高粱A_1型质核互作雄性不育性的遗传及建立恢复系基因型鉴别系可能性的商榷

通过研究发现,高粱A_1型质核互作雄性不育系与恢复系杂交的F_2,可育与不育的分离比有的组合呈3:1;另一些组合呈15:1。因此,我们认为不育系的基因型应是S(ms_1ms_1ms_2ms_2),其相应保持系的基因型应是F(ms_1ms_1ms_2ms-2),而恢复系的核内基因型则有(Ms_1Ms_1Ms_2Ms_2)、(Ms_1Ms_1ms_2ms_2)和(ms_1ms_1Ms_2Ms_2)等三种。从高梁的遗传、育种和品种资源研究出发,有必要将这三种恢复系的基因型予以区别。本文从理论上阐述了建立这种恢复系基因型鉴别系的可能性,和大家商榷。     

高粱七种胞质恢保体系的创新与利用

通过6年10代南北育种,对征集的1000份国内外种质资源、育种试材进行大量测交育性鉴定,建立了A1至A7七种胞质恢保体系,进一步拓展和丰富了高粱杂种优势利用的基因型范围,培育出A1至A7七种胞质雄性不育系30多个系列和新胞质杂交种.通过对A1、A2、A3、A5、A6型五种胞质不育的育性恢复基因的遗传机制的研究,找到了A1、A2、A5、A6胞质不育恢复基因的差异和有许多共同恢复系和保持系的原因.研究并分析了A3胞质不育杂交种F2分离比率和A3不育系育性恢复基因的遗传方式,发现了A3胞质不育系小花不败育,培育出矮秆、穗大粒多、配合力强、育性又非常稳定的一批A3型不育系.找到了优点多、实用价值大、长期科学实践中难恢复的不育系--A3不育系的恢复系,进一步配制出A3杂交种并转育了一大批A3恢复系后代材料.     

玉米CMS-C同质异核不育系育性恢复的遗传研究

玉米是最早利用细胞质雄性不育系生产杂交种的作物之一,C型细胞质雄性不育系（C-type cytoplasmic male sterile, CMS-C）在杂交种生产中具有重要的作用,育性恢复的稳定性直接影响其应用价值。然而,玉米CMS-C的育性恢复机理复杂,且至今仍不明确。为进一步探究玉米CMS-C育性恢复的影响因素,本研究以玉米CMS-C同质异核不育系C48-2、C黄早四和C478为母本,分别与测验系18白、自330、5022以及恢复系A619组配杂交获得F₁。其中育性恢复F₁通过自交获得F₂,并以育性恢复F₁为父本分别给育性保持F₁授粉,组配双交群体,共获得4个F₂群体,6个双交群体。同时以不育系C48-2、C黄早四和C478为母本,各自的保持系48-2、黄早四和478为父本杂交组配不完全双列杂交F₁。将所有杂交组合的F₁、F₂以及双交组合群体分别在不同年份不同地点种植观察,通过植株田间育性调查并结合室内花粉镜检鉴定育性表现。结果表明：1) 同一测验系对玉米CMS-C同质异核不育系的恢保关系不同,暗示不育系的核背景参与调控育性恢复表现;2) 在不同年份不同地点对(C48-2×A619) F₂群体进行种植观察,发现不同环境下F₂群体可育株与不育株的分离比均符合15∶1,但在云南种植的可育株的育性级别主要为Ⅲ和Ⅳ级,而在四川种植的可育株的育性级别主要为Ⅴ级,表明环境对恢复系A619恢复后代的育性表现有影响;3) 通过恢保关系测定发现18白不能恢复C478,48-2也不能恢复C478,但双交群体[(C478×18白) F_1S×(C48-2×18白) F_1F]后代却出现了可育株与不育株的分离;同理,双交群体[(C48-2×自330) F_1S×(C478×自330) F_1F]的后代也出现了可育株与不育株的分离。因此,本文推测C48-2、C478核背景中存在微效恢复基因,这些微效基因与18白、自330中的微效恢复基因通过杂交聚合后能使C478、C48-2的育性恢复,暗示玉米CMS-C的育性恢复呈现一定的剂量效应。这些结果为进一步认识玉米CMS-C育性恢复的复杂性和多样性奠定了基础,为深入研究玉米CMS-C育性恢复机理以及加快CMS-C在不育化制种中的应用提供重要参考。     

