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单词 小麦显性雄性不育基因Ms2(Tal)及其易位系
释义

【小麦显性雄性不育基因Ms2(Tal)及其易位系】
 

拼译:the wheat dominant male-sterile gene Ms2(Tal)and it’s translocation line
 

小麦的花器很小,经人工去雄授粉等繁琐的操作后,每朵小花最多只能收到一粒杂交种子。有限的杂交群体和杂交范围大大限制了更加优良的基因重组体出现的机会。

1971年,高忠丽发现了一株天然突变产生的雄性不育小麦,被称为太谷核不育小麦,决定其雄性不育性状的基因定名为Tal。同年,国际小麦基因登记署把该基因统一编号定名为Ms2。1986年,刘秉华和邓景扬把Ms2基因定位于普通小麦4D染色体的短臂上。包含有Ms2基因的植株雄性败育彻底、干净,但雌蕊生活力正常,授以普通小麦任何品种的花粉都能正常结实。由于Ms2基因是显性,含有该基因的植株不能自交,所以自然状态下的全部不育株都只能是杂合体,其杂种一代分离为一半可育株和一半不育株,没有半不育株出现。不育株经过农艺性状选择后可继续用于异交;可育株育性完全正常,可用于选育新品种。这样,Ms2基因使小麦同时具有自花授粉作物和异花授粉作物在育种学上的优越性。不育株有利于广泛的连续不断的基因重组(异花授粉作物的优越性),可育株经选育而成的新品种,又可以长期作为纯系品种在生产上种植应用(自花授粉作物的优越性)。

Ms2基因的发现,为小麦开展轮回选择育种提供了可能,通过“选择-交配-再选择——再交配”的连续过程,不仅为群体中优良主基因提供了逐代集中的机会,还为数以十万计的有益微效基因逐代累积提供了可能。大量发掘数目庞大的微效基因的育种潜在价值,这是常规手工杂交和其他任何形式的育种途径都难以做到的。

1983年,纪凤高和邓景扬发现Ms2基因在各种复杂的遗传背景下都能够稳定地表达,同时把Ms2基因导入八倍体小黑麦(AABBDDRR),育成的显性雄性不育八倍体小黑麦像太谷核不育小麦一样,雄性败育彻底、干净,可作为八倍体小黑麦杂交育种和轮回选择育种的有力工具。然而,由于Ms2基因位于普通小麦(AABBDD)的4D染色体上,不包含有D组染色体的物种无法直接导入并利用Ms2基因,除非采取耗资巨大的DNA工程手段,或创造携带有Ms2基因的染色体附加系或代换系方法。但后两种途径在育种实践中缺少应用价值,因为携有Ms2基因的附加系或代换系中的外来染色体在遗传基础复杂的不同亲本做连续杂交的过程中很快会在杂种后代中减少并消失,无法为不育株的选择提供足够大的群体。因此,要想进一步扩大Ms2基因的应用范围,选育成Ms2基因易位系是很必要的。

1987年,Ms2基因染色体组间易位系被纪凤高等育成了。接着,他们育成了显性雄性不育六倍体小黑麦(AABBRR)。随后,又育成了显性雄性不育硬粒小麦(AABB)。易位后的Ms2基因在这两个物种中都能够稳定地表达。因此,Ms2基因又将成为这两种作物育种的有力工具。

显性雄性不育八倍体小黑麦、显性雄性不育六倍体小黑麦和显性雄性不育硬粒小麦的育种在国际上都是首例。

【参考文献】:

1 邓景扬,高忠丽.作物学报,1980,6(2):85~98

2 高忠丽.农业科技通讯,1981,1:4~5

3 邓景扬,纪凤高.中国农业科学,1983,4:6~11

4 纪凤高,邓景扬.中国科学,B辑,1984,1111~1118

5 刘秉华,邓景扬.中国科学,B辑,1986,2:157~165

6 纪凤高,等.江苏农业学报,1988,4(4):7~12

7 纪凤高,等.遗传,1989,11(5):1~4

(江苏省淮阴市农业科学研究所纪凤高助理研究员撰)

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