T型細胞質雄性不育小麥T763A的敗育特點及育性恢復

段　陽,姚　盟,蒙立穎,石曉藝,齊　智,葉佳麗,閆鵬嬌,劉子涵,宋喜悅

(西北農林科技大學 農學院,陜西 楊凌　712100)

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T型細胞質雄性不育小麥T763A的敗育特點及育性恢復

段陽,姚盟,蒙立穎,石曉藝,齊智,葉佳麗,閆鵬嬌,劉子涵,宋喜悅

(西北農林科技大學 農學院,陜西 楊凌712100)

摘要：為了明確T型細胞質雄性不育小麥T763A敗育的形態特征和細胞學特點及對T763A恢復系的選用提供依據,以不育系T763A,保持系763B,恢復系Tm3315B、Tm504B和TP731B為供試材料,進行外部形態特征觀察和花粉粒制片(醋酸洋紅、I2-KI和DAPI);并以中國春和黑麥為對照試材,對所有供試材料進行核型鑒定。結果表明:T763A敗育類型為典敗和圓敗,成熟花粉粒皺縮無規則,內含物少,花粉敗育,敗育主要發生在單核晚期到二核期;所有供試材料均為非1B/1R類型;3個恢復系(Tm3315B、Tm504B和TP731B)恢復能力均較強,其中以Tm504B對T763A的恢復能力相對最好,這可能與T763A的胞質類型及與恢復系所含的恢復基因數量有關。

關鍵詞：小麥;細胞質雄性不育;敗育特點;核型鑒定;育性恢復

雜種優勢是生物界普遍存在的一種現象,多種作物的雜交種已表現出顯著的增產效應[1]。在雜種優勢利用的過程中,雄性不育系因其可以省去人工去雄,降低生產成本,提高制種質量而被廣泛利用并已取得了舉世矚目的成就。植物雄性不育指雄蕊不能產生具有正常功能的花粉而雌蕊發育正常,能夠接受外來花粉而受精結實[2]。據不完全統計,已在多達43科、162屬、320個種的617個亞種或種間雜種中發現了雄性不育現象[3]。而植物的雄性不育多為細胞質雄性不育(Cytoplasmic male sterility,CMS),其特點是花粉敗育、雌蕊正常和母本遺傳[4],是農作物雜種優勢利用的基礎,也是研究細胞質遺傳的重要材料[3]。研究和掌握細胞質雄性不育作物的敗育及育性恢復特點,對合理利用雄性不育進行雜交育種具有重要的意義。自1951年Kihara首次將普通小麥的細胞核導入尾形山羊草(Aegilopsacudaat)的細胞質中發現小麥細胞質雄性不育系以來，世界上開始了小麥雜種優勢利用的研究[5],而我國雜交小麥的研究始于20世紀60年代[6]。Wilson和Ross在1962年首次育成T型(T.timopheevi)細胞質不育系并完成“三系”配套,為雜交小麥在生產上利用奠定了基礎[7]。在眾多的小麥細胞質雄性不育系統中,小麥T型雄性不育是研究時間最長,研究最深入的一種[8],其不育系易于保持且不育性狀穩定,且具有非常大的應用潛力[9]。但因其存在不育系恢復源少、籽粒皺縮、發芽率低和所需要的恢復基因數目較多等問題,使T型雜種小麥的應用受到了一定程度的限制[10-11]。

但是近年來關于T型細胞質雄性不育小麥的敗育特點和育性恢復的研究較少,并且對其有較高恢復度的恢復系研究很有限。為此,本試驗以T型細胞質雄性不育小麥T763A為研究對象,通過比較外部形態特征和常規制片技術來觀察其敗育的生物學特性,利用分子標記和酸性凝膠電泳(Acid-polyacrylamide gel electrophoresis,A-PAGE)方法對其進行核型鑒定,并通過研究3個恢復系對其育性恢復能力來探索不育系T763A的育性恢復特點,旨在為明確T型細胞質雄性不育系敗育的特點,選配具有較高恢復度的T型恢復系,進一步利用小麥雜種優勢提供一定的理論依據。

