雄性不育

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第10章 雄性不育

第10章 雄性不育

因此,孢子体不育的特点是:不 育系与恢复系杂交时,所获得的杂种 一代,花粉全部正常,结实也全部正 常,但杂种二代因不育基因分离重组, 将有不育株产生。
当孢子体中带有可育的细胞质基因N 或核Rf时,不论配子体(花粉)的基因是 Rf或rf,这种花粉都是正常可育的。不育 系与纯合的恢复系杂交所得到的杂交种F1 是正常雄性可育的,F1自交的F2群体中的 植株产生3∶1或9∶7或15∶1 的育性 (可育∶不育)分离。
第一季高不育系混合种子自交种子有标记无标记恢复系具有显性标记杂交苗用于大田用于制种高不育系利用杂种优势示意图90二核不育系的选育和利用1核不育系的选育将适宜做不育系的品种进行诱变处理在其后代群体中可获得核不育株核不育株经与原品种杂交杂种表现可育收获其种子种植成群体单株间将会出现不育和可育的分离该群体自由授粉在不育株上收获种子后代又呈现不育和可育分离几代后分离比例将稳定为11
(1)诱导育性转换的主导因子是光和 温。根据光温作用可分为三类:
第一类,光照长度是决定育性转换的 主要因子,温度只起协调作用,称为光敏 型核不育 。这类型包括长光不育、短光可 育和短光不育、长光可育两种。
第二类,育性受控于幼穗发育敏 感期的温度,光照长度基本不起作用, 称为温敏型核不育,这类型包括高温 不育低温可育和高温可育低温不育两 种。
2、配子体雄性不育
配子体雄性不育是指不育系花粉的育 性受配子体本身基因型控制的这一类型的 雄性不育,配子体基因为不育时花粉表现 不育,配子体基因为可育时花粉育性表现 正常。
因此,配子体不育的特点是:不育系与恢复 系杂合所获得的杂种一代,花粉有二类(不育与 可育),而且各占1/2。即子一代的花粉只有半 数左右是正常的,但是它并不影响结实,子一代 的结实率全部正常。由于子一代带有不育基因的 花粉败育不参加受精,因此子二代配子有两种基 因型(Rf Rf、Rf rf)存在,但都结实正常,没 有不育株出现。

第十一章 雄性不育及其杂种品种的选育

第十一章 雄性不育及其杂种品种的选育

第十一章雄性不育及其杂种品种的选育雄性不育性:( male sterility )雄性器官发育不正常,不能产生有功能的花粉,雌蕊发育正常,可接受正常花粉而受精结实。

第一节雄性不育的遗传质核互作不育核不育一、质核互作雄性不育的遗传(一)质核互作雄性不育的遗传解释受细胞质雄性不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型,常被称为胞质不育(CMS)。

细胞质不育基因S,可育基因N核内不育基因rr,可育基因RR由上可知,质核雄性不育性是核和胞质基因两个体系相互作用的结果,通过“三系”配套可保持雄性不育性,生产杂交种子、在生产上利用。

三系:雄性不育系S(rr)雄性不育保持系N(rr)雄性不育恢复系N(RR)和S(RR)雄性不育系S(rr)由于体内生理机制失调,以致雄性器官不能正常发育,没有花粉或花粉粒空瘪缺乏生育力。

