《雄性不育在杂种优势中的利用.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《雄性不育在杂种优势中的利用.（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 雄性不育在杂种优势中的 利用 一、雄性不育概念及类别 二、质核互作雄性不育及其在生产上的 利用 三、核雄性不育及其在生产上的利用 四、选育三系的方法 重点掌握内容: 核不育有几种类型，每种类型在生产 上的利用状况如何？ 三、核雄性不育及其在生产上 的利用 核雄性不育核雄性不育 一对基 因控制 两对基 因控制 单隐性基因控制 单显性基因控制 两对显性基因共同控制 两对隐性基因共同控制 （一）单隐性基因(msms)控制的雄性不 育性 1. 如何产生的？ MsMs 正常可育 诱变 Msms正常可育 MsMs 2Msms msms 2. 2. 如何繁殖的？如何繁殖的？ msms（不育株）MsMs（可
2、育株） Msms MsMs Msms msms Msms msms 3:1 Msms msms 1:1 自由授粉，在 不育株上收种 可 育 株 不 育 株 3. 3. 生产上是如何利用的？生产上是如何利用的？ 按52的行比分别播种 从不育株上收获的种子和 恢复系的种子； 在不育系中可育株与不 育株各占50%，开花时逐 株鉴别，拔除可育株； 成熟时，收获不育株上 的种子，即为杂交种。F1 Msms msmsMsMS （二）单显性基因控制的雄性不育性（ MsMs）: 不能得到稳定的不 育系； 不能制成完全可育 的商品杂交种。 生产上无法利用单显性基因控制的雄性不育 性，来生产杂交种。 MsMS （
3、不育） msms（可育） Msms msms Msms msms 典型的太谷核不育就是由显性单基因控制 的，目前在生产上是如何利用的？ 太谷核不育太谷核不育 （MsMsMsMs，rht10rht10rht10rht10 ） 矮变矮变1 1号号 （msmsmsms, Rht10 , Rht10 Rht10Rht10 ） Ms Rht10 ms rht10 矮败小麦 Ms Rht10 ms rht10 矮败小麦 ms rht10 ms rht10 具有不同优良性状的小麦品种( 高产、优质、抗旱、抗寒等) Ms Rht10 ms rht10 ms rht10 ms rht10 ms rht10 ms
4、 rht10 各具不同遗传背景、各具不同优良性状的矮败小麦 按一定的比例混合不同的矮败小麦种子，混合种植， 每年仅 收获矮秆不育株上的种子，2-3代后就会得到聚 合有不同优良性状的小麦新种质 谢谢！ 一、雄性不育概念及类别 雄性不育（male sterility）是指雄性器官发 育不良，失去生殖功能，导致不育的特性。 雄性不育雄性不育 核不育核不育（nucleic male sterilitynucleic male sterility ） 质核互作不育质核互作不育 （cytoplasmiccytoplasmic- nucleic male sterility- nucleic male st
5、erility ） 二、质核互作雄性不育及其在 生产上的利用 1.质核互作雄性不育及三系的概念 质核互作雄性不育是受细胞质不育基 因和对应的细胞核不育基因共同控制 的不育类型，常被简称为胞质不育。 假设 控制细胞质不育基因为S, 可育基因 为N；细胞核不育基因为rf, 可育基因为Rf 。 细细胞质质基因细细胞核基因 RfRf（可育）Rfrf（可育） rfrf（不育） N（可育）N(RfRf)N(Rfrf)N(rfrf) S（不育）S(RfRf)S(Rfrf)S(rfrf) S(rfrf) N(rfrf) S(rfrf) S(rfrf) N(RfRf)或S(RfRf) S(Rfrf) S(rfr
