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分子植物育种
(
网络版
)
Fenzi Zhiwu Yuzhong (Online)
1138
It was verified that the fertile plants carried an
Rf
gene and had heterozygous genotype
Rf/rf
. But,the
Rf
gene could not be found in
individual sporophyte of maintainer lines. It assumed that the nuclear
Rf
gene of these fertile plants could not be introgressed from
male sporophyte used to multiplication rice CMS-D1 lines.
Keywords
Restorer-of-fertility (
Rf
) gene; Cytoplasmic male sterility of Dian 1 type line (CMS-D1); Gene introgression; Fertile
plant; Multiplication
研究背景
在水稻不育系繁殖群体中出现少量的自交结
实株混杂，是不同类型水稻细胞质雄性不育系中普
遍发生的问题。对此研究表明，保持系的混杂是繁
殖不育系群体中出现的自交结实株的主要来源
(
陈
玉虎
, 1990,
浙江农业科学
, (3): 125-127;
舒庆尧等
,
1996;
张世辉等
, 2002;
孙海波等
, 2003; Yashitola et
al., 2004)
。其次，是不育系中存在外观性状上与保
持系相似的能自交结实的正常可育株，混杂的这类
可育株对不育系具有育性恢复能力
(
陆作楣等
, 2000;
刘学军和孙林静
, 1999)
。
目前，对于各类型不育系中可育株核恢复基因
来源的问题看法并不一致。有报道认为，可育株的
恢复基因是由于不育系核不育基因存在遗传不稳
定性而产生
(
周天理等
, 1992)
，或是由于保持系的微
效恢复基因积累所产生
(
雷捷成等
, 1984)
。更多的研
究认为，在野败型
(
陆作楣等
, 2000)
、红莲型
(
王际
凤和陆作楣
, 2007)
和
BT
型
(
陈玉虎
, 1990,
浙江农
业科学
, (3): 125-127;
刘学军等
, 2004)
不育系中出
现的可育株恢复基因来自同类
(
籼稻
/
粳稻
)
杂交稻
中的恢复基因的直接渗入和间接渗入。直接渗入是
由于恢复基因
Rf
迁移到不育系直接产生可育株，其
杂交和测交后代群体表现广泛的育性和性状分离；
间接渗入是恢复基因先迁移到保持系，再传递到不
育系产生可育株，这类可育株在外观性状上与不育
系相似，难于识别。
在滇型杂交粳稻育种实践中，我们也发现育性
稳定的用于配制组合的滇
1
型不育系中始终产生少
量携带恢复基因的可育株，其在外观性状上与相应
保持系一致，正常花粉率约为
50%
，细胞质仍表现
雄性不育，细胞核拥有一个能使滇
1
型不育系育性
恢复的恢复基因，位于水稻恢复基因
Rf-1
位点
(
文
建成等
, 2008; Wen et al., 2010)
。但滇
1
型不育系中
产生的可育株恢复基因的来源是否如他人研究报
道一样，是由于粳型杂交稻或粳稻恢复系的恢复基
因渗入到保持系，再迁移到不育系，在不育系群体
中产生携带恢复基因的可育株，迄今没有得到证
实。据此，本研究分析了不同年份不同地点用于繁
殖滇
1
型不育系的父本保持系，以及繁殖不育系群
体中出现的可育株恢复基因
Rf-1
位点，来探讨可育
株的恢复基因是否因繁殖不育系的父本保持系孢
子体携带核恢复基因迁移产生。这将为制定高纯度
不育系繁殖技术措施提供参考依据。
1
结果与分析
1.1
不育系繁殖群体中可育株的田间鉴别
对
2008
年
(
蒙自
)
和
2010
年
(
昆明
)
种植的
2
个滇
1
型不育系黎榆
A
和榆密
15A
的繁殖群体的
41 452
株不育系的开花期花药进行检查，筛选到
13
株花
药开裂散粉的植株，称之为“可育株”，其出现频
率为
0.031% (
表
1)
。在外观形态上，这些可育株与
其相应的不育系一致，但是有大约
50%
的正常花粉
率，能自交结实，套袋结实率在
73.8%~80.1%
之间，
各不育系群体中可育株单株间的结实率并无明显
差异。
1.2
可育株后代群体的结实率分析
用
13
株可育株给其相应不育系授粉，产生的
13
个
BCF
1
代群体的单株结实正常，各群体间套袋
结实率平均在
68.9%~81.2%
之间，各群体中均未出
现不育或低育株，各群体单株间结实率没有明显差
异
(
表
2)
。此外，用这
13
株可育株给另外
2
个滇
1
型不育系滇系
5
号和合系
42
授粉所得的
F
1
代具有
较高的结实率，单株结实率为
40.1%~85.9%
，各群
体平均结实率在
55.9%~75.6%
之间，也没有出现不
育或低育株
(
表
2)
。结果说明这些可育株对滇
1
型不
育系具有育性恢复功能。
在蒙自和昆明产生的这
13
株可育株自交
S
1
群
体，次年在昆明种植结实也正常，群体间平均结实
率在
68.6%~83.2%
之间，各群体单株间结实率也没
有明显差异，任何
S
1
群体没有表现低育或不育现象
(
表
2)
。这表明这些可育株的育性不受种植环境影响。
1.3
繁殖不育系亲本保持系及可育株的
Rf-1
位点鉴定
利用
CAPS
标记
M49609
Bst
UI
分析了用于繁殖
2
个不育系的父本保持系孢子体的恢复基因位点，
结果表明所有保持系都没有携带核恢复基因。在蒙
自和昆明，用于繁殖不育系榆密
15A
的父本保持系
榆密
15B
共计
623
株，都没有出现
810 bp
大小的与