雌蕊发育正常,能接受外来花粉受精结实。

雄性不育保持系N(rr)用来给不育系授粉,保持其不育性的品种或自交系叫做保持系。

不育系是和保持系同时产生的,或是由保持系转育而得来的。

每一个不育系都有其特定的同型保持系,利用其花粉进行繁殖。

它两互为相似体,除在雄性的育性上不同外,其它的特性、特征几乎完全一样。

雄性不育恢复系N(RR)和S(RR)一些正常可育的品种或自交系的花粉授给不育系后,不但结实正常,而且其后代的不育特性消失了,具有正常散粉生育的能力。

也就是说,它恢复了不育系的雄性繁育能力,因此叫恢复系。

(二)多种质核基因对应的遗传玉米:T、S、C每种不育类型都需要某一特定的恢复基因来恢复,恢复基因有专效性和对应性。

(三)孢子体不育和配子体不育的遗传1、孢子体不育花粉育性的表现由母体植株(孢子体)的基因控制,与花粉(配子体)本身的基因无关。

当母体植株是S(rr)时,花粉全部败育。

2、配子体不育不育系花粉败育发生在配子体阶段,花粉育性受配子体的基因控制。

特点:杂种一代的不育和可育花粉各占一半,不影响结实,子一代的结实率正常。

第十一章 雄性不育及其杂种品种的选育

第十一章 雄性不育及其杂种品种的选育
3、人工制保 利用天然不育株或人工诱导的不育株,通过杂交-顶交-自交-测
交培育保持系。
(二)对不育系和保持系的要求 (1)不育度高且稳定,不育度达到或接近 100% 。可恢复性好。
(2)具良好的开花习性: 花期长,每朵花 开放时间长,柱头外露等,有利于接 受花粉,提高制种产量。 (3)综合性状良好,配合力高,易配制出强优势组合。 二、恢复系的选育 (一)对恢复系的要求 (1)恢复度高,且稳定。 (2)具有良好的散粉习性,花粉量大。 (3)农艺性状优良,配合力好。
雄性不育恢复系 N(RR)和 S(RR)
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电,通力根1保过据护管生高线产中敷工资设艺料技高试术中卷0资不配料仅置试可技卷以术要解是求决指,吊机对顶组电层在气配进设置行备不继进规电行范保空高护载中高与资中带料资负试料荷卷试下问卷高题总中2体2资,配料而置试且时卷可,调保需控障要试各在验类最;管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况1卷中下安,与全要过,加度并强工且看作尽护下可1都关能可于地以管缩正路小常高故工中障作资高;料中对试资于卷料继连试电接卷保管破护口坏进处范行理围整高,核中或对资者定料对值试某,卷些审弯异核扁常与度高校固中对定资图盒料纸位试,置卷编.工保写况护复进层杂行防设自腐备动跨与处接装理地置,线高尤弯中其曲资要半料避径试免标卷错高调误等试高,方中要案资求,料技编试术写5、卷交重电保底要气护。设设装管备备置线4高、调动敷中电试作设资气高,技料课中并3术试、件资且中卷管中料拒包试路调试绝含验敷试卷动线方设技作槽案技术,、以术来管及避架系免等统不多启必项动要方高式案中,;资为对料解整试决套卷高启突中动然语过停文程机电中。气高因课中此件资,中料电管试力壁卷高薄电中、气资接设料口备试不进卷严行保等调护问试装题工置,作调合并试理且技利进术用行,管过要线关求敷运电设行力技高保术中护。资装线料置缆试做敷卷到设技准原术确则指灵:导活在。。分对对线于于盒调差处试动,过保当程护不中装同高置电中高压资中回料资路试料交卷试叉技卷时术调,问试应题技采,术用作是金为指属调发隔试电板人机进员一行,变隔需压开要器处在组理事在;前发同掌生一握内线图部槽纸故内资障,料时强、,电设需回备要路制进须造行同厂外时家部切出电断具源习高高题中中电资资源料料,试试线卷卷缆试切敷验除设报从完告而毕与采,相用要关高进技中行术资检资料查料试和,卷检并主测且要处了保理解护。现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。

第十一章 雄性不育及其杂种品种的选育3

第十一章 雄性不育及其杂种品种的选育3

(二)不育系和保持系选育的方法
胞质雄性不育系是通过亲本间核置换杂交完 成的。所谓核置换就是染色体的代换过程。 用父本回交,每回交一次就代换母本一半。 染色体核置换后,作为提供核背景的轮回 父本,也就变成了相应的保持系与不育系 同时产生。
二 恢复系选育的方法
恢复系选育一般采用测交筛选、杂交和 回交转育等方法。 1.测交筛选法 测交筛选就是利用现有 常规品种(系)与不育系进行测交,从中筛 选出恢复力强,农艺性状、杂种优势都达 到目标要求的品种(系)成为恢复系,这是 一种最简单而且效果很好的方法。

