【摘 要】
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利用小麦的杂种优势是提高小麦产量的重要手段,杂交小麦种子的生产必须依赖雄性不育系,黄寿松等发现的隐性核不育系以及建立的蓝标型雄性不育杂交小麦育种体系是小麦杂种优势利用的主要途径之一。本研究对该类型的雄性不育败育机理进行了探讨,以不育系15繁03与其恢复系绵07-374构建遗传群体对雄性不育基因ms1r进行了遗传定位和连锁分子标记开发,并利用ms1基因不同位点的突变体进行功能标记开发。主要研究结果如
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利用小麦的杂种优势是提高小麦产量的重要手段,杂交小麦种子的生产必须依赖雄性不育系,黄寿松等发现的隐性核不育系以及建立的蓝标型雄性不育杂交小麦育种体系是小麦杂种优势利用的主要途径之一。本研究对该类型的雄性不育败育机理进行了探讨,以不育系15繁03与其恢复系绵07-374构建遗传群体对雄性不育基因ms1r进行了遗传定位和连锁分子标记开发,并利用ms1基因不同位点的突变体进行功能标记开发。主要研究结果如下:1.与恢复系绵07-374相比,不育系15繁03抽穗期后的的穗子呈浅绿色,开花期不育系颖壳张开角度大,开颖时间长,颖壳半透明,花药瘦小、空瘪、不开裂散粉,其花丝未伸长导致花药留在颖壳内。成熟花粉经I2-KI染色后,绝大部分花粉粒染色较浅且呈黄褐色,花粉形状不规则,说明花粉活力较差,育性丧失。经电镜扫描显示其药室内壁光滑,无颗粒状物质,花粉萌发孔的孔环隆起不明显,孔盖凹陷,花粉粒大量减少、塌瘪、不规则、畸形。花药横切石蜡切片显示,在单核晚期之后,不育花药的小孢子和绒毡层与可育的没有明显不同,但在成熟花粉三核期不育花粉内容物全部降解,只剩下萌发孔。以上结果表明ms1r雄性不育的败育时期发生在单核晚期之后,三核期已完全败育。2.在构建的1205个F2分离群体中,可育单株与不育单株符合3:1的分离比例,说明ms1r雄性不育是由隐性单基因控制的。通过混合分离分析法（BSA）和SSR标记扫描,目的基因定位在SSR标记Ms4BS42和Ms4BS199之间,遗传距离为1.4 c M,物理距离为6.57 Mb,其中Ms4BS53、Ms4BS234、Ms4BS236与目的基因共分离,并发现了片段大小为5.2 Mb左右的倒位区段。3.根据小麦Wheat660K SNP芯片检测结果,在ms1r基因缺失区间上游找到了距缺失边界最近的1个SNP位点,其探针序列为AX-111474959,SNP位点物理位置为10.615 Mb,并利用此位点开发了紧密连锁的CAPS1、CAPS2和CAPS3标记。4.为了加密ms1r区间内分子标记密度,利用Wheat660K SNP芯片对不育系、恢复系、不育混池和可育混池SNP位点进行分析,在定位标记Ms4BS42和Ms4BS199之间存在329个SNP位点,不育系以及不育混池中有133个SNP为位点缺失。将这些缺失的SNP位点探针与IWGSC发布的v1.0中国春参考基因组进行比对,其连续分布在4BS染色体10.9 Mb和15.6 Mb之间。荧光原位杂交结果进一步证实,在不育系的4BS染色体定位区间内存在染色体片段缺失。利用分子标记进行缺失区间扫描,将缺失区间上游边界确定在MS19和MS41之间,物理位置分别是10.782361 Mb和10.838408 Mb,缺失区间下游边界确定在MS371和MS571之间,物理位置分别是14.660622 Mb和15.921461 Mb。其中MS19和MS41之间相差56.047 Kb,MS371和MS571之间相差1260.839 Kb。5.根据ms1r基因定位结果和定位区间内染色体片段缺失的鉴定,ms1r不育系可能为类似于Ms1（Traes CS4B02G017900）基因缺失突变体,因此,将该不育基因命名“ms1r”。利用Ms1基因的突变位点开发了ms1d.1、ms1h、ms1m和ms1p突变体的分子标记,分别为ms1d.1-1、ms1h-1、ms1m-1和ms1p-1,这4个突变体的分子标记均为Ms1基因的功能标记。
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