標籤:植物

雄性不育系,雌雄同株植物中,雄蕊發育不正常,不能產生有功能的花粉,但它的雌蕊發育正常,能接受正常花粉而受精結實,並能將雄性不育性遺傳給後代的植物品系。

1雄性不育類型

細胞核遺傳
(2)細胞核雄性不育型,簡稱核不育型,表現為細胞核遺傳,雄性不育性大多為一對隱性基因(msms)所控制,正常可育性為相對的顯性基因(MsMs)所控制。雄性不育株與正常株雜交,F1植株為雄性可育(Msms);F1自交產生的F2,可育株與不育株之比為3∶1,難以用普通方法保持雄性不育系,在農業生產上也不可能廣泛利用。
不育機制
一般由1對隱性基因控制,但也有由2~3 對隱性基因互作而產生的雄性不育性(如萵苣)。假如控制花粉正常育性是一對顯性基因RfRf,則由於隱性突變,雜合體Rfrf自交后將會分離出純合基因型rfrf,表現為雄性不育。大麥、玉米、高粱、大豆、番茄、棉花等很多作物都有這樣的突變體。但偶爾還發現有雜合的顯性核不育現象。其正常可育的基因型為msms,而經顯性突變后產生的雜合基因型Msms會由於Ms的顯性作用表現為雄性不育,當它被正常育性植株msms授粉結實時,其子代按1:1比例分離出顯性不育株和隱性可育株,並依此方法代代相傳。1972年中國在山西省發現的由顯性單基因控制的太谷核不育小麥就屬於此類。
不育機制
若胞質內存在不育基因S,而在相應的細胞核內又具有 1對純合隱性不育基因rfrf,則這種具有S(rfrf)基因型的植株就表現為雄性不育。但若核內為純合或雜合的顯性恢復基因即RfRf或Rfrf所代替,胞質S基因的作用便受到抑制而使植株表現為可育。如果胞質內存在著可育基因N,則不論核基因是否可育,其植株全都表現可育。可見對這類不育性起主導作用的是胞質基因。胞質基因S可能來自突變,也可通過核置換將栽培品種的核通過多次回交法導入遠緣的屬、種、亞種以及地理遠緣品種的胞質中,利用核質間不協調而產生雄性不育性。如水稻野敗型、高粱邁羅型、玉米T型和C型、小麥提莫菲維型和擬斯卑爾脫型等雄性不育系都屬於這一類。

利用

質、核互作雄性不育系的優點是易於三系配套。基因型為 N【rfrf】的一般栽培品種都可成為保持系,而基因型為S【RfRf】或N【RfRf】的栽培品種或雜交選系可成為恢復系。1970年中國在海南島崖縣發現野敗型水稻不育株,經選用栽培稻品種連續回交數代,育成了野敗型不育系,上述輪迴親本便分別成為相應的保持系。此後又經測交篩選,發現IR24等引入品種對野敗型不育系具有很強的恢復力。此外,還用雜交導入恢復基因等方法選育出一批優良恢復系。
質、核互作不育系在生產利用上比較簡便,只要設置兩個隔離區,即不育系繁殖區和制種隔離區,就可以生產大量雜交種。現已廣泛應用於水稻、高粱、玉米、甜菜、洋蔥、蠟燭稗等作物,收到了很大經濟效益。但也發現某些不育胞質會帶來一些不利影響。例如,玉米T型不育胞質是小斑病菌T小種專化侵染的對象,美國一度因此受到較大的經濟損失;T型不育胞質使小麥雜交當代種子皺癟和發芽率降低等。但隨著育種研究的進展,這些缺點正在得到克服。質、核互作不育系作為雜種優勢利用的有效手段正在日益發揮著重要的作用。
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