6种基因型中只有S(rr)一种不育,具有这 种基因型的品系或自交系就称雄性不育系, 简称不育系(A)。它由于细胞质基因体内生 理机能失调,以致雄性器官发育不良没有 生殖能力,但它的雌蕊是正常的,可以接 受外来花粉而受精结实。其余5种基因型都 是可育的,如果以不育型为母本,分别与5 种可育型杂交将会出现以下三种情况:
(3)S(rr) ×N(Rr) →S(Rr)+S(1r),或S(rrT) ×S(Rr) →S(Rr)+S(1r),F1表现育性分离, 说明N(Rr)或S(Rr)具有杂合的恢复能力, N(Rr)的自交后代能选育出纯合的保持系 N(玎)或恢复系N(RR);而S(Rr)的自交后代 能选育出不育系S(n)和纯合恢复系S(RR)。 质核互作雄性不育的一大特点是能实 现不育系、保持系、恢复系配套,并能通 过三系法将杂种优势应用于生产。
(三)两系杂种品种的选配及利用
光温敏不育系属核不育类型,同类正常 品种都可以做恢复系,所以用来选配杂种 品种的恢复系很多,包括生产上应用的各 种优良品种,各种质核互作雄性不育的恢 复系以及最新育成的一些有希望的苗头品 系。
光温敏不育系的育性随光温条件变化而变化, 人们可以利用其在稳定可育时期抽穗开花 进行自交繁殖,又可以利用其在稳定的不 育时期抽穗开花与父本品种(恢复系)按一 定行比种植进行制种,这就是光温敏不育 通过二系法利用杂种优势的生产程序。

高考生物雄性不育和伴性遗传试题及答案

高考生物雄性不育和伴性遗传试题及答案

雄性不育1.水稻的雄性不育植株是野生型水稻的隐性突变体(正常基因M突变为m)。

雄性不育植株不能产生可育花粉,但能产生正常雌配子。

(1)水稻的花为两性花,自花授粉并结种子。

在杂交育种时,雄性不育植株的优点是无需进行____________,大大减轻了杂交操作的工作量。

(2)我国科研人员将紧密连锁不发生交换的三个基因M、P和R(P是与花粉代谢有关的基因,R为红色荧光蛋白基因)与Ti质粒连接,构建____________,通过____________法转入雄性不育水稻植株细胞中,获得转基因植株,如下图所示。

(3)向雄性不育植株转入M基因的目的是让转基因植株____________。

转基因植株自交后代中,雄性不育植株为____________荧光植株,由无荧光植株和红色荧光植株的性状分离比为____________分析,P基因的功能是____________。

(4)雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,而育种工作者构建出的转基因植株的特点是____________。

(5)以转基因植株自交产生的雄性不育植株作为母本,以其他水稻品种为父本进行杂交,获得杂交稻。

转基因植株中的M、P和R基因不会随着这种杂交稻的花粉扩散,这是由于转基因植株____________,因此保证了雄性不育植株和杂交稻不含M、P和R基因。

2.杂交水稻生产技术是我国现代农业研究的一项重要成果,使我国的水稻产量得到大幅度提高,为我国和世界粮食安全作出了重要贡献。

(1)具有相对性状的水稻纯合子杂交,研究者根据 F1、F2的表现型及比例可作出的判断包括,以及通过比较正、反交结果可推断控制该性状的基因是否位于细胞核中。

(2)1970 年袁隆平团队在水稻(野生型)中发现了一株雄性不育植株(雄蕊异常,不能产生有功能的花粉;雌蕊正常,接受外来的正常花粉能受精结实)。

通过分析下图所示的杂交实验,研究者发现该雄性不育性状是由细胞质基因和细胞核基因共同控制的。

5种细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性及育性恢复

5种细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性及育性恢复

5种细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性及育性恢复细胞质雄性不育小麦(CMS)是一种利用雄性不育基因和特定细胞质(质体)实现杂交育种的方法,它具有高效、简便等优点,在新品种培育中得到广泛应用。

然而,CMS小麦败育也是影响作物产量和降低农业可持续发展的重要因素之一。

本文将围绕5种细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性及育性恢复展开讨论。

一、结构紧密的线粒体基因组细胞质雄性不育小麦的线粒体组成不同于普通小麦,线粒体基因组相对结构比较紧密,缺乏间隔序列,这种紧密的结构会诱导线粒体某些基因产生缺陷,进而导致光合作用受到影响、能量代谢紊乱、膜通透性改变等生物学反应,从而使小麦败育。

二、不充分或过量释放线粒体基因产物线粒体基因不充分或过量释放其产物为细胞质雄性不育小麦败育的主要原因。

线粒体基因产物的不充分释放可能是由于异常的转录、翻译和基因组拷贝等多种因素导致,线粒体呼吸链和氧化磷酸化途径功能减弱,呼吸过程中氧化磷酸化作用酶的数量和活性降低,直接影响细胞的光合复合物和能量代谢,从而导致小麦败育。