1材料和方法

1.1試驗材料

本試驗選用具有T型細胞質的雄性不育系小麥T763A及其同型保持系763B,恢復系Tm3315B、Tm504B、TP731B以及T763A與3個恢復系的F1。同時,以中國春(Chinese spring,CS)和黑麥(SecalecerealeL.,Rye)作為輔助鑒定材料。所有材料均由西北農林科技大學二系雜交小麥課題組提供。

試驗于2013-2015年在陜西楊凌西北農林科技大學實驗農場進行。

1.2試驗方法

1.2.1T型細胞質雄性不育小麥T763A敗育的形態特征觀察根據T型細胞質雄性不育小麥三系植株的外部形態選取不同花藥發育時期的穗子,用鑷子和解剖針小心取出小花,剝出花藥。觀察小花和花藥的形態特征差異,并在顯微鏡(Nikon SMZ1500)下照相。

1.2.2T型細胞質雄性不育小麥T763A敗育的細胞學觀察采用I2-KI染色法在顯微鏡下觀察三核期花粉育性并照相[12]。選取不育系、保持系和恢復系的不同發育時期的花藥,用醋酸洋紅壓片,通過鏡檢確定花藥發育的準確時期,并將不同時期花藥分開置于FAA(Formalin-acetic acid-alcohol)固定液中,在4 ℃冰箱中保存備用。將固定好的花藥置于載玻片上,滴30 μL的DAPI(4,6-聯脒-2-苯基吲哚)染色液,蓋上蓋玻片,遮光處理約10 min后在熒光顯微鏡下觀察照相。

1.2.31BL/1RS易位系的分子鑒定參考李榮華等[13]的方法,用CTAB提取小麥幼嫩葉片的DNA。選用2對特異性引物AF1/AF4(F:5′-GGAGACAT CATGAAACATTG-3′,R:5′-CTGTTGTTGGGCAGAAA G-3′)、Gli-B1(F:5′-GCAGACCTGTGTCATTGGTC-3′,R:5′-GATATAGTGGCAGCAGGATACG-3′)作為1BL-1RS的篩選標記。其中,AF1/AF4位于黑麥1RS上,Gli-B1位于普通小麥1BS上,以上引物均由上海生工生物工程技術公司合成。PCR反應體系為15 μL,其中含0.2 μLTaqDNA聚合酶(5 U/μL)、1.6 μL 10×Buffer(含Mg2+)、1.2 μL dNTPs(2.5 μmol/mL)、2 μL引物(20 μmol/mL)和2 μL模板DNA。AF1/AF4的擴增程序為94 ℃預變性5 min;然后34個循環,每循環為94 ℃變性40 s、56 ℃退火50 s、72 ℃延伸50 s;72 ℃終延伸10 min。Gli-B1引物的PCR退火溫度為56 ℃,其余擴增程序同引物AF1/AF4。擴增產物中加入3 μL 1×Loading Buffer,0.8%～2.0%瓊脂糖凝膠中加入適量核酸染料(10μL/100mL),在1×TAE緩沖液中電泳檢測,膠片用GPS-8000凝膠成像儀掃描并照相。

1.2.41BL/1RS易位系的醇溶蛋白鑒定采用酸性凝膠電泳(Acid-polyacrylamide gel electrophoresis,A-PAGE)對小麥的醇溶蛋白進行電泳分析并照相,記錄結果[14]。

1.2.5T型細胞質雄性不育小麥T763A的恢復系和F1育性調查和數據分析試驗材料的恢復系和F1抽穗后,且在試材開花前,每個試材隨機選取10個主莖穗子,套上自交袋。待小麥成熟后,調查單株有效穗數、有效小穗數、穗粒數,計算套袋穗的自交結實率。

