等，初步显示偏型IBL/IRS小麦雄性不育系单性孤雌生殖源于助细胞。

全文目录

第一部分文献综述  12-34
  1 杂种小麦研究概况  12-19
    1.1 细胞质雄性不育研究  12-15
    1.2 化学诱导雄性不育研究  15-16
    1.3 细胞核雄性不育研究  16-18
    1.4 光温敏雄性不育研究  18-19
  2 异质1BL/1RS小麦雄性不育系研究概况  19-23
    2.1 异质1BL/1RS小麦雄性不育系的发现  19-20
    2.2 异质小麦雄性不育系的不育机理研究  20-22
      2.2.1 小麦雄性不育的遗传机制  20-21
      2.2.2 小麦雄性不育的细胞学研究  21-22
      2.2.3 小麦雄性不育的生理生化研究  22
    2.3 异质1BL/1RS小麦雄性不育的应用及存在问题  22-23
  3 小麦孤雌生殖研究概况  23-29
    3.1 诱导小麦发生孤雌生殖的途径  23-27
    3.2 孤雌生殖植株的鉴别  27-28
    3.3 孤雌生殖在小麦遗传育种上的应用价值  28-29
  4 异源细胞质诱导小麦单倍体的研究概况  29-34
    4.1 诱导小麦单倍体的异源细胞质种类  29-31
    4.2 异源细胞质诱导小麦单倍体的遗传机制  31-32
    4.3 异质小麦雄性不育系产生单倍体的细胞来源  32-33
    4.4 异源细胞质诱导小麦单倍体在育种实践上的意义  33-34
第二部分试验研究  34-46
  1 材料和方法  34-35
    1.1 材料  34
    1.2 方法  34-35
      1.2.1 孤雌生殖的诱导  34
      1.2.2 孤雌生殖的细胞学观察  34
      1.2.3 诱导后代的有关数据调查  34
      1.2.4 诱导后代细胞学鉴定  34-35
  2 结果分析  35-41
    2.1 异质1BL/1RS小麦雄性不育系孤雌生殖的诱导及鉴定  35-39
      2.1.1 授粉者和授粉方式与诱导结实率的关系  35-36
        2.1.1.1 不同授粉者诱导结实率的差异分析  35
        2.1.1.2 重复授粉的诱导效果  35-36
      2.1.2 孤雌生殖植株的鉴定  36
      2.1.3 诱导结实种子田间出苗和成株情况  36-38
      2.1.4 诱导结实率与诱导种子植株单倍体频率的关系  38-39
    2.2 孤雌生殖植株主要性状调查  39
    2.3 异种属花粉在诱导普通小麦品种间F_1孤雌生殖中的应用  39-40
    2.4 偏型1BL/1RS小麦雄性不育系诱导孤雌生殖的细胞学观察  40-41
  3 讨论  41-44
    3.1 关于提高异质1BL/1RS小麦雄性不育系孤雌生殖诱导率的问题  41-43
      3.1.1 授粉者对不育系孤雌生殖诱导率的影响  41-42
      3.1.2 重复授粉对不育系诱导结实率的影响  42
      3.1.3 授粉者和不育系核基因型对不育系孤雌生殖性的影响  42-43
    3.2 异质1BL/1RS小麦雄性不育系诱导孤雌生殖的细胞学机理  43-44
    3.3 不同种属花粉诱导小麦孤雌生殖在育种上的应用价值  44
  4 结论  44-46
参考文献  46-54
图版说明  54-55
图版  55-57
作者简介  57

不同种属花粉诱导小麦单性生殖及其胚胎学和遗传学机理

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