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

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

刘洪梅[1]2003年在《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》文中研究表明本研究以粘果、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着差异;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着。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叁交种,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。

牟春红[2]2003年在《化学诱导水稻杂种及不育系孤雌生殖》文中认为在水稻育种中,利用远缘花粉或化学药剂诱导孤雌生殖是一种缩短育种周期,纯合早世代基因型的有效途径。本研究利用化学药剂A(MH+DMSO)和B(6-BA+NAA+DMSO)在田间全穗浸泡处理水稻杂种(F_1和F_2)及不育系,成功获得了结实,得到1175粒孤雌生殖种子,其中不育系种子12粒。对孤雌生殖发育进程进行胚胎学观察,并对后代Pa_2进行了田间调查和SSR分析,验证了得到的后代确实是稳定的纯合系。主要结果如下: 1.F_1、F_2材料共处理12789朵小花,得到1661粒孤雌生殖种子,平均诱导结实率为12.99%。处理液A、B间和材料F_1、F_2间在5%水平上都没有达到显着差异。1661粒种子共成苗989株,平均成苗率为59.54%。F_1、F_2材料间的成苗率在5%水平上也没有达到显着差异。不育系材料经药剂诱导后共获得了12粒孤雌生殖种子,子房膨大率平均为16.06%,种子结实率平均为0.21%。 2.从胚胎学观察发现,孤雌生殖种胚的发育明显迟于正常种胚,而且也有假膨大、异常分裂、体细胞成胚及有胚乳无胚的不正常种子出现,胚起源及胚胎发育进程表现多样化。而且材料间也有一定的差异,不同的材料胚胎启动发育并不同步,发育进程也有所不同。 3.对Pa_2代进行田间调查表明,种植的46个小区中,有7个小区即15.22%的小区在株高、穗长、生育期上的变异系数都小于对照品种汕优63,田间表现整齐一致,没有分离。 4.粳香米×香恢4号组合的诱导后代Pa_2群体,在19个多态性引物上的扩增带型均整齐一致,其中与父本带型一致的有1个(RM223),与母本带型一致的有16个,还有2个引物(RM1、RM207)在Pa_2个体上的扩增带型与父本、母本均不一致,但是Pa_2个体之间所扩增的带型却完全一致。新优42×R363组合的诱导后代Pa_2群体,在21个多态性引物上扩增带型均整齐一致,其中与父本带型一致的有4个(RM110、RM337、RM206、RM336),与母本带型一致的有17个。SSR结果证实了化学诱导得到的后代,确系孤雌生殖产生,且是加倍单倍体。

参考文献:

[1]. 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[D]. 刘洪梅. 西北农林科技大学. 2003

[2]. 化学诱导水稻杂种及不育系孤雌生殖[D]. 牟春红. 四川农业大学. 2003

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