全 文 ：基金项目:石河子大学科技开发项目
作者简介:徐海霞 ,女 ,副教授 ,硕士 ,从事植物遗传学研究。 *通讯作者:刘彤 ,男 ,副教授 ,博士,从事植物进化生态学研究。
收稿日期:2007 - 04 - 17
百日草雄性不育系的选育及研究
徐海霞 1　刘　彤2*　刘　霞 1
(1石河子大学生命科学学院 ,新疆石河子　832003;2新疆兵团绿洲生态农业重点实验室 ,新疆石河子　832003)
摘　要:在百日草品系选育过程中 ,发现了一种百日草的雄性不育类型:没有花药 , 仅有花丝 , 属花药退化类型 , 不育
性状表现稳定 , 杂交结果显示其属于核不育类型 , 通过测交 、连续回交和自交的方法 , 选育雄性不育系和两用系。
关键词:百日草;雄性不育;选育
中图分类号　S681. 99　　　　文献标识码　B　　　文章编号　1007 -7731(2007)09 - 51 -02
Study on the Breeding of theM ale Sterile L ine in Z innia e legans
Xu H aix ia1 , L iu Tong2 , L iu X ia1　(1 B io log ical Eng ineering Co llege , Shihezi Unive rsity, X in jiang, 832003, 2 Key La-
bo ra tory o f Oasis E co logy Ag ricu ltu re of X injiang Bintuan, Sh ihezi , 832000)
Abstrac t:M ale sterile resource o f Z innia elegans w as discove red, the anthe r of the m a le ste rile apeta lous degenerated and
the ste rile tra it wa s stab le. U sing them ethod of te stc ross, continuously backc ross and Se lf -hybrid ized o f the m ale paren ts,
had bred the stab le inhe ritance m ale sterile line and resto re r- ma in taine r line.
Keywords:Z innia elegans ;M ale ste rile
　　百日草(Z inn ia elegans)为菊科百日草属 1年生草本 ,
其花期长 ,花色丰富 ,适种范围广 ,园林用途广 ,是世界著
名草花 。早期的育种工作主要依靠突变选育 ,不仅效率
低 ,而且难以取得突破性进展 。为缩短育种进程和育出更
有价值和吸引力的品种 ,人们开始使用新技术 ,其中包括
①多倍体育种 , ②杂种优势利用 , ③雄性不育系 , ④标志基
因 , ⑤种间杂交等 [ 1] 。其中百日草雄性不育系的发现与利
用 ,显然为各种新技术的应用提供了良好的试验体系 ,省
去人工去雄的麻烦 ,极大地推动了百日草杂交种研制技
术 ,使百日草在花径 ,花色 ,株型等观赏特性方面得到极大
改进 ,提高了百日草商品种子生产价值 ,因此引起了广泛
的重视和研究 。因此加强对雄性不育系的研究 ,对于提高
我国百日草育种研究水平有很大意义 。
本文研究从百日草常规品系种植在试验地里 ,其自交
后代中分离出一种没有舌状花 ,只有管状花的雄性不育类
型 ,以这些雄性不育株作为不育源 ,以品种内可育株为父
本进行测交 、连续回交和自交的方法 ,选育雄性不育系及
两用系 ,对这种雄性不育系的花序结构和育性稳定性进行
观察 ,现将结果总结如下:
1　材料与方法
于 2000年春季 5月 21日 、7月 21日 、9月 21日 3个
时间内在本校组织培养快繁中心实验地分别标记不育株
30棵 ,解剖镜下观察花序结构 ,在长 、短日照条件下雄蕊
发育情况 ,并特别在 7月 21日后新疆气候炎热季节进行