自交結實率=套袋穗有效小穗基部2朵小花的結粒數/(套袋穗有效小穗數×2)×100%[15]。

數據通過Excel 2007軟件進行整理和計算,用SPSS 19.0軟件進行方差分析。

2結果與分析

2.1T型細胞質雄性不育小麥T763A敗育的生物學特性

2.1.1T型細胞質雄性不育小麥T763A敗育的外部形態特征不育系T763A、保持系763B以及恢復系Tm3315B的植株外部形態相似,各時期長勢也基本相同。旗葉未完全抽出,倒二葉與倒三葉間距<10 cm,小麥穗長約5 cm,為減數分裂時期(圖1-A、F、K);當旗葉剛剛完全抽出,穗長>5 cm時,小麥進入單核早期(圖1-B、G、L);旗葉與倒二葉間距>3 cm,穗長>10 cm,但麥穗未完全抽出,為單核晚期(圖1-C、H、M);小麥麥穗抽出大于一半,至完全抽出<2 cm,穗長>10 cm,為二核期(圖1-D、I、N);當麥穗完全抽出>2 cm時,小麥進入三核期,隨著小麥繼續生長,不育系小麥T763A不開花,敗育(圖1-E),保持系小麥763B和恢復系小麥Tm3315B開花并散粉(圖1-J、O)。

從花和花藥上來看,不育系T763A雌蕊正常,花藥顏色淺淡,大小不一,彎曲干癟,上端尖細,基部略有分叉,花藥不能正常開裂,不散粉(圖2-A、D);保持系763B和恢復系Tm3315B的花藥顏色鮮黃,大小略一致,直而飽滿,上端和基部均有分叉,花藥可正常開裂,散粉(圖2-B、C、E、F)。

A～E.T763A;F～J.763B;K～L.Tm3315B;A、F、K.減數分裂期;B、G、L.單核早期;C、H、M.單核晚期;D、I、N.二核期;E、J、O.三核期。

2.1.2T型細胞質雄性不育小麥T763A敗育的細胞學特點I2-KI染色結果表明,不育系T763A花粉粒敗育,不育類型為典敗和圓敗,花粉粒大多皺縮無規則,少量為圓形,無內含物,對碘化鉀無染色反應(圖3-F);保持系763B和恢復系Tm3315B花粉粒經染色后,絕大多數花粉粒為圓形,染色充分而呈棕黑色,只有少數染敗(圖3-L、R)。

經醋酸洋紅壓片后觀察發現,T763A、763B和Tm3315B的造孢細胞均能正常分裂形成小孢子母細胞,進而進行減數分裂并最終形成四分體(圖3-A、G、M)。單核早期,3種材料的小孢子均能正常發育,無明顯差異(圖3-B、H、N)。T763A有將近一半的花粉粒在單核晚期和二核期皺縮無規則,沒有形成核(圖3-C、D);而763B和Tm3315B的花粉粒規則,能正常發育形成核,僅有極少數出現不正常形態(圖3-I、J、O、P)。三核期,T763A花粉粒大部分不規則,內含物少,2個精核不能正常呈梭形而呈圓形,花粉粒敗育(圖3-E);763B和Tm3315B的絕大部分花粉粒呈規則的圓形,內含物豐富,能正常形成梭形精核(圖3-K、Q)。

A、D.T763A;B、E.763B;C、F.Tm3315B。

A～F.T763A;G～L.763B;M～R.Tm3315B;A、G、M.四分體時期;B、H、N.單核早期;C、I、O.單核晚期;D、J、P.二核期;E、F、K、L、Q、R.三核期。

經熒光染料(DAPI)染色制片后觀察發現,四分體時期和單核早期,3種試材均正常發育,差異不明顯(圖4-A、B、F、G、K、L)。T761A在單核晚期和二核期,有一部分花粉粒形狀不規則,不能正常可形成核(圖4-C、D);763B和Tm3315B絕大多數花粉粒呈規則的圓形,可正常發育(圖4-H、I、M、N)。三核期,763B和Tm3315B的小孢子能正常發育形成可育花粉,只有極少數不規則(圖4-J、O);而T763A的花粉粒大部分皺縮無規則,2個精核呈圓形,不能正常形成梭形精核(圖4-E)。

