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      《華中農業大學》 2000年
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      玉米S組CMS育性不穩定現象遺傳與基因定位

      鐵雙貴  
      【摘要】: 玉米是重要的糧食和飼料作物,生產上主要利用雜種優勢。細胞質雄性不育(CMS)材料的發現和研究,促使了玉米不育化雜交制種技術體系的建立,該技術既節省人力、降低成本,又提高了雜交種的質量,具有較大的經濟效益。同時CMS也是研究核、質基因互作遺傳的重要材料,在遺傳學和分子生物學領域具有重要地位。在玉米T、C、S三大組CMS胞質中,以S組種質資源最為豐富。其育性的表現除受到胞質育性基因與核內Rf3/rf3基因的互作控制外,同時還受到核背景中的其他育性相關基因和修飾基因的影響,它們對育性的表現或具有促進作用或具有抑制作用,從而導致育性或向可育方向,或向不育方向發生偏移。這種育性的不穩定遺傳現象已成為制約S組CMS種質在生產上廣泛利用的主要因素。開展Ri3/rf3育性主效基因的分子標記的精細定位和其他育性相關基因的遺傳及效應的研究,對探討CMS的育性機理,推動玉米CMS雜交種的應用具有重要的理論及實踐意義。 本研究對不同S組CMS的同質異核組合、不同回交世代的育性變異進行了系統的研究,選用兩個定位群體,對核育性相關基因進行了全基因組的分子標記掃描與QTL定位,選用3個定位群體對Rf3/rf3基因進行SSR標記的精細定位,并對F2群體中不育株形成的機制進行了分子鑒定和探討,得到了如下結果: 1、對花藥外露,花藥開裂,花粉散出及花粉I_2-KI可染性等育性相關性狀進行了系統的比較研究,提出了育性不穩定遺傳材料的育性鑒定指標。 2、用一個育性穩定的不育系Mo17cms-S與其它17個自交系材料雜交,對不同組合及其在不同回交世代中育性表現進行了研究,結果表明在組合間和世代間存在明顯差異,并隨世代的增加,育性有降低的趨勢。說明在不同核基因組內具有對育性產生不同遺傳效應的修飾基因或微效基因。 3、用37個umc的RFLP、70個SSR、InterSSR、90個RAPD和46個AFLP共243個分子標記和123個單株,構建了覆蓋1730.2cM圖距的分子標記遺傳連鎖圖,標記的排列與2000年發表的UMC遺傳圖譜基本一致。 4、對BC1群體的花粉可染率進行全基因組QTL分析,檢測到6個對育性有顯著效應的QTLs,其中4個QTLs位于第2條染色體的的長臂上,效應最大的一個位于umc1525和umc1125之間,這與前人報道的Rf3/ri3位點一致,同時在Rf3/rf3基因附近檢測到另外2個效應顯著位點,表明可能有多拷貝的RF*基因位于第2條染色體的長臂上,在第9條和第6條染色體上分別檢測到2個QTLs,可解釋表型方差分別為10.4%、9.2%。 5、對QTLs效應的分析表明,BC1、F1代以加性方差為主,F2代群體中檢測到6個使育性降低的QTLs。其中位于第3、5染色體上,分別各有1個QTL對降低育性具有顯著效應。F2代群體中出現的不育單株與這些位點的遺傳效應有關。 6、選I!」3個定位群體,以化粉。I染率、*問中隊UVfft粉程度作為青們為十t要 鑒定指標,將R門/rD基因較準確地定位在%R標記ulncll25和 unlcl525之l’司,與 Rl/rD基囚的遺傳距離分別為89CM、229CM。 7、對S組*MS育性不穩定遺傳的概念,形成機理及n代群體。川b現個育單株 的遺傳基礎進河廠討論,為分于標記輔助選擇育性穩定的**S材料提供了有益的理 論依據’j技術路線。
      【學位授予單位】:華中農業大學
      【學位級別】:博士
      【學位授予年份】:2000
      【分類號】:S513

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