1、 雄性不育在杂种优势中的利用雄性不育在杂种优势中的利用一、雄性不育概念及类别一、雄性不育概念及类别二、质核互作雄性不育及其在生产上的利用二、质核互作雄性不育及其在生产上的利用三、核雄性不育及其在生产上的利三、核雄性不育及其在生产上的利用用四、选育三系的方法四、选育三系的方法重点掌握内容重点掌握内容:核不育有几种类型，每种类型在生产核不育有几种类型，每种类型在生产上的利用状况如何？上的利用状况如何？三、核雄性不育三、核雄性不育及其在生产上的利及其在生产上的利用用一对基一对基因控制因控制两对基两对基因控制因控制单隐性基因控制单隐性基因控制单显性基因控制单显性基因控制两对显性基因共同控制两对显性基因
2、共同控制两对隐性基因共同控制两对隐性基因共同控制（一）单隐性基因（一）单隐性基因(msms)控制的雄性不控制的雄性不育性育性 1.如何产生的？如何产生的？MsMs 正常可育正常可育诱变诱变Msms正常可育正常可育MsMs 2Msms msmsmsms（不育株）（不育株）MsMs（可育株）（可育株）MsmsMsMs Msms msmsMsms msms 3:1Msms msms 1:1 自由授粉，在自由授粉，在不育株上收种不育株上收种可可育育株株不不育育株株按按52的行比分别播的行比分别播种从不育株上收获的种种从不育株上收获的种子和恢复系的种子；子和恢复系的种子；在不育系中可育株与在不育系中可育
3、株与不育株各占不育株各占50%，开花时，开花时逐株鉴别，拔除可育株；逐株鉴别，拔除可育株；成熟时，收获不育株成熟时，收获不育株上的种子，即为杂交种。上的种子，即为杂交种。F1 MsmsmsmsMsMS（二）单显性基因控制的雄性不育性（二）单显性基因控制的雄性不育性（MsMs）:不能得到稳定的不不能得到稳定的不育系；育系；不能制成完全可育不能制成完全可育的商品杂交种。的商品杂交种。生产上无法利用单显性基因控制的雄性不育生产上无法利用单显性基因控制的雄性不育性，来生产杂交种。性，来生产杂交种。MsMS（不育）（不育）msms（可育）（可育）Msms msmsMsms msms典型的太谷核不育就是由
4、显性单基因控制典型的太谷核不育就是由显性单基因控制的，目前在生产上是如何利用的？的，目前在生产上是如何利用的？MsRht10msrht10矮败小麦矮败小麦MsRht10msrht10矮败小麦矮败小麦msrht10msrht10具有不同优良性状的小麦品种具有不同优良性状的小麦品种(高产、优质、抗旱、抗寒等高产、优质、抗旱、抗寒等)MsRht10msrht10msrht10msrht10msrht10msrht10各具不同遗传背景、各具不同优良性状的矮败小麦各具不同遗传背景、各具不同优良性状的矮败小麦按一定的比例混合不同的矮败小麦种子，混合种植，按一定的比例混合不同的矮败小麦种子，混合种植，每年仅
5、每年仅 收获矮秆不育株上的种子，收获矮秆不育株上的种子，2-3代后就会得到聚代后就会得到聚合有不同优良性状的小麦新种质合有不同优良性状的小麦新种质 谢谢！二、质核互作雄性不育及其在生产二、质核互作雄性不育及其在生产上的利用上的利用1.1.质核互作雄性不育及三系的概念质核互作雄性不育及三系的概念 质核互作雄性不育质核互作雄性不育是受细胞质不育基是受细胞质不育基因和因和对应对应的细胞核不育基因共同控制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。的不育类型，常被简称为胞质不育。假设假设 控制细胞质不育基因为控制细胞质不育基因为S,可育基因为可育基因为N；细胞核不育基因为；细胞核不育基因为
6、rf,可育基因为可育基因为Rf。细胞质基因细胞质基因细胞核基因细胞核基因RfRf（可育）（可育）Rfrf（可育）（可育）rfrf（不育）（不育）N（可育）（可育）N(RfRf)N(Rfrf)N(rfrf)S（不育）（不育）S(RfRf)S(Rfrf)S(rfrf)S(rfrf)N(rfrf)S(rfrf)S(rfrf)N(RfRf)或或S(RfRf)S(Rfrf)S(rfrf)N(Rfrf)或或S(Rfrf)S(Rfrf),S(rfrf)具有具有S(rfrf)基因型的品系或自交系称雄性不基因型的品系或自交系称雄性不育系育系,简称不育系简称不育系(male sterile line)。具有具有N