2.2T型細胞質雄性不育系T763A,保持系763B,恢復系Tm3315B的核型鑒定

2.2.11BL/1RS核型的PCR分子鑒定PCR擴增結果顯示,除黑麥(Rye)外,中國春(CS)和其他供試材料均可由Gli-B1引物擴增出片段為220 bp的目的條帶(圖5-A),而只有黑麥可由AF1/AF4引物擴增出片段為1.5 kb大小的條帶(圖5-B)。AF1/AF4位于黑麥1RS上,Gli-B1位于小麥1BS上,由此初步說明,T型細胞質雄性不育系T763A,保持系763B,恢復系Tm3315B、Tm504B和TP731B均為非1B/1R類型。

A～E.T763A;F～J.763B;K～L.Tm3315B;A、F、K.四分體時期;B、G、L.單核早期;C、H、M.單核晚期;D、I、N.二核期;E、J、O.三核期。

A.Gli-B1;B.AF1/AF4;M.DL2000;Rye.黑麥;CS.中國春。

2.2.21BL/1RS核型的醇溶蛋白鑒定與普通小麥相比,黑麥(Rye)在高分子量區(ω區)含有較多的譜帶,而中國春(CS)的譜帶較少,因此與黑麥ω區譜帶相同的為1BL/1RS,其余為非1BL/1RS。 通過酸性凝膠電泳(A-PAGE)方法對所有供試材料以及中國春(CS)和黑麥(Rye)醇溶蛋白進行電泳分析后發現,在ω區的醇溶蛋白,所有供試材料與中國春(CS)相似,而和黑麥(Rye)差異較大,這一結果和1BL/1RS核型的PCR分子鑒定結果相吻合,進一步說明所有供試材料均為非1B/1R類型(圖6)。

2.3T型細胞質雄性不育小麥T763A的育性恢復

T型細胞質雄性不育系的3個恢復系育性均沒有達到100%,但自交結實率均>90%,其中Tm504B和TP731B的自交結實率>95%,以Tm504B的自交結實率最高,平均值達到97.94%。從方差上來看,Tm504B和TP731B的育性波動較小,而Tm3315B的自交結實率波動最大,說明Tm3315B自身育性相對不太穩定(表1-A)。相比之下,3個恢復系與T型細胞質雄性不育系T763A的異交結實率卻較低,均沒有達到80%。其中,Tm504B對T763A的恢復能力較高,平均異交結實率為70.78%,而其他2個均接近60%。3個恢復系的異交結實率的變異幅度整體上比自交結實率高,其中以TP731B的變異幅度最大。雖然各恢復系與T763A的異交結實率相對較低,但由于T型細胞質雄性不育小麥不育性穩定,不易被恢復,因此,這3個恢復系對T763A的恢復能力還是較高的(表1-B)。

由表2的顯著性差異分析可以看出,3個恢復系間自身的育性沒有表現出明顯差異(表2-A),而異交結實率間存在顯著性差異(表2-B)。其中,Tm504B與其他2個恢復系均存在0.05顯著水平的差異,而這2個恢復系間不存在顯著性差異。結合表1-B,說明3個恢復系對T763A的恢復能力均較好,其中以Tm504B對T763A的恢復能力最好,且恢復力穩定。

1.黑麥;2.中國春;3.T763A;4.763B;5.Tm504B;

表1　三個恢復系的自交、異交結實率和方差

表2　三個恢復系間恢復力差異顯著性比較

注:*.差異達0.05顯著水平;表中數值為成對數據平均值的差數。

Note:*.Significant difference at the 0.05 level;The figures in the table are the differences between the averages of paired data.