三、线粒体基因内的突变线粒体基因的突变也可引起细胞质雄性不育小麦败育,突变是由于线粒体基因自身的遗传特性引起线粒体生物合成过程出现差错,导致突变。

突变的原因有很多,包括自然选择、外来DNA插入和放射线等,突变类型有替换、缺失、插入和转座等。

这些突变可导致线粒体基因失去正常的活性,进而导致光合作用和能量代谢等过程失调,从而使小麦败育。

四、线粒体基因与染色体相互作用线粒体基因和染色体的相互作用也是小麦败育的原因之一。

实际上,线粒体基因和核基因总是相互作用的,因为在表现线粒体发育、功能和代谢水平时,线粒体基因做出决定性的贡献。

因此,当核基因和线粒体基因相互配对时,可能会导致特定线粒体变异在染色体上表现出连锁现象,从而导致小麦的一部分膜和酵素的失调,进而导致小麦败育。

五、育性恢复解决细胞质雄性不育小麦败育的一个有效途径是通过育性恢复。

利用杂种优势的途径五:利用植物雄性不育性.

利用杂种优势的途径五:利用植物雄性不育性.

利用植物雄性不育性生产杂种种子雄性不育是指雄性器官发育不良,失去生殖功能,导致不育的特性。

雄性不育性在植物界普遍存在。

据Kaul(1988)报道,已经在43科162属617个物种及种间杂种中发现了雄性不育,其中包括玉米、水稻、小麦、高粱、油菜、棉花等主要农作物。

雄性不育可以作为重要工具用于各种作物的杂交育种和杂种优势利用,特别是自花授粉作物和常异花授粉作物的杂种优势利用,更是把雄性不育作为最重要的途径。

当杂交母本获得了雄性不育性,就可以免去大面积繁殖制种时的去雄劳动,降低生产成本,提高杂种种子质量,带来更大的经济效益。

一、植物雄性不育性的分类(一)质核互作雄性不育质核互作雄性不育是受细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型,常被简称为胞质不育(CMS)。

当胞质不育基因S存在时,核内必须有相对应的隐性不育基因rr,个体才表现不育。

在杂交或回交时,只要父本核内没有显性可育基因R,则杂交子代一直保持雄性不育,表现细胞质遗传的特征。

如果细胞质基因是正常可育基因N,即使核基因是rr,个体仍然正常可育;如果核内存在显性可育基因R,不论细胞质是S或N,个体均表现育性正常。

按照细胞质中有可育基因N或不育基因S,细胞核中有显性可育基因RR,隐性不育基因rr,杂合基因Rr,质核结合后将会组成6种基因型(表10-1)。

6种基因型中只有S(rr)一种不育,具有这种基因型的品系或自交系就称雄性不育系,简称不育系(A)。

它由于细胞质基因体内生理机能失调,以致雄性器官发育不良没有生殖能力,但它的雌蕊是正常的,可以接受外来花粉而受精结实。

其余5种基因型都是可育的,如果以不育型为母本,分别与5种可育型杂交将会出现以下三种情况:表10-1 质核互作的6种遗传结构细胞核基因细胞质基因RR Rr rr N(可育)N(RR)可育N(Rr)可育N(rr)可育S(不育)S(RR)可育S(Rr)可育S(rr)可育(1)S(rr)×N(rr)→S(rr),F l全部表现不育,说明N(rr)具有保持不育性在世代中稳定传递的能力,具有N(rr)基因型的品系或自交系称雄性不育保持系,简称保持系(B)。

水稻的雄性不孕性

水稻的雄性不孕性

水稻的雄性不孕性
水稻雄性不育系是一种特殊的水稻类型,在它的自身花器中,雄性器官发育不完善,因此不能形成正常的花粉(但雌性器官发育正常),也就无法自行繁殖,需借助外来的水稻花粉才能结出种子。

水稻雄性不育系和水稻雄性不育保持系进行杂交,所得种子依然为不育系。

水稻雄性不育系和水稻雄性不育恢复系进行杂交,所得种子为普通的杂交稻种。

《水稻的雄性不孕性》是“共和国”勋章获得者、中国工程院院士、国家杂交水稻工程技术研究中心主任、湖南省政协原副主席袁隆平于1966年发表的一篇论文。

1966年2月,袁隆平在《科学通报》发表的论文《水稻的雄性不孕性》。

正是这篇论文,开启了他的水稻深度科研之路。

论文仅仅四个版面,特别简洁。

但中国人开始吃饱饭,或肇始于此。

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雄性不育系
几乎所有的二倍体植物,不论是野生或栽培的,都可以找到导致雄性不育的核基因。