7、(rfrf)基因型的品系或自交系基因型的品系或自交系,具有保具有保持不育性在世代中稳定传递的能力，称雄性持不育性在世代中稳定传递的能力，称雄性不育保持系，简称保持系不育保持系，简称保持系(maintainer line)。具有具有N(RfRf)、S(RfRf)基因型的品系或自交基因型的品系或自交系，能使不育性恢复正常，称雄性不育恢复系，能使不育性恢复正常，称雄性不育恢复系，简称恢复系系，简称恢复系(restorer line)。2.2.遗传特点遗传特点 按雄性不育按雄性不育花粉败育花粉败育发生的过程发生的过程,分为孢分为孢 子体不育和配子体不育的遗传。子体不育和配子体不育的遗传。孢子体不育孢子
8、体不育 花粉育性的表现由孢子体（母体植株）的花粉育性的表现由孢子体（母体植株）的 基因型控制，与花粉（配子体）本身的基基因型控制，与花粉（配子体）本身的基 因无关。因无关。S（rfrf）N（RfRf）或）或S（RfRf）S（Rfrf）配子体不育配子体不育 花粉的育性受配子体本身基因型控制，因此花粉的育性受配子体本身基因型控制，因此配子体基因为不育时花粉表现不育，配子体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表现正常。基因为可育时花粉表现正常。S（rfrf）N（RfRf）或）或 S（RfRf）S（Rfrf）（2）多种质核基因对应的遗传）多种质核基因对应的遗传 在细胞质中存在多个可育
9、和不育基因：在细胞质中存在多个可育和不育基因：N1S1，N2S2，N3S3NnSn，在核内染色体上，在核内染色体上相对的不育基因分别为相对的不育基因分别为rf1、rf2、rf3rfn；其可育基因则相对应为其可育基因则相对应为rf1Rf1、rf2Rf2、rf3Rf3rfnRfn，核内的育性基因总是与，核内的育性基因总是与细胞质的育性基因发生对应互作，不同的质核对细胞质的育性基因发生对应互作，不同的质核对应互作有不同的遗传基础和育性表现，它们之间应互作有不同的遗传基础和育性表现，它们之间是相互独立，互不干扰的。是相互独立，互不干扰的。同一植物内不同的质核不育类型同一植物内不同的质核不育类型,在表型
10、特征和在表型特征和恢复性反应上表现明显的差异。恢复性反应上表现明显的差异。每种不育类型都需要某一特定的恢复基因来恢每种不育类型都需要某一特定的恢复基因来恢复，反映出恢复基因的专效性和对应性。复，反映出恢复基因的专效性和对应性。如如:玉米中玉米中38种来源不同的质核型不育系种来源不同的质核型不育系,根据恢复根据恢复性反应的不同分为性反应的不同分为T、S、C三组。三组。T Rf1Rf2 S Rf3 C Rf4(3)主基因不育和多基因不育主基因不育和多基因不育 所谓主基因不育是指一对或两对核基因与对所谓主基因不育是指一对或两对核基因与对应的不育胞质基因决定的不育性。应的不育胞质基因决定的不育性。多基
11、因不育性是指由两对以上的胞质基因与多基因不育性是指由两对以上的胞质基因与对应的核基因共同决定的。对应的核基因共同决定的。3.在生产上的应用在生产上的应用不育系不育系S(rfrf)保持系保持系N(rfrf)不育系不育系S(rfrf)保持系保持系N(rfrf)不育系不育系S(rfrf)恢复系恢复系S(RfRf)N(RfRf)杂交种杂交种S(Rfrf)恢复系恢复系S(RfRf)N(RfRf)繁殖田繁殖田制种田制种田大田生产大田生产恢复系恢复系不育系不育系二、核雄性不育二、核雄性不育（一）单隐性基因（一）单隐性基因(msms)控制的雄性不控制的雄性不 育性育性 一般不能稳定遗传。但在棉花、甘蓝型油菜一