不同作物轮作对连作高粱生长及其根际土壤环境的影响

以高粱连作5年为对照(CK),研究了高粱连作3年轮作苜蓿(T₁)和葱(T₂),对下茬高粱生长、根际土壤微生物及土壤酶活性的影响.结果表明:与CK相比,轮作改善了高粱地上部的生长;T₁增产16.5%,效果明显.轮作也促进了高粱根系的生长,T₁和T₂处理的高粱总根长是CK的1.3和1.4倍,根总表面积是CK的1.6和1.5倍,根体积是CK的2.2和1.6倍,根系生物量是CK的2.0和1.3倍,T₁促进了根系在10 cm以下土层中的分布.借助Biolog法对穗花期根际土壤微生物群落功能多样性分析表明,T₁和T₂处理根际土壤微生物活性显著高于CK,且Shannon多样性指数分别是CK的1.2和1.1倍;轮作提高了根际土壤蔗糖酶活性.综上,轮作苜蓿比轮作葱更能改善高粱根际土壤环境,提高土壤微生物活性和酶活性,控制高粱连作障碍,提高高粱产量.     

油菜不育胞质对杂种一代的影响

作物杂种优势的表现取决于亲本核与胞质 的遗传效应。由于三系的育成,研究不育胞质 对杂种一代的影响,对筛选强优势组合具有重 要意义。在水稻2)3)、高粱,等作 物上已有一些报道,但油菜不育胞质对杂种一 代的影响则还没有研究,为此特选用几个已经 定型的油菜三系材料进行研究。     

高粱七种胞质恢保体系的创新与利用

通过6年10代南北育种,对征集的1000份国内外种质资源、育种试材进行大量测交育性鉴定,建立了A1至A7七种胞质恢保体系,进一步拓展和丰富了高粱杂种优势利用的基因型范围,培育出A1至A7七种胞质雄性不育系30多个系列和新胞质杂交种。通过对A1、A2、A3、A5,A6型五种胞质不育的育性恢复基因的遗传机制的研究,找到了A1、A2、A5、A6胞质不育恢复基因的差异和有许多共同恢复系和保持系的原因。研究并分析了A3胞质不育杂交种F2分离比率和A3不育系育性恢复基因的遗传方式,发现了A3胞质不育系小花不败育,培育出矮秆、穗大粒多、配合力强、育性又非常稳定的一批A3型不育系。找到了优点多、实用价值大、长期科学实践中难恢复的不育系——A3不育系的恢复系,进一步配制出A3杂交种并转育了一大批A3恢复系后代材料。     

温光型核雄不育小麦育性转换的温度敏感期和临界温度研究

多年人工气候箱和田间分期播种试验表明,小麦温光型隐性核雄不育两用系C49S育性温度敏感期较长,从花粉母细胞形成期到成熟花粉期都有一定程度的敏感性,其中最敏感的时期有两个,即花粉母细胞减数分裂期和小孢子中期,当减数分裂期温度与小孢子中期温度均较低时,C49S表现为高度不育,当其温度均较高时,C49S表现为高度可育;C49S高度不育的临界温度是减数分裂期平均最低温度(Tmin₁)、小孢子中期平均温度(T₂)和平均最低温度(Tmin₂),分别为8.5℃、13.5℃和10.5℃;C49S高度可育的临界温度是Tmin₁11.5℃、T₂15.0℃、Tmin₂12.5℃;对温光型核雄不育两用系在小麦杂种优势利用中的应用价值、条件及风险进行了综合评价.     

红莲型杂交稻(红莲2号)及其骨干亲本的RAPD分析与鉴定

利用RAPD技术,从248个随机寡核苷酸引物（10－mer）中筛出18个引物对红莲型杂交稻组合红莲2号及其亲本（T－07A、T－07B、YD6－05）,另6个红莲型胞质不育系的骨干恢复和汕优63及其亲本共14份水稻材料进行分析。共检测到173个多态性标记。聚类分析结果表明：不育系与保持系间因核背景相似,遗传差异很小;杂种（F1）的基因型更倾向于恢复系;恢复系与保持系间遗传距离的相对较大,但各恢复系之间的遗传距离较小。利用这些标记能有效地地区交组合中不育系,保持系、恢复系和杂种（F1）。     

二角型小麦雄性不育系育性恢复性的研究

以5个同质异核二角型小麦雄性不育系ms(bicor-8222,ms(bicor)-83(37)65,ms(bicor)-偃师9号,ms(bicor)-80(6)及ms(bicor)-90-110为基本材料,与一批优良小麦品种（系）及部分亲本材料为父本进行测交,获得211个组合,考察其F1育性,结果表明;（1）5个同质异核不育系,除二角型非1B/1R不育系ms(bicor)-90-110与二角型1B/1R不育系ms(bicor)-83(37)65,ms(bicor)-偃师9号之间平均恢复度差异显著外,4个1B/1R不育系之间平均结实率差异不显著;（2）对同一不育系而言,与不同恢复系测交,其恢复度呈现连续变异;（3）同型非1B/1R不育系较1B/1R不育系恢复度普遍高;（4）对同一恢复系而言,各不育系测交F1的恢复度差异显著。     

