小麥G-型細(xì)胞質(zhì)雄性不育育性恢復(fù)基因Rf3的相關(guān)表達(dá)基因和分子標(biāo)記研究.pdf

1、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文小麥G型細(xì)胞質(zhì)雄性不育育性恢復(fù)基因Rf3的相關(guān)表達(dá)基因和分子標(biāo)記研究姓名：石銳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專(zhuān)業(yè)：作物遺傳育種指導(dǎo)教師：王金陵19990501游士學(xué)位論文～文獻(xiàn)綜述東je農(nóng)業(yè)走舉第一章文獻(xiàn)綜述1植鈞細(xì)臌質(zhì)雄性不育及其育性恢復(fù)基因研究檄述不能產(chǎn)生功能花粉粒的植物被稱(chēng)為雄性不育植物，早在1763年Kolreuter就觀察到達(dá)一現(xiàn)象，達(dá)爾文在1890年也對(duì)此現(xiàn)象作過(guò)報(bào)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(xì)胞核雄性不育和細(xì)胞質(zhì)雄性不育，前者是由核內(nèi)因子引起的雄性不育，稱(chēng)細(xì)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(nèi)基因引起的。后者是由細(xì)胞質(zhì)內(nèi)因子引起，按早期的觀點(diǎn)細(xì)胞質(zhì)雄性不育又分為單純由細(xì)胞質(zhì)引起的細(xì)胞質(zhì)雄性不育和核質(zhì)互作導(dǎo)致的核質(zhì)互作型細(xì)胞質(zhì)雄性不育，但隨研究深入，人們發(fā)現(xiàn)很多以前認(rèn)為是細(xì)胞質(zhì)雄性不育的不育類(lèi)型核內(nèi)都找到相應(yīng)的恢復(fù)基因

3、，所以現(xiàn)在觀點(diǎn)是，細(xì)胞質(zhì)雄性不育是細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)互相作用的結(jié)果，目前人們發(fā)現(xiàn)和實(shí)際利用的大多數(shù)植物雄性不育都是這種類(lèi)型，英文簡(jiǎn)稱(chēng)為CMS(CytoplasmMaleStcrility)，自然界中的這類(lèi)細(xì)胞質(zhì)雄性不育多是源于自發(fā)突變或誘變，但在實(shí)踐中應(yīng)用的細(xì)胞質(zhì)雄性不育多是人為核置換產(chǎn)生的。(秦太辰等，1978：謝學(xué)民等，1981：何覺(jué)民等，1993：Tsuncwakiel口f1980)細(xì)胞質(zhì)雄性不育的性狀不受孟德?tīng)柗▌t控制而呈母系遺傳，

4、表明其遺傳控制因子在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，在相應(yīng)的核內(nèi)育性恢復(fù)基因存在情況下，可以恢復(fù)育性，對(duì)這一現(xiàn)象的解釋涉及細(xì)胞質(zhì)內(nèi)遺傳物質(zhì)與核內(nèi)遺傳物質(zhì)的相互作用，是遺傳學(xué)理論研究中一個(gè)令人關(guān)注的問(wèn)題，也是目前少數(shù)幾個(gè)可以研究植物細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)相互作用的現(xiàn)象。但真正使人重視這一現(xiàn)象的還是實(shí)際的需要，即細(xì)胞質(zhì)雄性不育在雜種優(yōu)勢(shì)中的應(yīng)用。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)常采用的方法，雜種優(yōu)勢(shì)對(duì)作物產(chǎn)量的提高起了重要作用，美國(guó)五十年代利用雜種優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)玉米帶來(lái)的效益甚至超過(guò)它在二戰(zhàn)

5、中出賣(mài)軍火的收入，我國(guó)育種專(zhuān)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(shì)過(guò)程中的關(guān)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(duì)所用母本去雄才能保證有效的雜交，像玉米、高梁這類(lèi)異交作物中可以采用人工去雄或機(jī)械去雄，而在水稻和小麥這類(lèi)作物上幾乎不可能，植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育的存在恰好可以解決這一問(wèn)題，按生產(chǎn)上典型的三系法：利用細(xì)胞質(zhì)雄性不育的植株即不育系作為母本，用帶有相應(yīng)核育性恢復(fù)基因的植株即恢復(fù)系作父本進(jìn)

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(dǎo)入了育性恢復(fù)基因恢復(fù)了正常的育性。利用這種方法可以在水稻和小麥這類(lèi)自交作物上實(shí)現(xiàn)有效的雜交，另外為了保持不育植株，還需要一個(gè)無(wú)恢復(fù)基因的保持品系為不育系提供花粉。細(xì)胞質(zhì)雄性不育的這種應(yīng)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(duì)容易的作物也在采用這一方法。由于細(xì)胞質(zhì)雄性不育及其核育性恢復(fù)基因的利用促進(jìn)了雜種優(yōu)勢(shì)，對(duì)世界糧食的增產(chǎn)起了巨大的推動(dòng)作用，中國(guó)的雜交水稻可以說(shuō)是這方面