6、f) N(Rfrf)或S(Rfrf) S(Rfrf), S(rfrf) l具有S(rfrf)基因型的品系或自交系称雄性 不育系,简称不育系(male sterile line)。 l具有N(rfrf)基因型的品系或自交系, 具有保 持不育性在世代中稳定传递的能力，称雄 性不育保持系，简称保持系(maintainer line)。 l具有N(RfRf)、S(RfRf)基因型的品系或自 交系，能使不育性恢复正常，称雄性不育 恢复系，简称恢复系(restorer line)。 2. 遗传特点 按雄性不育花粉败育发生的过程,分为孢 子体不育和配子体不育的遗传。 孢子体不育 花粉育性的表现由孢子体（母体
7、植株）的 基因型控制，与花粉（配子体）本身的基 因无关。 S（rfrf） N（RfRf）或S（RfRf） S（Rfrf ） 配子体不育 花粉的育性受配子体本身基因型控制，因 此配子体基因为不育时花粉表现不育，配 子体基因为可育时花粉表现正常。 S（rfrf） N（RfRf）或 S（RfRf） S（Rfrf ） （2）多种质核基因对应的遗传 在细胞质中存在多个可育和不育基因：N1S1 ，N2S2，N3S3NnSn，在核内染色 体上相对的不育基因分别为rf1、 rf2、 rf3rfn；其可育基因则相对应为rf1Rf1、 rf2Rf2、rf3Rf3rfnRfn，核内的育性 基因总是与细胞质的育性基因
8、发生对应互作， 不同的质核对应互作有不同的遗传基础和育性 表现，它们之间是相互独立，互不干扰的。 同一植物内不同的质核不育类型,在表型特征 和恢复性反应上表现明显的差异。 每种不育类型都需要某一特定的恢复基因来 恢复，反映出恢复基因的专效性和对应性。 如: 玉米中38种来源不同的质核型不育系,根据恢 复性反应的不同分为T、S、C三组。 T Rf1Rf2 S Rf3 C Rf4 (3)主基因不育和多基因不育 所谓主基因不育是指一对或两对核基因与 对应的不育胞质基因决定的不育性。 多基因不育性是指由两对以上的胞质基因 与对应的核基因共同决定的。 3. 在生产上的应用 质核互作雄性不育的特点是能够获
9、得三质核互作雄性不育的特点是能够获得三 系，实现三系配套系，实现三系配套, , 从而利用杂种优势从而利用杂种优势 。 不育系 S(rfrf) 保持系 N(rfrf) 不育系 S(rfrf) 保持系 N(rfrf) 不育系 S(rfrf) 恢复系 S(RfRf) N(RfRf ) 杂交种 S(Rfrf) 恢复系 S(RfRf) N(RfRf ) 繁殖田制种田 大田生产 恢复系 不育系 二、核雄性不育 （一）单隐性基因(msms)控制的雄性 不 育性 一般不能稳定遗传。但在棉花、甘蓝型油 菜上已被利用。 如何产生和利用？ msms（不育株）MsMs（可育株） Msms MsMs Msms msms
10、 Msms msms 3:1 Msms msms 1:1 自由授粉，在 不育株上收种 MsMs 正常可育 诱变 配置杂交种 母本是从不育株上收获的种子，可育株与不育 株各占50%，开花时逐株鉴别，拔除可育株 msmsMsMs F1 Msms （二）单显性基因控制的雄性不育性（ MsMs）: 不能得到稳定的不育系，不能制成完全可 育的商品杂交种。 （三）双显性基因控制的雄性不育系 典型的例子是甘蓝型油菜23A核雄性不育,它的遗 传模式是：Ms为显性不育基因，Rf为显性上位基 因，能够抑制Ms基因不育性的表达，从而恢复可 育。 不育系的基因型为MsMsrfrf，Msmsrfrf 保持系的基因型为M
11、sMsRfrf, msmsrfrf 恢复系的基因型为MsMsRfRf, MsmsRfRf, msmsRfRf 纯合两型系保持模式 MsMsrfrf MsMsRfrf MsMsrfrf MsMsRfrf (不育株50%) (可育株50%) 杂合两型系保持模式 Msmsrfrf msmsrfrf Msmsrfrf msmsrfrf (不育株50%) (可育株50%) 纯合两型系中不育株的育性恢复模式 MsMsrfrf Ms-RfRf 或msmsRfRf Ms-Rfrf 杂合两型系中不育株的育性恢复模式 Msmsrfrf Ms-RfRf 或msmsRfRf Ms-Rfrf 或msmsRfRf （四）