水稻核不育系4个柱头性状的遗传分析

为改良水稻(Oryza sativa)核不育系柱头性状提供遗传信息, 调查了粳型核不育系7001S、籼型核不育系Z913S及其杂交、自交获得的F₁、F₂和F_2:3群体的4个柱头性状, 分析了4个性状间的相关性, 并利用主基因+多基因遗传模型对2个世代4个性状进行遗传分析。结果表明, 4个性状两两间呈极显著正相关, 相关系数介于0.274-0.897之间。除F_2:3群体中花柱长度和柱头外露率分别表现出受2对加性-显性主基因和1对负等效加性-显性主基因+多基因控制外, F₂和F_2:3群体的柱头长度、花柱长度、柱头-花柱总长度以及柱头外露率均表现出受2对主基因和多基因控制, 且F_2:3群体中控制花柱长度的主基因表现出加性-显性效应, 其余均表现出加性-显性-上位性效应。2个世代中4个性状均以主基因遗传为主。     

小麦粘类雄性不育系生化标记及小孢子细胞色素氧化酶同工酶研究

对4种同核异质小麦粘类非1BL/1RS雄性不育系、保持系和恢复系的幼苗叶片、乳熟期籽粒以及不育系、恢复系和F1小孢子发育四分体至三核期花药进行了细胞色素氧化酶（COD）同工酶聚丙烯酰胺凝腔电泳（PAGE）分析。结果表明：（1）幼苗叶片COD同工酶谱带可以标记4种不育系和保持系;乳熟期籽粒COD同工酶谱带可以将4种不育系、保持系及恢复系区别开。（2）COD在不育系小孢子败育时或败育之前（单核到二核期）酶量降低,面在三核期酶量升高。（3）相同胞质背景下引入不同核恢复基因或不同胞质背景下引入桢核恢复基因,F1小孢子COD同工酶谱带之间有差异。可以将不同发育时期COD同工酶谱带作为鉴别1种不育系以及不育系、保持系、恢复系（“三系”的可靠生化标记）。     

几种小麦雄性不育系育性恢复性的比较研究

以三种小麦胞质雄性不育系(Q型不育系、T型不育系和 AL型不育系)与 13 个 Q型胞质恢复系进行杂交,以花粉碘染率为指标,比较研究了不同恢复系对不同不育系的恢复度。研究发现,尽管 Q型胞质恢复系本身育性正常,但它与Q型不育系杂交后所得 F1 代,育性有较大变幅,花粉碘染率 0.177 7~0.774 7。有些恢复系如QR3、QR3 37、QR30207等对AL型不育系、恢复系 QR2 143 对 T型不育系的恢复度(杂种花粉碘染率)较高,达0.85以上。在对供试恢复系对不同不育系的恢复度进行 t检验后发现,这三种不育系在恢复程度上无显著差别,说明它们可能是同类不育系,或者可能是所涉及的恢复系具有广泛恢复能力。在上述三种类型不育系中,QA92 8的可恢复程度偏低,其原因可能是其核遗传背景不同。     

叶绿体基因组的翻译产物与细胞质雄性不育性

本实验通过对叶绿体基因组翻译产物的分析,发现高粱3197 A不育系及其核代换系白马丁A和遗3 A不育系均比保持系(3197 B)多1个52,000道尔顿的变异多肽。而细胞质来源不同的粒息A不育系除52,000道尔顿多肽外还有1个特有的80,000道尔顿变异多肽。小麦T型不育系具有1个54,000道尔顿的变异多肽。甜菜不育系与保持系无差异。这说明某些作物的细胞质雄性不育性与叶绿体遗传系统有关。在高粱恢复系和F_1叶绿体蛋白质中发现三种特有的多肽。它们是由核基因编码的,这可能是恢复基因的产物。由于恢复基因的作用,在F_1恢复育性的同时其叶绿体变异多肽的合成也受到了强烈的抑制。这进一步证明了不育性与叶绿体的联系。     

高粱三系及其杂交F_1 G－显带核型的比较研究

本文首次报道了高粱（ＳｏｒｇｈｕｍｖｕｌｇａｒｅＬ．）雄性不育系及其保持系和恢复系以及不育系×恢复系杂交Ｆ１的Ｃ－显带结果,并进行了核型和带型的比较分析。保持系与不育系的核型和带型基本一致,相同的细胞核处于不同的细胞质中,其核型与带型没有明显的变化。三系第２染色体的臂长和臂比差异明显,第２、６和８染色体的带型也不同。父、母本的不同核型和带型特点在Ｆ１中为并显性。讨论了染色体多态及其应用的问题。     