3討論與結論

3.1T型細胞質雄性不育小麥T763A敗育的生物學特性討論

多項試驗表明,植物的雄性不育材料大多會出現不正常形態的花藥和花粉粒。雄性不育的燈盞花管狀花長、花絲長及花藥長度均小于正常燈盞花,且其開花后花粉量少并均黏附于藥壁上,不易被風吹散或昆蟲帶走;花藥外形瘦弱,顏色偏白,無散出花粉[16]。欒兆水等[17]研究的雄性不育大蔥(AlliumfistulosumL.)7504A的花粉粒比可育大蔥7504B的扁,遠極單溝形狀不穩定,外壁網狀紋飾較細。甘藍型油菜(BrassicanapusL.)光溫敏雄性不育系Huiyou50S的花粉粒少并且畸形，比可育株Huiyou50F的花粉粒明顯小，干癟、形態不規則，花粉壁在萌發溝處內陷，而可育株的花粉粒花粉壁表面呈網狀，網眼不規則，具有3條萌發溝[18]。小麥光溫敏雄性不育系337S花絲短,開花時花藥不外露,有二次開穎現象;花藥偏小且成熟后難以破裂,花粉粒少而小,大小不均勻,碘染色反應為不染色或不同程度的淺染色[19]。本試驗發現,T型細胞質雄性不育小麥T763A不開花,不散粉,花藥開花期大小不一,空癟畸形,顏色淺淡,不開裂;保持系763B和恢復系Tm3315B正常開花并可散出大量花粉,成熟花藥大小均勻,飽滿,顏色鮮黃,上下兩端均略有分叉。這與錢煥煥等[20]對YS型小麥溫敏不育系A731在雄性不育狀態下的細胞學研究結果相同。

不同的雄性不育材料有不同的花粉敗育時期和敗育原因[21],高等植物雄性器官從小孢子母細胞發育到二核花粉粒期間都有可能發生敗育[22]。Laser等[23]曾指出,雙子葉植物花粉敗育多在四分體小孢子時期或小孢子早期發育階段,而單子葉植物花粉敗育則多數達到或接近二核期。陳雪平等[24]對3個茄子(SolanummelongenaL.)雄性不育系655A、679A和704A及其相應保持系655B、679B和704B觀察發現，在減數分裂時期的前期Ⅰ，3個不育系的絨氈層細胞液泡化，核被擠向一側，最終解體壞死，絨氈層以外的藥壁細胞增生且排列不整齊，藥室縊縮為條帶狀，孢母細胞被擠壓變形而敗育，從而推測前期Ⅰ為3種不育材料發生敗育的關鍵時期。和茄子一樣，辣椒(CapsicumannuumL.)也是雙子葉植物。王蘭蘭等[25]研究表明，辣椒雄性不育系8A小孢子進入四分體時期之后，絨氈層細胞徑向異常膨大高度液泡化進入侵藥室，擠壓形成不規則的四分體，皺縮凹陷，不能產生正常的小孢子。單子葉植物洋蔥(AlliumcepaL.)雄性不育材料8A的絨氈層在花粉母細胞時期就與中層分離，并且不斷膨大，最后逐漸解體。到四分體時期已經解體成染色很深的物質，不能供給小孢子發育所需要的營養物質，導致小孢子萎縮變形，最后敗育[26]。姚雅琴等[27]提出,T型雄性不育系T-77(2)在單核早期,小孢子發育基本正常,細胞質中有相當于保持系同時期發育的內容物;其敗育發生在單核花粉粒后期,敗育后的花粉粒細胞器和細胞核均解體,僅剩下花藥壁和極少具有ATP酶活性的細胞質。本研究中,T型細胞質雄性不育系T763A在小孢子四分體時期和單核早期與可育的保持系763B和恢復系Tm3315B沒有差異,均能正常發育。在單核晚期和二核期,T763A有將近50%的小孢子形狀不規則,細胞質被降解變成空殼;763B和Tm3315B能正常發育,只有一小部分小孢子出現不正常現象。T763A僅有一小部分小孢子能發育到三核期,但都不能形成2個正常的呈梭形的精核,花粉粒敗育,敗育類型為典敗和圓敗;在三核期,763B和Tm3315B絕大多數的小孢子可正常發育形成含有1個營養核和2個呈梭形精核的花粉粒,只有少數不正常。由此表明,T型細胞質雄性不育小麥T763A的敗育時期在單核晚期到二核期。