12、般不能稳定遗传。但在棉花、甘蓝型油菜上已被利用。上已被利用。如何产生和利用？如何产生和利用？msms（不育株）（不育株）MsMs（可育株）（可育株）MsmsMsMs Msms msmsMsms msms 3:1Msms msms 1:1 自由授粉，在自由授粉，在不育株上收种不育株上收种MsMs 正常可育正常可育诱变诱变配置杂交种配置杂交种母本是从不育株上收获的种子，可育株与不育母本是从不育株上收获的种子，可育株与不育株各占株各占50%，开花时逐株鉴别，拔除可育株，开花时逐株鉴别，拔除可育株msmsMsMsF1 Msms（二）单显性基因控制的雄性不育性（二）单显性基因控制的雄性不育性（MsMs）
13、:不能得到稳定的不育系，不能制成完全可育不能得到稳定的不育系，不能制成完全可育的商品杂交种。的商品杂交种。（三）双显性基因控制的雄性不育系（三）双显性基因控制的雄性不育系典型的例子是甘蓝型油菜典型的例子是甘蓝型油菜23A核雄性不育核雄性不育,它的遗它的遗传模式是：传模式是：Ms为显性不育基因，为显性不育基因，Rf为显性上位基为显性上位基因，能够抑制因，能够抑制Ms基因不育性的表达，从而恢复可基因不育性的表达，从而恢复可育。育。不育系的基因型为不育系的基因型为MsMsrfrf，Msmsrfrf保持系的基因型为保持系的基因型为MsMsRfrf,msmsrfrf恢复系的基因型为恢复系的基因型为MsM
14、sRfRf,MsmsRfRf,msmsRfRf纯合两型系保持模式纯合两型系保持模式MsMsrfrf MsMsRfrfMsMsrfrf MsMsRfrf(不育株不育株50%)(可育株可育株50%)杂合两型系保持模式杂合两型系保持模式Msmsrfrf msmsrfrfMsmsrfrf msmsrfrf(不育株不育株50%)(可育株可育株50%)纯合两型系中不育株的育性恢复模式纯合两型系中不育株的育性恢复模式MsMsrfrf Ms-RfRf 或或msmsRfRfMs-Rfrf杂合两型系中不育株的育性恢复模式杂合两型系中不育株的育性恢复模式Msmsrfrf Ms-RfRf 或或msmsRfRfMs-R
15、frf 或或msmsRfRf（四）环境诱导的核雄性不育性（四）环境诱导的核雄性不育性即光温诱导的雄性不育性。即光温诱导的雄性不育性。光敏型光敏型温敏型温敏型光温互作型光温互作型遗传特点：遗传特点：细胞核隐性基因控制，属孢子细胞核隐性基因控制，属孢子体不育体不育。受一对或两对主基因控制，存受一对或两对主基因控制，存在有微效基因的修饰作用。（在有微效基因的修饰作用。（3）有些可能）有些可能还受多基因控制。还受多基因控制。利用：通过二系法利用杂种优势利用：通过二系法利用杂种优势优点：免去不育系繁殖的异交过程优点：免去不育系繁殖的异交过程;免去不免去不育细胞质带来的各种负作用；由于恢复育细胞质带来的各
16、种负作用；由于恢复源广，配置自由，获得强优组合的几率源广，配置自由，获得强优组合的几率大大提高。大大提高。缺点：光温敏核不育系的繁殖、制种过程缺点：光温敏核不育系的繁殖、制种过程受到一定光温条件的制约受到一定光温条件的制约 三、选育三系的方法三、选育三系的方法1、远缘杂交核代换、远缘杂交核代换 S(RfRf)N(rfrf)F1 N(rfrf)S(rfrf)2、回交转育法、回交转育法现有不育系现有不育系S(rfrf)欲转育的优良品种或自交系欲转育的优良品种或自交系N(rfrf)新的不育系新的不育系S(rfrf)一个非常优秀的品种一个非常优秀的品种A且且能配出高产优质的杂种能配出高产优质的杂种 强
17、恢复系强恢复系具有强恢复具有强恢复性的单株性的单株A自交自交2代代恢复系恢复系S(RR)或或S(Rr)优良品种优良品种选恢复性选恢复性好的单株好的单株优良品种优良品种恢复系恢复系S(rr)任一恢复系任一恢复系S(rr)恢复力强的单株恢复力强的单株4-5次次自交自交2代代恢复系3、测交筛选法测交筛选法 不育系不育系 一批优良品种一批优良品种恢复系恢复系4、杂交选育法、杂交选育法 恢恢恢恢 恢恢保保 不不恢恢 5、人工制保：将不育株制成保持系、人工制保：将不育株制成保持系不育株不育株S(rr)可育品种可育品种N(RR)N(RR)S(Rr)N(RR)N(Rr)S(rr)N(RR)N(RR)N(Rr)