籼粳交新种质康丰A对稻瘟病抗性的遗传

康丰A是利用带有广亲和基因的籼粳亚种间杂交育成恢复系97gk419与恢复系明恢70杂交(恢复系×恢复系),所形成的胞质正常、雄性可育,而无恢复性的特殊变异新种质,再与野败胞质不育系连续回交转育成的具有特殊核遗传背景的新型水稻三系不育系。本研究通过接种不同地区的53个稻瘟病菌系,发现康丰A对华南稻区尤其是福建稻区的稻瘟病菌系具有广谱抗性。以康丰A(同型保持系康丰B)与普感品种丽江新团黑谷(LTH)杂交,获得杂交F1和F2,分别接种稻瘟病菌系81278、Guy11、FJ2009-66和98013A。接种鉴定和遗传分析表明,康丰A对4个菌系的抗性均由1对显性抗病基因控制。等位性测定表明,康丰A抗菌系81278的基因与已知抗病基因Pi-1、Pi-2、Pi-ta和Pi-3呈非等位关系,与Pi-ta(Pi-?)呈现连锁遗传,暂命名为Pi-kf1(t)。     

高粱三系抗丝黑穗病鉴定与评价

采用土壤接种技术,对目前我国高粱育种上广泛应用的150份高粱种质资源(包括高粱不育系、保持系和恢复系)进行抗高粱丝黑穗病鉴定评价。经两年重复鉴定,在150份高粱种质中,筛选出对高粱丝黑穗病菌优势小种表现免疫(IM)的47份,占总数的31.3%;高抗(HR)和中抗(MR)的各6份,分别占鉴定材料总数4.0%;抗病(R)的4份,占2.7%;感病(S)的13份,占8.7%;高感(HS)的74份,占49.3%。上述结果表明,目前高粱育种中广泛应用的育种种质中抗丝黑穗病材料较为丰富。     

杂交水稻谷粒性状三种不育胞质遗传效应的分析

利用K型、D型和W型三种不育胞质与三个保持系培育成的9个（三套）同质异核或同核异质不育系,以其与5个恢复系按p×q交配模式设计,研究三种不育胞质对F1粒长、粒宽、千粒重和长／宽等谷粒性状的遗传效应．结果表明：各性状均以不育胞质一般配合力效应最重要,随性状而异,还有与保持系、恢复系及二者的一、二级特殊配合力效应;三种不育胞质各性状的一般配合力效应均表现显著或极显著差异,K胞质在千粒重方面、D胞质在粒长和长／宽方面、W胞质在粒宽方面有加性促进作用．因此,注意选择不育胞质源和对质核组合的评价,可进一步改良杂交水稻谷粒性状.     

杂交水稻产量性状配合力研究

利用 9个不育系和 7个恢复系配制 40个杂交组合 ,对 6个产量性状的亲本一般配合力和组合特殊配合力效应进行分析。结果表明 ,杂种一代 (F1)各性状的形成同时受亲本一般配合力和组合特殊配合力的影响。单株穗数、每穗总粒数、千粒重三性状主要受一般配合力作用 ;每穗实粒数、结实率、单株粒重三性状则一般配合力和组合特殊配合力的作用同样明显 ,或特殊配合力作用更明显些。不育系珍汕 97A、龙特浦A、K1 8A和恢复系明恢 63、直龙、1 0 2 5的一般配合力高 ,利用它们容易配制出高产组合。两年试验结果千粒重、单株粒重二性状的形成均是不育系的作用大于恢复系 ,近期育种工作重点应放在不育系的选育上。     

高粱糯质资源创新及其利用研究

利用高粱资源研究中新发掘和引进的糯质材料,通过有性杂交选育,农艺性状、抗病性鉴定和品质分析,选育出育种和生产急需的、综合农艺性状优良的糯质新种质L401A、L402A、1053A、1057A、1058A等5个不育系和R92、031069R、031038R等3个恢复系。利用新创资源组配了一批高产、综合农艺性状好的糯质高粱杂交组合。     

合成甘蓝型油菜中双隐性雄性核不育材料的发现及遗传规律分析

从甘蓝型油菜与白菜型油菜的种间杂交获得的甘蓝型油菜(Brassica napus)中发现了雄性不育单株,兄妹交株系和不育株与甘蓝型油菜常规杂交F1和F2株系的育性分离分析表明,该不育材料属于双隐性雄性核不育类型.利用育性分离株系的可育株自交和可育株与不育株间兄妹交等方法筛选出7个纯合可育株系,等位测验表明这7个纯合可育株系(B1～B7)中存在两种基因型:Ms1Ms1ms2ms2和ms1ms1Ms2MS2.该材料对油菜核不育基因定位和杂种优势利用研究有重要意义.