3.2T型細胞質雄性不育系T763A及保持系和恢復系的核型鑒定分析

普通小麥的1B染色體短臂被黑麥1R染色體短臂取代而形成小麥-黑麥1BL/1RS易位系。其1RS染色體上攜帶有抗條銹病(Yr9)、葉銹病(Lr26)、稈銹病(Sr31)和白粉病(Pm8)基因[28],因而具有較好的廣譜抗病性、適應性和豐產性。非1B/1R類型小麥雄性不育系Tsp3314A、Tsp427-3A和保持系Tsp3314B、Tsp427-3B無單倍體產生,而1B/1R類型小麥雄性不育系K3314A產生大量單倍體植株;非1B/1R類型的Tsp3314A和Tsp427-3A的光合速率也高于1B/1R類型的K43314A[29]。宋喜悅等[30]研究表明,非1B/1R類型的K型不育系KTSP3314A與10個普通小麥品種(系)(259、3665、TB902、F107、J18、R205、L783、503、3380和78115)所組成的組合比1B/1R類型的K型不育系K3314A所組成的組合更具易恢復性。因而快速而準確地對小麥進行核型鑒定,對品質改良和選配小麥雜交育種的強優勢組合具有重要意義。目前,鑒定1BL/1RS易位的方法有很多,主要包括細胞學鑒定、凝膠電泳法、分子標記、酶聯免疫法、單克隆抗體、高效液相色譜[31]。馬小樂等[32]選取小麥甘春20號、甘春22號、甘春23號、甘春24號、武春4號、武春121、永良4號和和尚頭8個品種的DNA為模板,采用黑麥堿(ω-secalin)基因引物進行PCR擴增,結果顯示,甘春20號、甘春22號、甘春23號、甘春24號、武春4號、武春121均擴增出了1 076 bp的目的條帶,初步鑒定它們為1B/1R類型。傅賓孝等[33]在研究中證實醇溶蛋白的A-PAGE具有方便快捷,重現性好,成本低廉,不受鑒定周期和環境影響等優點。

本試驗采用PCR的分子鑒定和改良的醇溶蛋白A-PAGE鑒定相結合的辦法,以黑麥(Rye)和中國春(CS)作對照。其中PCR分子鑒定選取2對引物AF1/AF4和Gli-B1,分別在黑麥1RS和普通小麥1BS上,雙向進行供試材料的核型鑒定;試驗結果表明,所有的供試材料均為非1B/1R類型。醇溶蛋白的A-PAGE鑒定結果表明,在ω區,所有供試材料與黑麥的條帶均不相同,而與中國春的相似,進一步驗證了PCR分子鑒定的結果。

