植物雄性不育性在作物杂交优势育种中的应用

植物雄性不育性在作物杂交优势育种中的应用

学生：赵坤 江汉大学文理学院生物与环境工程学部 指导老师：吴春红 江汉大学文理学院生物与环境工程学部

摘要

植物雄性不育是高等植物的一种普遍现象，是植物杂种优势利用的工具，具有重要的生产利用价值。植物雄性不育可从自然突变中发现，也可通过远缘杂交、人工诱变、细胞工程和基因工程等方法来创造。植物雄性不育系的选育则可通过远缘杂交和回交转育，回交转育和保持类型品种、品系间杂交选育。为了保证杂交种的强大杂种优势，杂交制种技术是关键，因此，在杂交种制种过程中，应选择严密的隔离区，确定适宜的父母本播期及行比，严格去杂去劣，及时去雄及人工辅助授粉，适时收获、晾晒及储藏。

本文从遗传学、细胞学、分子生物学以及生物化学等其他交叉学科领域对植物雄性不育现象以及其在作物杂交育种中的应用进行了综述。雄性不育系选育是杂种优势利用的基础性研究工作，本文主要分为细胞核雄性不育在作物育种上的利用和核质互作雄性不育基本原理在育种工作中的指导作用两个方面进行综述。本论文是为了使阅读本论文的读者可以清晰明确的了解植物雄性不育现象及其在作物杂交育种中的应用和发展研究的现状。

关键词

植物雄性不育； 杂交优势育种； 制种技术

Abstract

Plant male sterility of higher plants, is a kind of common phenomenon heterosis use tool plant, and has important production use value. Plant male sterility from natural mutations can be found in distant hybridization, also can pass, artificially induced, cell engineering and gene engineering method to create. Plant breeding of male sterile lines may be through distant hybridization and back into the elite commercial, back into the elite commercial and keep type variety, hybridization between strain breeding. In order to guarantee the strong hybrid heterosis, hybrid breeding technology is the key, therefore, in hybrid varieties breeding process, should choose strict quarantine, determine suitable sowing dates and do the parents than, strictly to go bad, timely QuXiong noise and the artificial auxiliary pollination, timely harvest, drying and storage.

This article from genetics, cytology, molecular biology and biochemistry and other interdisciplinary field to plant male sterility in its crops phenomena, and the application of hybrid breeding are reviewed. Breeding is of male sterile lines of heterosis use fundamental research work, this paper mainly divided into nuclei in crop breeding male sterility the use and nuclear qualitative interactions male sterility in breeding of basic principle of the guiding role of the two were reviewed. This essay is to make reading this thesis readers can clear understanding of male sterile phenomena and plant in crops the application and development of cross breeding present situation of the research.

Key words

Plant male sterility; Heterosis breeding; Breeding technology

目 录

绪 论.................................................................... 4 1植物雄性不育产生的原因及其类型分析 ...................................... 1

1.1植物雄性不育产生的原因 ............................................ 1

1.1.1属间杂交引起的雄性不育 ...................................... 1 1.1.2种间杂交引起的雄性不育 ...................................... 2 1.1.3种内杂交引起的雄性不育 ...................................... 2 1.1.4自然突变引起的雄性不育 ...................................... 2 1.2植物雄性不育的类型 ................................................ 3

1.2.1细胞核雄性不育 .............................................. 3 1.2.2细胞质雄性不育 .............................................. 4

2植物雄性不育性在作物杂交优势育种中的应用 ............... 错误！未定义书签。

2.1植物雄性不育的诱导方法 ............................................ 5

2.1.1化学方法 .................................................... 5 2.1.2物理方法 .................................................... 5 2.1.3分子生物学方法 .............................................. 6 2.2杂种优势利用的基本原理 ............................................ 6 2.3细胞核雄性不育在作物育种上的利用 .................................. 6 2.4核质互作雄性不育基本原理在育种工作中的指导作用 ................... 10 2.5杂交制种技术 ..................................................... 14

2.5.1隔离区选择 ................................................. 14 2.5.2制种技术 ................................................... 14

3讨论 ................................................................... 15 致谢..................................................................... 16 参考文献................................................................. 17

绪 论

植物雄性不育是指植物雄性生殖器官不能产生正常功能的雄配子——花粉的现象，如植物花药中无花粉、花粉败育和不裂药等均属雄性不育。在高等植物中，雄性不育是一种普遍现象，早在1763年德国学者 Kulrcute 就观察到植物雄性不育现象，达尔文(1890)对植物雄性不育现象作了报道，以后Correns(1904) 、Bateson (1908) 、Rhoades (1933) 、Owen (1940) 、Stephens(1954) 、木原均(1951) 、袁隆平(1964)等分别在欧洲夏季薄荷、甜菜、烟草、玉米、高粱、小麦、水稻等作物中发现雄性不育并开展系统研究。Kaul (1988)在“高等植物雄性不育”专著中，综述了2 989 篇论文，报道了植物43个科162个属617个物种中有雄性不育现象，其中单子叶植物禾本科、双子叶植物茄科、豆科和十字花科中的植物雄性不育现象引起了人们的重视，这些植物具有重要的经济价值。发现雄性不育株可以培育成不育系，利用不育系生产杂交种子，为增加农作物产量、改进品质、增加抗性和适应性提供优异种源。

[1]

本论文的主要目的就是归纳总结了近年来国内外先进的植物雄性不育杂交育种技术在实际中的应用。旨使读者通过对本论文的阅读可以清晰明确的了解到植物雄性不育系的选育方法，在作物杂交优势育种中的应用及其发展研究的现状与展望。

1植物雄性不育产生的原因及其类型分析

1.1植物雄性不育产生的原因

植物雄性不育早在1763年Kolreuter就观察到了，Darwin 1890年也作过报道，以后在石竹科（Caryophyllacease）,百合科（Liliacease）、石楠属（Photinia lindl）和其它属中发现雄性不育，据Edwardson 1970年统计，已在80多种高等植物中发现了具有细胞质遗传的雄性不育品系。加上细胞核控制的以及近十多年发现

[2]

的新不育系，其品类就更多了。

1.1.1属间杂交引起的雄性不育