据不完全统计,现已发现近200种植物存在着核质互作型的雄性不育性,其不育程度和遗传稳定性颇不相同。

育种上需要的是对环境条件不敏感,能够稳定遗传的雄性不育系。

雄性不育系主要在杂种优势利用(植物)上作母本,可以省去去雄工作,便于杂交制种,为生产上大规模利用杂种一代优势创造条件。

核、质互作型不育系的种子繁殖,须靠一个花粉正常而又能保持不育系不育特性的雄性不育保持系授粉。

杂交制种则须有一个花粉可育,并能使杂种恢复育性的育性恢复系。

这样,不育系、保持系和恢复系(分别简称A、B和R 系)三系配套,就成为利用不育系以大量配制杂交种子的重要前提。

雄性不育系主要可分两类:
一、细胞核雄性不育系
即由控制花粉正常育性的核基因发生突变而形成的不育系。

1、不育机制:一般由1对隐性基因控制,但也有由2~3 对隐性基因互作而产生的雄性不育性(如莴苣)。

假如控制花粉正常育性是一对显性基因RfRf,则由于隐性突变,杂合体Rfrf自交后将会分离出纯合基因型rfrf,表现为雄性不育。

大麦、玉米、高粱、大豆、番茄、棉花等很多作物都有这样的突变体。

但偶尔还发现有杂合的显性核不育现象。

其正常可育的基因型为msms,而经显性突变后产生的杂合基因型Msms会由于Ms的显性作用表现为雄性不育,当它被正常育性植株msms授粉结实时,其子代按1:1比例分离出显性不育株和隐性可育株,并依此方法代代相传。

1972年中国在山西省发现的由显性单基因控制的太谷核不育小麦就属于此类。

2、利用:因隐性核不育系难以找到有效的保持系,故不能大量产生不育系种子供制种用;但可用杂合可育株给不育株授粉,在正常育性受 1对显性基因控制的情况下,其子代将按1:1比例分离出纯合不育株和杂合可育株。

用杂合可育株对不育株授粉,下一代育性分离仍是1:1的比例。

采用这种作法可以较大量地繁殖不育株与可育株的混合群体。

这种群体内既有不育株又有保持不育性能力的植株,有人因此称之为两用系。

杂交制种时,必须在开花前剔去母本群体内的可育株,以保证制种的纯度。

一般栽培品种都可作隐性核不育系的恢复系,因此易于配出强优势组合。

但要在混合群体开花前的短促时间内剔除全部可育株,对于繁殖系数低、用种量大的作物常因十分费工而不易做到。

1965年,美国R.T.拉梅奇为解决大麦核不育系种子繁殖的困难,提出利用“平衡三级三体”的遗传机制:即在正常染色体上具有隐性雄性不育和隐性稃色正常的基因,在额外染色体上有相应的显性可育基因,并在其附近设法引入一个能使稃壳有色的显性标志基因,两者紧密连锁。

