细胞质抗除草剂谷子遗传发育特点及应用研究

学习分享 摘要 目的 研究细胞质抗除草剂基因对谷子性状和发育的影响 方法 利用细胞质抗除草剂谷子与敏感型谷子正反交和多代回交等方法 获得了同核异质杂交群体和近等基因系 比较其F1 F2 回交和复合杂交世代的群体差异和近等基因系的生长发育差异 结果 具有抗除草剂细胞质的谷子苗期发育迟缓 抽穗晚 灌浆时间短 用其杂交获得的回交 复合杂交及F2的多数群体表现了生长弱势 但是具有细胞质除草剂抗性的谷子 在杂交F1代可产生较大的杂种优势 回交 复合交和F2代有较大的分离 并且个别组合表现了与敏感细胞质一样的丰产性 结论 细胞质抗除草剂基因对谷子的生长和性状发育有影响 但利用杂交种可避免细胞质抗性产生的不利影响 获得丰产性 对抗性杂交群体和个体进行选择可达到预期效果 在对抗除草剂谷子选育时 应注重苗期发育快 根系发达 抽穗早 灌浆速度快的单株 把以上的研究结果应用于实践 获得了多个细胞质抗除草剂谷子的丰产杂交组合和品系 分享内容 材料与方法 结果与分析 讨论与结论 引言 引言 本研究的重要意义前人研究进展本研究切入点拟解决的关键问题 研究意义 谷子是中国北方最古老的作物之一 其抗旱耐瘠 富含多种营养 深受农民朋友和消费者的欢迎 随着地球上水资源的缺乏和现代杂粮热的兴起 谷子在粮食生产中的地位越来越重要 但是谷子粒小苗弱 不具有抗除草剂能力 致使其田间作业繁重烦琐 另外 谷田杂草数量大 种类多 一些近缘杂草很难与谷子相区别 间苗除草不及时易造成草荒 减产可达25 左右 所以 严重影响了谷子生产的发展 因此 利用化学除草 在生产上推广抗除草剂谷子是减少杂草危害实现集约化生产的有效途径 研究进展 Darmency等在1985年进行了这种细胞质抗性野生狗尾草与栽培谷子的杂交 证明杂交种主要农艺性状处于双亲之间 提出创造抗除草剂谷子生产用种是可行的 从而 为细胞质除草剂抗性的应用提供了理论依据 研究切入点 近几年来 中国谷子育种专家已把细胞质除草剂抗性转育到了栽培种上 培育出了细胞质抗除草剂谷子新品系 它们均已脱离了野生性 在农艺性状 穗部性状和籽粒性状上与敏感型谷子没有大的差别 但生产上未能大面积推广 因为细胞质抗除草剂谷子品系普遍存在着丰产性不稳定 产量偏低等问题 籍贵苏等对其发育过程和杂交后代表现进行了研究 证明细胞质抗性对谷子生长发育是有影响的 为解决这个问题 使谷子的细胞质抗性尽快在生产上发挥其应有的效应 研究细胞质抗除草剂谷子的遗传发育特点及利用方法 对现有品系进行改良是非常必要的 拟解决的关键问题 本文利用敏感型品种做对照 研究细胞质抗除草剂谷子杂交后代不同世代群体性状表现和发育进程的差异 找出其性状和发育存在的问题 提出对细胞质抗性谷子进行改良和抗性利用的方法途径 应用于谷子的育种和生产 为细胞质抗除草剂谷子的选育提供理论依据和实践指导 材料与方法 细胞质抗除草剂材料 以下简称抗性材料 R285 0995 0971 0997 0945 815 0951 R125细胞质抗除草剂不育系材料 简称抗性不育系 814A 1026A 765A除草剂表现敏感的材料 简称敏感材料 豫谷2号 谷丰1号 Ch5 YF3和C445 材料与方法 利用抗性材料分别与敏感材料组成杂交组合 通过正反交 回交和复合杂交获得F1 F2 BC1F1及复合交的成对正反交种子 田间分别把0971和豫谷2号以小区相间种植 通过2个材料的生长发育曲线分析其生长差异 用t测验检测每期性状差异显著性 结果与分析 抗除草剂谷子杂种优势表达同核异质回交和复合杂交群体以及F2群体的性状差异比较抗性和敏感型品种发育差异分析研究结果在谷子育种中的应用 表1抗性材料和敏感材料杂交组合的亲本及其F1均值显著性测验 表2抗除草剂谷子杂种F1代的超亲优势值 表3回交 复合杂交世代同核异质群体的性状差异比较 t测验 表4F2代同核异质群体性状均值显著性比较 t测验 表50971与豫谷2号生育期间性状的差异 本研究提出利用抗除草剂谷子杂交种是可以避免抗性带来的不利影响获得丰产性的 利用选配亲本和系选的方法 注重生育期间丰产性的选择 也可以对抗性材料进行改良 获得丰产性 以上面的理论作指导 注重组配亲本的选择和单株的苗期发育 根系状况和抽穗早晚的选择 获得了丰产性好的细胞质抗除草剂两系杂交组合814A 0945 1026A 谷丰1号和765A 0997 这3个杂交组合在穗部性状上表现出穗大 穗重 结实性好 单穗重比对照谷丰1号分别高出22 6 32 5 和35 4 谷子育种中的应用 获得的细胞质抗除草剂谷子新品系815和0951 长势突出 抗倒抗病 丰产性好 815是由抗性材料R219辐射选育而来 0951是由R125 229经过多代选择而成 两者株高分别为105cm和100cm 生育期均为90d 纺锤型穗 黄米 黄谷 产量水平均达到并超过生产推广品种水平 815在2004年和2005年华北区产比试验中80 的试点表现增产 增产幅度在3 2 24 9 0951在2004年的抗旱组产比试验中比豫谷2号增产7 4 同年在高产组产比试验中与对照豫谷5号产量持平 增产0 46 两者的生产示范也取得了较好的效果 丰产性突出 田间管理省时省工 减少了杂草为害 受到农民欢迎 讨论 本次研究利用栽培种之间杂交 F1代产生了较大杂种优势 并证明杂交后代具有较大的分离 有些组合在分离世代也可表现较好的丰产性 从而提出抗性细胞质的不利影响是可以得到改良的 利用F1的杂种优势可以弥补抗性带来的不利影响 对抗性杂交群体和个体进行选择可达到预期效果 获得丰产品系 讨论 前人的研究认为抗除草剂细胞质主要对产量性状产生影响 密度越大 产量损失越严重 本次对0997和豫谷2号异质近等基因系的多个性状的动态发育过程进行研究 认为抗性细胞质对谷子的影响是贯穿在整个生长期和多个性状 表现了苗期发育迟缓 根系发育差 抽穗晚 灌浆速度慢 提出对其进行单株选择要注重生长过程的选择 选苗期发育快 苗壮 根系发达 抽穗早 灌浆速度快的植株 为细胞质抗性的谷子育种提供了选育依据 结论 谷子细胞质抗除草剂基