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性温和,喜交友,痴迷小麦育种十余载,愿交天下志同者,共勉共进

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太谷核不育  

2015-01-09 09:25:24|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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小麦行自花授粉这对于其传宗接代或许有利,因为自花授粉受外界不利条件的影响小。但这却给杂交育种带来了麻烦,因为其雌雄蕊同花,所以要给一株小麦授上另一小麦的花粉,必须把这株小麦穗上的雄蕊都去掉,只保留雌蕊,而后用纸袋套上麦穗,待雌穗成熟方可授上另一小麦的花粉完成杂交。但小麦的花器很小,要把小麦每朵花的花药摘除干净并非易事。有没有什么办法能帮助育种工作者徘忧解难呢? 最好的办法是寻找一种雄性不育的突变体,这种小麦的雄花丧失了功能,但雌蕊正常发育,所以只能靠接受其它小 麦植株的花粉传宗接代。经过多年的努力人们找到了不少具 有雄花不育特点的小麦,但这些材料多是细胞质和细胞核互作不育,或隐性基因(纯合)控制的不育,借助于这些材料实 现杂交非常麻烦,难以实际应用。70年代初,一个意外的发 现使人们梦想成真,这个发现就是太谷核不育小麦。1972年山西省太谷县郭家堡衬农民技术员高忠丽在大田中发现了I株雄花不育的小麦,并发现给其授粉后可‘以结实,但所结籽粒种下去后下一代约有半数的植株表现为雄花不育,再给这样的不育株授粉下一代仍有半数单株不育,还发现本育株的败育完全彻底,而另一半可育栋却从此一直可育。 

    这是个什么类型的不育栋呢?高忠丽为了弄清这个问题几年内她先后走访了十几所大专院校和科研单位,终于在 1979年由中国农业科学院的邓景扬博士最先对此不育梯作出了鉴定:原来其不育性受细胞核内4D染色体上一个显性基因所控制。基因显性突变控制的雄性不育在自然界很少见 到,不育株只可能是杂合的,即只含一个显性不育基因。根据其发现地,该小麦被定名为太谷核不育小麦,该不育基因定名为Tal,国际基因注册为MS2。小麦中这种由显性单基 因控制的雄性不育天然突变体尚属首次发现,从而也给世界各国的同行送去了一个意外的惊喜。

    太谷核不育小麦作为一种有效的杂交工具广泛地应用于常规的杂交育种和轮回选挥等方面。例如我们欲用京冬1号小麦与其它小麦杂交,就先用京冬1号小麦给太谷核不育小麦的不育株授粉,在其后代中选不育株再授京冬l号的花粉,如此几代后原太谷核不育小麦的J2条染色体除了4D染色体外几乎全部被京冬1号所取代,成了一个具核不育特性的京冬1号,在其群体中找不育株授上其它任何品种的花粉都可以结实,这些种子种下后长出的可育株就相当于以京冬 l号为母本的杂种一代。另外,如果把多个带有Tal基因的材料混合后种在一起,每个材料都分离出不育株和可育株,它们相互自由授粉杂交,这样不育株上所结的每一个子粒都可能是同母异父的杂交种。如此浩大的组合数人工杂交很难实现,这样每年都选好的不育株混合种植,年复一年地自由杂交并选 择(称轮回选择)就可以使这个群体变得越来越优良,从而越 容易从其可育栋中选出好的基因型育成品种。至今十多年来 利用太谷核不育材料已育出了大量的品种,在生产上发挥了 很大的作用。 

以上来自网络信息。

中国农科院刘秉华教授后来又创制了具有矮秆基因标记的太谷核不育小麦,矮秆基因与不育基因联锁紧密,简称“矮败”。关于这个,大家比我还清楚,在此不多说了。

关于太谷核不育小麦在育种上的应用,确实取得了很大的成果,其中最著名的就是轮选987,第一个利用矮败技术选育的通过国审的小麦品种,当然,后来又育成了许多以此为基础的比较优秀的品种:轮选01-11,轮选068,还有正在参加试验的轮选156等一些品种。矮败小麦在小麦育种中具有重要的作用:
 首先,矮败小麦含有农作物中雄性败育最彻底,不育性最稳定的太谷核不育基因。

第二,矮败小麦含有小麦中降秆作用最强,来自于矮变一号的显性矮秆基因。

第三,太谷核不育小麦的显性不育基因与矮变一号的显性矮秆基因在4D染色体短臂上连锁十分紧密,交换率仅为0.18% 

第四,矮败小麦后代群体中有一半靠异交结实的矮秆不育株,一半靠自交结实的非矮秆可育株,异交有利于基因的交流与重组,自交则有利于基因的纯合与稳定,矮败小麦兼有异花授粉和自花授粉的特性,是便利的遗传改良工具。


但是矮败没有缺点吗?答案是否定的。

矮败是由核不育基因控制其育性的,也就是说是由一个主效基因来控制其育性,但是,难道就没有微效基因来控制吗?

仅仅是核物质决定其不育吗,难道就不会有细胞质的遗传物质决定其育性吗?我认为可能有,而且相当可能有。具体来说我也没能很好的根据,只是通过一种现象来说明这种可能性。

我们课题利用太谷核不育技术、矮败技术来进行小麦育种也有很多年了,育成的品种也不少了:豫麦50、郑麦98、郑麦101、郑麦9962等,当然,还有一些,这些品种,包括拿来参加鉴定的高代品系,都有一个共同特点:不育性较高。此不育性不是指整株不育,而是指单穗上的不育小穗明显较多。在繁殖田中,这种情况表现为杂株较多。而且不管你如何努力的排杂,明年杂株仍不见少。(没有照片,回头补上)

这也就是我据说的其不育性可能还有一些微效基因控制或由细胞质的遗传物质来控制的根据。


利用太谷核不育技术来进行小麦育种,在技术层面确实大大减轻了工作量,但成型品种的育性问题仍是一个较严重的问题,在实际工作中,大家应该把握好品种的育性,如果一旦在生产上育性出问题的话,不用我说,后果大家一定是很清楚的,所以,关于太谷核不育的研究不应该到此为至,而是还应该深入,更加精确的了解它,以便更好的利用。


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