18、S(rr)N(rr)不育系和保持系的具体要求不育系和保持系的具体要求 第一，不育性稳定彻底，不育第一，不育性稳定彻底，不育度和不育率达度和不育率达100%，自交不结实；第二，不育性能够稳定遗，自交不结实；第二，不育性能够稳定遗传，不因环境变化和多代回交而改变；第三，群体的农艺性传，不因环境变化和多代回交而改变；第三，群体的农艺性状整齐一致，与它的保持系相似；第四，雌性器官发育正常状整齐一致，与它的保持系相似；第四，雌性器官发育正常，能接受可育花粉而正常结实。在生产上具有应用价值的优，能接受可育花粉而正常结实。在生产上具有应用价值的优良不育系，除上述四点基本要求外，还要具有：良不育系，除上述四点
19、基本要求外，还要具有：1、配合力、配合力好，具有高产潜力，优良性状多，不良性状少；好，具有高产潜力，优良性状多，不良性状少；2、恢保面、恢保面广，可恢复性好；广，可恢复性好；3、具有良好的花器构造和开花习性，异、具有良好的花器构造和开花习性，异交率高；交率高；4、品质好，能配出商品价值和经济效益均高的杂、品质好，能配出商品价值和经济效益均高的杂种品种；种品种；5、抗性好，在抗逆性和抗病性方面均有较好表现、抗性好，在抗逆性和抗病性方面均有较好表现；6、细胞质不具严重弊病。、细胞质不具严重弊病。保持系是不育系的同核异质体，在相当大的程度上可以说有保持系是不育系的同核异质体，在相当大的程度上可以说有
20、什么样的保持系就会有什么样的不育系，上述对优良不育系什么样的保持系就会有什么样的不育系，上述对优良不育系的种种要求，实际上也是对保持系的要求，在选育工作中应的种种要求，实际上也是对保持系的要求，在选育工作中应该先按要求选育保持系然后再通过保持系传递给不育系。该先按要求选育保持系然后再通过保持系传递给不育系。恢复系必须具备三个基本条件恢复系必须具备三个基本条件：1、恢复系是一个、恢复系是一个群体整齐性状一致结实正常的纯系；群体整齐性状一致结实正常的纯系；2、它能使不、它能使不育系的不育性完全恢复正常；育系的不育性完全恢复正常；3、它的恢复性不因、它的恢复性不因世代的增加或环境的改变而变化。作为具
21、有生产应世代的增加或环境的改变而变化。作为具有生产应用价值的优良恢复系除了上述基本要求外，还必须用价值的优良恢复系除了上述基本要求外，还必须具备以下优良特性：具备以下优良特性：1、恢复力强，所配的杂种开、恢复力强，所配的杂种开花散粉正常结实率达到或超过常规推广种，并受环花散粉正常结实率达到或超过常规推广种，并受环境影响小，也不因更换同质不育系而影响恢复力。境影响小，也不因更换同质不育系而影响恢复力。2、配合力好，具有高产潜力，优良性状多，缺点、配合力好，具有高产潜力，优良性状多，缺点容易被克服，能配出理想的强优组合。容易被克服，能配出理想的强优组合。3、遗传基、遗传基础丰富，能与不育系保持有较
22、大的遗传距离。础丰富，能与不育系保持有较大的遗传距离。4、株高稍高于不育系，花时较长，花粉量大，有利异株高稍高于不育系，花时较长，花粉量大，有利异交结实。交结实。5、品质好，能配出商品价值高的杂种品、品质好，能配出商品价值高的杂种品种。种。6、抗性好，能对主要病虫和不良环境有较好、抗性好，能对主要病虫和不良环境有较好的抗性。的抗性。3.扬稻6号是一个优良的水稻品种，但不是WA型不育系的恢复系，基因型为N（rr）。WA型不育系珍汕97A的基因型为S（rr），WA型恢复系明恢63的基因型为N（RR）。请通过回交转育法，将明恢63的恢复基因R导入扬稻6号，写出回交转育的过程。思考的问题思考的问题:如果你在田间发现了一株不育株如果你在田间发现了一株不育株,你你怎样把它保存下来怎样把它保存下来?你怎样知道它属你怎样知道它属于哪种不育类型于哪种不育类型?