3.3T型細胞質雄性不育小麥T763A的育性恢復特點

不育系植株表現為花粉敗育,將含有恢復基因(Rf)的 恢復系與其雜交后,產生的雜交種育性恢復為可育,使雜種優勢得以成功利用。關于植物雄性不育系的育性恢復問題,眾多學者已展開了一系列研究,并取得了一定的研究成果。水稻、油菜、高粱、向日葵等作物均已大規模應用細胞質雄性不育系統產生雜交種,并取得巨大成功。雜種優勢的利用,除了培育出不育系外,還應找到與之相對應的恢復系。石瑜敏等[34]曾指出，恢復系的選育與雜交水稻在產量、米質、抗性及適應性方面的改進和發展密切相關，而強恢復系的選育是進一步提高雜交水稻產量、品質及抗性的主要途徑之一。曾俊莉等[35]提出,要想雜交組合具有較高的恢復度,應選育不育系中有顯性易恢復基因,或恢復系中有顯性恢復基因的親本。恢復系并非只簡單地由主效恢復基因控制,還受微效恢復基因和抑制基因的影響。張改生等[36]認為,異質不育系核內存在2種形式,即單對主效基因(或是1RS片段)和單對主效基因+控制基因;恢復系核內有4種形式,即主效恢復基因、主效恢復基因+微效可育基因、主效恢復基因+抑制基因、僅含微效可育基因。其中,以前者第2個和后者第2個的組配方式具有較高的恢復度。T型細胞質不育系的高恢復系很少,而穩定的恢復系則更少[37]。因而選育恢復力強及農藝性狀優良的恢復系仍是T型雜種小麥強優勢組合的關鍵。

本試驗中,恢復系Tm3315B、Tm504B和TP731B的自交結實率均較高且穩定,三者間不存在顯著性差異。3個恢復系與T763A雜交的F1結實率比恢復系自交結實率低,這可能與T763A的胞質類型和3個恢復系所含的恢復基因數量有關。但對T型細胞質雄性不育小麥來說,3個恢復系的恢復能力還是較高的,其中,Tm504B對T763A的恢復性最好,與其他2個恢復系存在顯著性差異,可用來進行恢復基因的精細定位和進一步選育具有更強恢復能力的T型細胞質雄性不育系的恢復系。

T型細胞質雄性不育小麥T763A的敗育類型為典敗和圓敗;敗育發生在小孢子單核晚期;T763A和保持系763B、恢復系Tm3315B及其他恢復系均為非1B/1R類型;T763A的不育性穩定,較難恢復,其中對其恢復性較好的恢復系為Tm504B,可用于后期T型細胞質不育系恢復基因的精細定位。

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Abortion Characters and Fertility Restoration of T763A,a Male Sterile Line withT.timopheeviCytoplasm

DUAN Yang,YAO Meng,MENG Liying,SHI Xiaoyi,QI Zhi,YE Jiali,YAN Pengjiao,LIU Zihan,SONG Xiyue

(College of Agronomy,Northwest A&F University,Yangling712100,China)

Abstract：T type male sterile wheat line is a valuable material for heterosis study and utilization.In order to make the morphological and cytological characteristics of T763A clear,as well as provide reliable basis for the selection of restorer lines,we used male sterile line T763A,maintainer line 763B and restorer lines(Tm3315B,Tm504B and TP731B)as materials.The external morphology and pollen grain production(Acetic Acid Magenta,I2-KI and DAPI)were observed;the karyotype of all the materials was identified by molecular marker technology and A-PAGE,with Chinese spring and Secale cereale L. as control materials.The results showed that the pollen sterility type of male sterile line T763A was stained as spherical abortive;the mature pollen grains were shrunk out of shape and had little inclusion,mean while,the pollen grains were infertile;the sterility of T763A occurred between late uninucleate and binucleate stage;all the materials were non 1B/1R;the restoring capability of the three restorer lines was high,and among them,Tm504B was the best restorer line of T763A,the reasons for this might in connection with the type of cytoplasm of T763A and the gene counts of the restorer lines.

Key words:Wheat;Cytoplasmic male sterility;Abortion characters;Karyotyping;Restoration of fertility

doi:10.7668/hbnxb.2016.02.017

中圖分類號：S512.03

文獻標識碼：A

文章編號：1000-7091(2016)02-0098-08

作者簡介：段陽(1991-),女,河南新鄉人,在讀碩士,主要從事小麥雄性不育和分子生物學研究。通訊作者：宋喜悅(1968-),男,內蒙古赤峰人,副教授,博士，主要從事小麥雄性不育和雜種優勢利用研究。

基金項目：國家自然科學基金項目(31271792);陜西省農業攻關項目(2014K02-04-01);西北農林科技大學唐仲英育種基金項目

收稿日期：2016-02-04