额外染色体一般不能由花粉传递,只能以30%的比例由雌配子传给下代。

这样的三级三体自交后将产生二体和三体两类植株,二体植株具纯合的雄性不育基因和正常稃色;三体植株带有一个显性可育基因和有色稃壳。

通过光电比色装置对种子稃色进行筛选,可将带雄性可育基因的有色种子剔除,以繁殖纯不育系。

这一设想后得到实现,育成了1个大麦杂交种,并在生产上推广。

但后来在推广繁殖过程中,发现额外染色体通过雄配子的传递率比预期的高,上述机制受到干扰,而且杂种优势不够强,因而停止应用。

对于繁殖系数高、用种量少的作物如番茄等,则可直接应用两用系作母本,于开花前逐株检查育性并剔除可育株,授以父本恢复系花粉,产生杂交种子。

总之,核不育系由于难以找到保持系,目前在生产上仍不能有效利用。

而单基因控制的太谷显性核不育小麦在没有作出标志基因之前,只能作为常规育种中开展轮回选择和回交育种的亲本之用。

二、质、核互作或细胞质雄性不育系
即由细胞质基因与核基因互作而产生的雄性不育系。

1、不育机制:若胞质内存在不育基因S,而在相应的细胞核内又具有 1对纯合隐性不育基因rfrf,则这种具有S(rfrf)基因型的植株就表现为雄性不育。

但若核内为纯合或杂合的显性恢复基因即RfRf或Rfrf所代替,胞质S基因的作用便受到抑制而使植株表现为可育。

如果胞质内存在着可育基因N,则不论核基因是否可育,其植株全都表现可育。

可见对这类不育性起主导作用的是胞质基因。

胞质基因S可能来自突变,也可通过核置换将栽培品种的核通过多次回交法导入远缘的属、种、亚种以及地理远缘品种的胞质中,利用核质间不协调而产生雄性不育性。

如水稻野败型、高粱迈罗型、玉米T型和C型、小麦提莫菲维型和拟斯卑尔脱型等雄性不育系都属于这一类。

2、利用:质、核互作雄性不育系的优点是易于三系配套。

基因型为 N【rfrf】的一般栽培品种都可成为保持系,而基因型为S【RfRf】或N【RfRf】的栽培品种或杂交选系可成为恢复系。

1970年中国在海南岛崖县发现野败型水稻不育株,经选用栽培稻品种连续回交数代,育成了野败型不育系,上述轮回亲本便分别成为相应的保持系。

此后又经测交筛选,发现IR24等引入品种对野败型不育系具有很强的恢复力。

此外,还用杂交导入恢复基因等方法选育出一批优良恢复系。

质、核互作不育系在生产利用上比较简便,只要设置两个隔离区,即不育系繁殖区和制种隔离区,就可以生产大量杂交种。

现已广泛应用于水稻、高粱、玉米、甜菜、洋葱、蜡烛稗等作物,收到了很大经济效益。

但也发现某些不育胞质会带来一些不利影响。

例如,玉米T型不育胞质是小斑病菌T小种专化侵染的对象,美国一度因此受到较大的经济损失;T型不育胞质使小麦杂交当代种子皱瘪和发芽率降低等。

但随着育种研究的进展,这些缺点正在得到克服。

质、核互作不育系作为杂种优势利用的有效手段正在日益发挥着重要的作用。

图3-2 母系遗传与核遗传正反交比较
从杂交实验的结果可以看出,紫茉莉F1植株的颜色,完全取决于种子产生于哪一种枝条,而与花粉来自哪一种枝条无关。

也就是说,F1的性状,完全是由母本决定的。

像这样,具有相对性状的亲本杂交,F1总是表现出母本性状的遗传现象,叫做母系遗传。

母系遗传是细胞质遗传不同于细胞核遗传的一个主要特点。

植物为什么会发生雄性不育现象呢?研究表明,小麦、水稻和玉米等作物,它们的雄蕊是否可育,是由细胞核和细胞质中的基因共同决定的。

在细胞核和细胞质中,都含有决定雄蕊是否可育的基因,其中,细胞核的不育基因用r表示,可育基因用R表示,并且R对r为显性;细胞质的不育基因用S表示,可育基因用N表示。

在上述四种基因的关系中,细胞核可育基因(R)能够抑制细胞质不育基因(S)引的表达,因此,当细胞核可育基因(R)存在时,植株都表现为雄性可育;当细胞质基因为可育基因(N)时,无论细胞核具有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育;只有当细胞核不育基因(rr)与细胞质不育基因(S)同时存在时,植株才能表现为雄性不育。

核-质互作形成的雄性不育系,其遗传组成为S(rfrf),不能产生正常的花粉,但可作为杂交母本。

由于能找到保持系N(rfrf)〔用它与不育系杂交,所产生的F1仍能保持雄性不育,即:S(rfrf)(♀)×N(rfrf)(♀)→S(rfrf)(F1)(不育)
接受恢复系S(RfRf)或N(RfRf)〔用它们与不育系杂交,所产生的F1都是可育的,即:S(rfrf)(♀)×S(RfRf)→S(Rfrf)(F1)(可育),或S(rfrf)(♀)×N(RfRf)→S(Rfrf)(F1)(可育)的花粉,使F1恢复为雄性可育,F1植株自交产生F2,所以在农业生产上可以广泛应用。

雄性不育系可以免除人工去雄,节约人力,降低种子成本,还可保证种子的纯度。

目前水稻、玉米、高粱、洋葱、蓖麻、甜菜和油菜等作物已经利用雄性不育系进行杂交种子的生产;对其他作物的雄性不育系,也正在进行广泛的研究。

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