文献类型： 中文期刊

期刊名称： 湖南农业科学

ISSN： 1006-060X

年卷期： 1987 年 S1 期

页码： 62-64

摘要： 试图利用杂交小麦提高单位面积产量,是近十多年来小麦育种的新课题。实践证明,若要大面积推广杂交小麦,如利用现有的Timopheeri雄性不育系(简称“T型”不育系),就必须突破三个难关:一是提高不育系的农艺性状;二是提高育性恢复度;三是测交强优势的杂交组合。同时,必须开展新不育系研究。为此,我们选用对“T型”不育系具有恢复能力的Spelta545为母本,以农艺性状较好、适于我省栽培的品种为父本进行杂交,杂交一代全育,二代出现育性分离,再以分离的不育株为母本,连续回交5次即获得稳定的不育系。不育系的细胞质是Spelta545(以下简称“S型”不育系)。 一、材料和方法 1.花药、花粉粒及花粉粒败育时期观察 选用不同细胞质、相同细胞核的“T型”和“S型”6对试材,即;(1)TJRN66-331/万雅2号、SJRN66-331/万雅2号;(2)T沙瑞克/万雅2号、S沙瑞克/万雅2号;(3)T76繁-332、S76繁-332;(4)T71-112/上海长芒、S71-112/上海长芒。(5)T友谊麦/荆州矮21号、S友谊麦/荆州矮21号;(6)T36。。/75—23一40、S。。。。/75一23一4口。 当不育系开颖、保持系中部小穗开花时,各采用其中部小穗第1—2朵小花的花药,用碘化钾反应测定花粉粒的形状与大小。 花粉败育时期观察是在小麦开始孕穗至抽穗、开花期间,取旗叶叶环离下一叶11、13、15、17. 18、20厘米处的和中部小穗开始开花的穗子,按不同材料分别浸人醋酸一酒精(互:3)溶液固定。固定后先将材料放人95%酒精中浸泡12小时,然后放入70% 62酒精中保存。观察时用醋酸铁媒,苏木精一洋红染色,压片后在显微镜下观察花粉母细胞减数分裂及花粉败育时期,业进行显微照相。 2、不育系恢复力的)WfJ % 不育系选用矮秆、农艺性状好的Timopheeri细胞质不育系20个及Spelta545细胞质不育系g个。恢复系选择株高中等、开花时间较长、散粉力强、抗病、丰产性较好的品系,共43个。其中37个是同质的T808衍生物(占多数)和异质恢复系(占少数),6个为云南铁壳麦。将不育系分别与恢复系测交,以测验不育系的恢复力。 二、结果与分析 豆.花药形态 as型”和“T型”不育系的花药与其相对的保持系的花药,外部形态有明显的不同。保持系的花药呈长柱形,两头尖,开花时花药黄色,花丝伸长,花药开裂,散出大量有生命力的花粉粒。不育系的花药基部分叉呈就状,白色,空瘪,内有微量无生命力的花粉,花丝发育正常。花丝伸长时,叫型”基部分叉向两边勾起,“T型”花药皇平叉式。 2.花粉粒的形态和大小 花粉粒由造抱细胞通过分化、发育等一系列过程变化而来。正常的花粉粒呈圆形,而败育的花粉粒有圆形、三角形和不规则形三种。据观察,两种不育系多数材料是圆形败育花粉,圆败一般占败育花粉的56—65%,显著性测验差异不显著。也有少数材料如TJRN。。-,。;/万雅2号不育系和S JRN。。s。;/万雅二号不育系圆形败育花粉较少,仅占败育花粉的30—32%。经显著性测验’在呵型”和巧型”两种不育系中,圆败百分数差异仅同核的JRN。。-。s;/万雅2号和沙瑞克/万雅2号差异达显著水平。这启示了花粉败育形态与不育系的细胞质无直接关系,与细胞核和保持系的花粉发育特性有关。 花粉粒的大小有如下趋势:同核不同质的不育系花粉粒大小无显著性差异。不育系花粉粒大小与保持系花粉粒大小呈正相关,其相关程度在“T型”和吧型”不育系中表现一致。而不同核的不育系的花粉粒大小差异较大。观察材料中花粉粒最大的是T76繁一332不育系,花粉粒直径为56.60微米,最小的是T JRN。。。。;/万雅2号不育系,花粉粒直径为42.31微米。从花粉粒大小舱变异情况看,一般不育系花粉粒的变异较保持系小。 3.花粉粒败育的细胞学特征 据观察,保持系正常花粉的发育过程是:花粉母细胞的形状开始为多角形,通过减数分裂,形成四分体,然后彼此分离进人小抱子发育期,再经两次有丝分裂,单核花粉变成双核、三核花粉后,形成雄配子体。本观察结果与北京大学生物系的报道相吻合。 不育系花粉粒败育特点:观察叱型”和“T型”不育系花粉粒败育过程,发现不育系花粉发育过程中的减数分裂正常,与保持系相同,都能形成四分体。随后四分体散开,壁增厚,出现萌发孔,单核居中或靠边,原生质开始解体、稀薄,出现明显的大液泡,从而走向败育。花粉粒败育的关键时期是单核至双核期。花粉粒败育的特征是,细胞质稀薄、皱缩,甚至消失,核变小或趋于解体,外形呈圆形或不规则形。 