玉米CMS-C同质异核不育系育性恢复的遗传研究

作     者：赵卓凡 黄玲 刘永明 张鹏 魏桂 曹墨菊 Zhuofan Zhao1, Ling Huang1,2, Yongming Liu1, Peng Zhang1, Gui Wei1, Moju Cao1

作者机构：四川农业大学玉米研究所教育部作物基因资源与遗传改良重点实验室农业部西南玉米生物学及遗传育种重点实验室成都611130 四川省农业科学院经济作物育种栽培研究所成都610300 

出 版 物：《遗传》 (Hereditas（Beijing))

年 卷 期：2018年第40卷第5期

页      面：402-414页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：国家重点研収计划项目(编号:2016YFD0101206) 四川省科技厅支撑计划项目(编号:2016NZ0106)资助 

主　　题：玉米 CMS-C 育性恢复 双交群体 

摘      要：玉米是最早利用细胞质雄性不育系生产杂交种的作物之一,C型细胞质雄性不育系(C-type cytoplasmic male sterile,CMS-C)在杂交种生产中具有重要的作用,育性恢复的稳定性直接影响其应用价值。然而,玉米CMS-C的育性恢复机理复杂,且至今仍不明确。为进一步探究玉米CMS-C育性恢复的影响因素,本研究以玉米CMS-C同质异核不育系C48-2、C黄早四和C478为母本,分别与测验系18白、自330、5022以及恢复系A619组配杂交获得F1。其中育性恢复F1通过自交获得F2,并以育性恢复F1为父本分别给育性保持F1授粉,组配双交群体,共获得4个F2群体,6个双交群体。同时以不育系C48-2、C黄早四和C478为母本,各自的保持系48-2、黄早四和478为父本杂交组配不完全双列杂交F1。将所有杂交组合的F1、F2以及双交组合群体分别在不同年份不同地点种植观察,通过植株田间育性调查并结合室内花粉镜检鉴定育性表现。结果表明:1)同一测验系对玉米CMS-C同质异核不育系的恢保关系不同,暗示不育系的核背景参与调控育性恢复表现;2)在不同年份不同地点对(C48-2×A619)F2群体进行种植观察,发现不同环境下F2群体可育株与不育株的分离比均符合15∶1,但在云南种植的可育株的育性级别主要为Ⅲ和Ⅳ级,而在四川种植的可育株的育性级别主要为Ⅴ级,表明环境对恢复系A619恢复后代的育性表现有影响;3)通过恢保关系测定发现18白不能恢复C478,48-2也不能恢复C478,但双交群体[(C478×18白)F1S×(C48-2×18白)F1F]后代却出现了可育株与不育株的分离;同理,双交群体[(C48-2×自330)F1S×(C478×自330)F1F]的后代也出现了可育株与不育株的分离。因此,本文推测C48-2、C478核背景中存在微效恢复基因,这些微效基因与18白、自330中的微效恢复基因通过杂交聚合后能使C478、C48-2的育性恢复,暗示玉米CMS-C的育性恢复呈现一定的剂量效应。这些结果为进一步认识玉米CMS-C育性恢复的复杂性和多样性奠定了基础,为深入研究玉米CMS-C育性恢复机理以及加快CMS-C在不育化制种中的应用提供重要参考。