12、环境诱导的核雄性不育性 即光温诱导的雄性不育性。 光敏型 温敏型 光温互作型 遗传特点： 细胞核隐性基因控制，属孢 子体不育 。 受一对或两对主基因控制 ，存在有微效基因的修饰作用。（3）有 些可能还受多基因控制。 利用：通过二系法利用杂种优势 优点：免去不育系繁殖的异交过程 ;免去 不育细胞质带来的各种负作用；由于恢 复源广，配置自由，获得强优组合的几 率大大提高。 缺点：光温敏核不育系的繁殖、制种过程 受到一定光温条件的制约 三、选育三系的方法 1、远缘杂交核代换 S(RfRf) N(rfrf) F1 N(rfrf) S(rfrf) 2、回交转育法 现有不育系S(rfrf) 欲转育的优良品
13、种或自交系N(rfrf) 新的不育系 S(rfrf) 一个非常优秀的品种A且 能配出高产优质的杂种 强恢复系 具有强恢复 性的单株 A 自交2代 恢复系 S(RR)或S(Rr) 优良品种 选恢复性 好的单株 优良品种 恢复系 S(rr) 任一恢复系 S(rr) 恢复力强的单株 4-5次 自交2代 恢复系 3、测交筛选法 不育系 一批优良品种 恢复系 4、杂交选育法 恢恢 恢保 不恢 5、人工制保：将不育株制成保持系 不育株S(rr) 可育品种N(RR) N(RR) S(Rr) N(RR) N(Rr) S(rr) N(RR) N(RR) N(Rr) S(rr) N(rr) l不育系和保持系的具体
14、要求 第一，不育性稳定彻底，不 育度和不育率达100%，自交不结实；第二，不育性能够 稳定遗传，不因环境变化和多代回交而改变；第三，群体 的农艺性状整齐一致，与它的保持系相似；第四，雌性器 官发育正常，能接受可育花粉而正常结实。在生产上具有 应用价值的优良不育系，除上述四点基本要求外，还要具 有：1、配合力好，具有高产潜力，优良性状多，不良性 状少；2、恢保面广，可恢复性好；3、具有良好的花器构 造和开花习性，异交率高；4、品质好，能配出商品价值 和经济效益均高的杂种品种；5、抗性好，在抗逆性和抗 病性方面均有较好表现；6、细胞质不具严重弊病。 l保持系是不育系的同核异质体，在相当大的程度上可
15、以说 有什么样的保持系就会有什么样的不育系，上述对优良不 育系的种种要求，实际上也是对保持系的要求，在选育工 作中应该先按要求选育保持系然后再通过保持系传递给不 育系。 l恢复系必须具备三个基本条件：1、恢复系是一 个群体整齐性状一致结实正常的纯系；2、它能 使不育系的不育性完全恢复正常；3、它的恢复 性不因世代的增加或环境的改变而变化。作为具 有生产应用价值的优良恢复系除了上述基本要求 外，还必须具备以下优良特性：1、恢复力强， 所配的杂种开花散粉正常结实率达到或超过常规 推广种，并受环境影响小，也不因更换同质不育 系而影响恢复力。2、配合力好，具有高产潜力 ，优良性状多，缺点容易被克服，能配出理想的 强优组合。3、遗传基础丰富，能与不育系保持 有较大的遗传距离。4、株高稍高于不育系，花 时较长，花粉量大，有利异交结实。5、品质好 ，能配出商品价值高的杂种品种。6、抗性好， 能对主要病虫和不良环境有较好的抗性。 l3. 扬稻6号是一个优良的水稻品种，但不 是WA型不育系的恢复系，基因型为N（rr ）。WA型不育系珍汕97A的基因型为S（ rr），WA型恢复系明恢63的基因型为N（ RR）。请通过回交转育法，将明恢63的 恢复基因R导入扬稻6号，写出回交转育的 过程。 思考的问题: 如果你在田间发现了一株不育株, 你怎样把它保存下来? 你怎样知道它 属于哪种不育类型?