总的看来,花粉粒败育的方式有三种:(!)形成单核时,核开始位于花粉粒中央,由于核质解体,液泡汇合增大,核被挤至侧边眩被解体的原生质所包围,以后慢馒逼化。这种形式占多数。(2)分解的核被解休的原生质包围在中间,然后核质走向消失。(3)核质由于原生质解体,逐渐稀薄,最后消失,使花粉无内含物而形成空胞. 4.吧型”三系配套情况 “S型”不育系的花粉粒对碘化钾的反应全不着色的占绝大多数。有些巧型”不育材料只有0.4—10.0%的花粉粒对碘化钾有半着色反应,但无自交结实能力。巧型”不育系很易转育成其他普通小麦品种的不育系。根据这一特点,利用“T型”恢复源和云南铁壳麦与叫型”不育系进行大量测交。测交的结果是:“T型”异质恢复系如安徽10号/波塔姆//SPelta、阿夫选/小黑麦//日恢、阿夫/小黑麦八 Pf163、162—2/spelta、SpeltV76N一332、农林50/TMA4YT、Pf168,211/苦瓜、L344/5—4等,对叱型”不育系的恢复度为48—68%,‘T型”同质恢复系如T808/欧柔、T808/76繁一4019、T808/大头黄//SI2422/464等,对“5型”不育系的恢复度为30—70%。云县铁壳和永德有芒两个云南铁壳麦,对吓型”不育系的恢复度分别为43%、39%。据试验资料分析,“S型”不育系的恢复源比“T型”不育系广,表现在不但大多数“T型”的同质恢复系和异质恢复系都能恢复其育性,而且云南铁壳麦也能恢复其育性。 5.杂种的经济性状 (1)穗粒数。巧型”测交组合中,穗粒数在30粒以上的占65.4%,“T型”测交组合中只占53.8%。而这两个类型的组合大多数穗粒数比其相应的恢复系少,仅有少数组合穗粒数比恢复系多,其中巧型”有26.·9%,而“Tffi”则只有16.7%。 (2)穗粒重。巧型”杂种后代穗粒重为1—1.3克,高的为二克。一般杂种的穗粒重比恢复系增加1倍,这类组合占测交组合的46.2%。其中576繁一221不育系/pf168＄种的穗粒重为2.二克,比恢复系Pfl68 63的穗粒重大1克。而“T型”不育系有50.0%的侧交组合的穗粒重为0.3—0.7克,仅T76繁一 305不育系//L343/5—4杂种的秸粒重较高,为1.9克。这表明“T型”恢复源能恢复兆型”的育性,莎且配合力较好,有可能超过对叮型”不育系的配合力。 在吓型”杂种穗粒重较高的组合中,有6个组合超过常规推广种万雅2号。其中S贵州所/715/2165不育系//211/苦瓜79—1082、576繁一221不育系//Pfl68、576繁一221不育系//印度矮生/春恢 1号达极显著水平;576繁一221不育系/日恢和S贵州所/715/2165不育系//211/苦瓜76一1084达显著水平。 (3)杂种穗长。杂种穗长多数超过恢复系的穗长,其中叫型”杂种组合中占65.4%,“T型”占58.3%。叱型”穗长一般增加1.6厘米左右,其中以576繁一221不育系/Pf168增加最多,为3.2厘米I“T型”杂种一般穗长增加0.7厘米左右,其中以T76繁一305/L344/5—4增加最多,为 3厘米。总的趋势是叱型”比“T型”杂种穗长增加得较多。 6 代型”杂交小凌的产量 576繁一221不育系/pf168和576繁一221不育系//211//T808/农大139两个杂种的千粒重分别为40.0和37.5克,比对照品种万雅2号重4.0—1.5克。每穗粒数多8.5一 11.3粒,穗粒重大0.4克左右。576繁一221不育系/Pf168折合亩产229.5公斤,576繁一221不育系//211//T808/农大 139亩产202.5公斤,比万雅2号分别增产 31%和15.5%。经方差分析,达极显著和显著水平。 三、讨 论 1.根据“S型”测交的结果,证明 “8型”不育系、保持系和恢复系三系已配套。与“T型”不育系相比,其恢复源较广,配合力较好,在大量的测交组合中,已经选出穗长、穗粒重、穗粒数和产量均超过恢复系和推广品种万雅2号的组合。这说明通过多年研究,有可能将杂交小麦研究工作椎进一步。因此,可以继续转育配合力好肘吓型”不育系,改造其恢复系,以求获得恢复力强、农艺性状好的恢复系,从而提高杂种优势的稳定性。 2。试验表明,不育系花粉粒的形状和大小与保持系有关,与杂种优势无明显相关。 3.不育系花粉发育的细胞学观察结果表明,叱型”和“T型”花粉败育的细胞学特征一致。这是否预示着巧型”也和“T型”一样,应重点突破前面所说的三个关键性问题?前人对花粉退化与恢复育性的关系,虽有各种说法,但无确切的结论。因此,进一步通过细胞学研究,探讨不育系花粉败育的生理机制与育性恢复、杂种优势的关系,是很有意义的。小麦S型细胞质不育系的研究@尹世强$湖南省农科院作物所