小麥G-型細胞質雄性不育育性恢復基因Rf3的相關表達基因和分子標記研究.pdf

1、東北農(nóng)業(yè)大學博士學位論文小麥G型細胞質雄性不育育性恢復基因Rf3的相關表達基因和分子標記研究姓名：石銳申請學位級別：博士專業(yè)：作物遺傳育種指導教師：王金陵19990501游士學位論文～文獻綜述東je農(nóng)業(yè)走舉第一章文獻綜述1植鈞細臌質雄性不育及其育性恢復基因研究檄述不能產(chǎn)生功能花粉粒的植物被稱為雄性不育植物，早在1763年Kolreuter就觀察到達一現(xiàn)象，達爾文在1890年也對此現(xiàn)象作過報道，到目前為止人們已在約150種植物中發(fā)現(xiàn)了雄性

2、不育現(xiàn)象(Hansonetal1991)。根據(jù)不育引發(fā)的原因可以將其分為細胞核雄性不育和細胞質雄性不育，前者是由核內因子引起的雄性不育，稱細胞核雄性不育(或核不育)，如小麥中著名的“太谷”核雄性不育這種不育由核內基因引起的。后者是由細胞質內因子引起，按早期的觀點細胞質雄性不育又分為單純由細胞質引起的細胞質雄性不育和核質互作導致的核質互作型細胞質雄性不育，但隨研究深入，人們發(fā)現(xiàn)很多以前認為是細胞質雄性不育的不育類型核內都找到相應的恢復基因

3、，所以現(xiàn)在觀點是，細胞質雄性不育是細胞核與細胞質互相作用的結果，目前人們發(fā)現(xiàn)和實際利用的大多數(shù)植物雄性不育都是這種類型，英文簡稱為CMS(CytoplasmMaleStcrility)，自然界中的這類細胞質雄性不育多是源于自發(fā)突變或誘變，但在實踐中應用的細胞質雄性不育多是人為核置換產(chǎn)生的。(秦太辰等，1978：謝學民等，1981：何覺民等，1993：Tsuncwakiel口f1980)細胞質雄性不育的性狀不受孟德爾法則控制而呈母系遺傳，

4、表明其遺傳控制因子在細胞質內，在相應的核內育性恢復基因存在情況下，可以恢復育性，對這一現(xiàn)象的解釋涉及細胞質內遺傳物質與核內遺傳物質的相互作用，是遺傳學理論研究中一個令人關注的問題，也是目前少數(shù)幾個可以研究植物細胞核和細胞質相互作用的現(xiàn)象。但真正使人重視這一現(xiàn)象的還是實際的需要，即細胞質雄性不育在雜種優(yōu)勢中的應用。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)常采用的方法，雜種優(yōu)勢對作物產(chǎn)量的提高起了重要作用，美國五十年代利用雜種優(yōu)勢生產(chǎn)玉米帶來的效益甚至超過它在二戰(zhàn)

5、中出賣軍火的收入，我國育種專家袁隆平培育的雜交水稻增產(chǎn)幅度之大也令世人矚目。然而在利用雜種優(yōu)勢過程中的關鍵環(huán)節(jié)是雜交制種，除少數(shù)自交不親合作物外，多數(shù)作物都需要對所用母本去雄才能保證有效的雜交，像玉米、高梁這類異交作物中可以采用人工去雄或機械去雄，而在水稻和小麥這類作物上幾乎不可能，植物細胞質雄性不育的存在恰好可以解決這一問題，按生產(chǎn)上典型的三系法：利用細胞質雄性不育的植株即不育系作為母本，用帶有相應核育性恢復基因的植株即恢復系作父本進

6、行雜交，就可以免去人工去雄的環(huán)節(jié)，而且雜交后代由于導入了育性恢復基因恢復了正常的育性。利用這種方法可以在水稻和小麥這類自交作物上實現(xiàn)有效的雜交，另外為了保持不育植株，還需要一個無恢復基因的保持品系為不育系提供花粉。細胞質雄性不育的這種應用方式使制作雜種的成本大大降低，像玉米這種人工去雄相對容易的作物也在采用這一方法。由于細胞質雄性不育及其核育性恢復基因的利用促進了雜種優(yōu)勢，對世界糧食的增產(chǎn)起了巨大的推動作用，中國的雜交水稻可以說是這方面