干旱处理 (比常规管理浇水次数少一半 ),再观察花序结
构及育性稳定情况 。
百日草常规品种自交后代中分离出的雄性不育株作
为不育源 ,以不育株为母本 ,选同系内观赏特性好 、抗病性
强和花粉量多株系作父本进行测交 ,测交后代中选育观赏
性状好 、抗病性强 、不育株率高的株系连续回交 ,父本自交
保种。后代中淘汰了全部可育株系 。春季在大田种植 ,秋
季在温室繁殖 ,选择不育株率稳定在 50%的雄性不育两
用系及新的雄性不育系 。
2　结果与分析
2. 1　花序结构及育性稳定性研究　雄性不育株的花序结
构:头状花序 ,边缘没有舌状花 ,只有管状花 (图 1),管状
花中的雄蕊发育不正常 ,花药退化 ,仅有花丝 (图 2),雌蕊
发育正常 ,与 Cow和 Ewart[ 2]在 1990年发现的百日草雄性
不育系相似 。正常的可育株的花序边缘的花为舌状花 ,花
冠联合成舌状;花序中央的花 (盘花 )为管状花(图 3),有
5枚雄蕊 ,花药相互连接成为聚药雄蕊 ,着生在花冠管上;
雌蕊 2心皮 ,合生 ,子房下位(图 4)。
在短日照 (5月 21日 , 9月 21日 )、长日照 (7月 21
日)和干旱条件下发现不育特性稳定 ,对温度高低 、光照长
短和干旱条件不敏感 ,没有花药的形成 ,与一些通过干旱
处理可诱发雄蕊发生的品种不同 ,表明这种不育特性主要
是由遗传因素决定的。
2. 2　雄性不育系及两用系的选育　在选育过程中 ,以不
育株作为母本与可育株测交 ,后代出现育性分离或全部可
51安徽农学通报 , Anhui Agri.S ci.Bu ll. 2007, 13(9):51 - 52
DOI牶牨牥牣牨牰牫牱牱牤j牣cnki牣issn牨牥牥牱牠牱牱牫牨牣牪牥牥牱牣牥牴牣牥牪牪
育 ,没有出现全部不育的情况 ,说明这种雄性不育类型属
于核型不育型 ,由核基因控制 ,而非细胞质遗传。在选育
过程中发现 ,凡回交组合出现育性分离的 ,相应的父本自
交也出现育性分离 。我们结合观赏性状好 、抗病性强和花
粉量的特性 ,选留不育株率高的株系连续回交 ,同时父本
自交。经过 5代选育后 ,育成不育株率稳定在 50%的雄性
不育两用系及新的不育系 ,回交组合后代育性分离比符合
1:1的分离规律 ,相应的父本自交符合 3:1的分离比 ,选育
的不育系与两用系形态特征见表 1。
表 1　不育系与雄性不育两用系观赏特征
名称 株高(cm) 冠幅(cm) 花径(cm) 花色 花期(月 、日) 总花序数 /株 小花数 /花序
不育系 61±9. 51 48. 12×50. 03 4. 47±0. 72 红色 6. 20 - 10. 22 9. 5±1. 87 277. 33±53. 07
两用系 60±8. 46 57. 33×54. 51 22. 29±2. 02 红色 6. 13 - 10. 29 12±4. 32 286. 67±40. 30
3　讨论
百日草雄性不育系是 M etcalf et a.l于 1971年首次报
道 [ 3] ,它的头状花序中没有舌状花 ,只有管状花。 Raman
et a.l认为全部是雌蕊 ,称之为全雌 [ 4] 。但 Cow和 Ewart研
究发现这种不育系有雄蕊的发生 ,只是无花药或花粉
粒 [ 2] 。Towner在万寿菊中曾报道过这种类型的不育
系 [ 5] 。这种类型的不育系与袁俊水 [ 6]所报道的辣椒功能
性雄性不育系有所区别 ,与李君明 [ 7]所报道的番茄花药不
开裂的雄性不育系也不同 ,它属于花药退化型 ,且性状稳
定 。本研究所筛选的百日草 ,其雄性不育特性与无舌状花
的性状紧密连锁 ,易于辨认 ,大大节省了人工去雄工序 ,是
百日草杂种生产的关键材料 ,不育株率稳定在 50%的雄
性不育两用系杂交后 ,会产生 1 /2的不育株 ,给商品种子
的生产带来一定的麻烦 ,为此我们将进一步研究雄性不育
遗传规律及杂交亲本的选择选配工作 。
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