全 文 ：第 27卷 第 1期 西北农业大学学报 Vol. 27 No. 1
1999年 2月 Ac ta Univ . Ag ric. Bo reali-occidentalis Feb. 1999
单芒与粘果山羊草细胞质小麦雄性不育系比较
Ⅱ .农艺性状效应
朱列层 马翎建 宋喜悦 奚亚军
胡银岗 刘曙东 杨存义 何蓓如
(西北农业大学农学系 ,陕西杨凌 712100)
摘 要 利用单芒山羊草、粘果山羊草小麦细胞质雄性不育系 ,和其同型保持系各 4个
品系与 10个普通小麦品系杂交 ,研究其 F1杂种的农艺性状效应。结果表明: 单型细胞质与 K
型细胞质在农艺性状上的效应基本一致 ,但单型细胞质杂种较 K型杂种种子发芽率提高。单
型细胞质抗白粉病能力可能较 K型好。
关键词 单芒山羊草 ,粘果山羊草 ,雄性不育系 ,细胞质效应 ,农艺性状
分类号 S512. 103. 51
优良的杂种小麦 ,必须具有优良的农艺性状。而农艺性状的表现 ,取决于亲本细胞质
与细胞核的遗传效应及核质互作。目前 ,对具有粘果山羊草 ( Ae. Kotschy i )细胞质的 K型
小麦不育系的细胞质效应 ,国内外研究较多 [1～ 4 ]。而对作为一种新型小麦不育类型的单芒
山羊草 ( Ae. Uniaristata )细胞质雄性不育系 ,国内外研究均较少 ,且颇有争议 [3, 4 ]。本试验
通过对 4种相同核型的 U型、 K型杂种及普通小麦杂种农艺性状的研究 ,试图探讨单芒
山羊草细胞质效应及单型杂种在生产上的利用价值。
1 材料和方法
1. 1 试验材料
本试验选用的小麦材料有:①西北农业大学 K型杂交小麦课题组利用单芒山羊草细
胞质小麦“中国春”育成的、具有单芒山羊草细胞质的 U型不育系 U401, U402, U8567,
U513.②西北农业大学 K型杂交小麦课题组利用粘果山羊草细胞质小麦“中国春”育成
的、具有粘果山羊草细胞质的 K型不育系 K401, K402, K8567, K513.这两种细胞质不育
系均已回交 4代以上 ,不育性稳定。③同型保持系 A401, A402, A8567, A513.④普通小麦
品种 90( 25) 25, 502, 259,金浪 18(以下简称金浪 ) ,伏农 3665(以下简称伏农 ) , TB902,
843380(以下简称 3380) , 3314, 2517, 8428.
1. 2 试验方法
1995～ 1996年度以 U 401, U402, U 8567, U513, K401, K402, K8567, K513, A401,
A402, A8567和 A513作母本与 10个普通小麦品系杂交 ,组成 3种细胞质共 120个组合 ,
其 F1按裂裂区试验设计种植于西北农业大学试验农场 ,以母本核型为主区 ,父本核型为
收稿日期 1997-12-10
课题来源 国家“九五”攻关项目 , 95-02-02-05
作者简介 朱列层 ,女 , 1964年生 ,助研 ,硕士 ,现在陕西省农科院小麦研究中心工作 (陕西杨凌 , 712100)
副区 ,细胞质类型为副副区 ,重复 2次 , 2行区 ,行长 1 m,株距 3 cm ,管理同大田。 常规方
法调查农艺性状 ,室内调查发芽率。 由陕西省植保所进行白粉病抗性鉴定 ,苗期鉴定发病
叶位、严重度、反应型 ;成株期鉴定反应型、病叶普遍率及病情指数。
病情指数 (病指 ) 2～ 20为高抗 ; 21～ 40为抗 ; 41～ 60为中抗 ; 61～ 80为中感 ; > 80为
高感。
2 结果分析
2. 1 杂种发芽率
室内调查结果 (表 1)表明 ,与普通小麦细胞质杂种相比 , U型细胞质与 K型细胞质不
同程度地降低了杂种发芽率。 但与 K型相比 , U型杂种发芽率明显提高 ,其平均值为
92. 93% , K型为 86. 75% .统计测验表明 ,差异达 0. 05显著水平。
另外 ,方差分析结果还表明 ,除细胞质间差异达 0. 01显著水平外 ,主区×副副区亦及
杂种母本细胞核与细胞质之间的互作达 0. 01显著水平 ,而父本细胞核与细胞质之间的互
作未达显著水平 ,说明杂种发芽率受其母本核型与细胞质之间互作的影响较大。
表 1 不同细胞质杂种发芽率 %
♀ 不育系
TB902 伏农 3380 金浪 259 90( 25) 25 502 2517 3314 8428
401
A 97. 25 98. 75 100. 00 98. 75 97. 50 97. 05 100. 00 100. 00 98. 75 100. 00
U 86. 25 91. 65 92. 50 95. 00 91. 25 88. 75 92. 50 96. 25 90. 00 90. 00
K 68. 75 82. 50 81. 25 85. 00 96. 25 86. 25 83. 75 73. 75 80. 00 77. 50
402
A 100. 00 98. 75 100. 00 98. 75 98. 75 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00
U 88. 75 91. 25 93. 75 98. 75 85. 00 91. 25 100. 00 88. 75 97. 50 92. 50
K 97. 50 95. 00 96. 25 98. 75 97. 50 95. 00 91. 25 98. 75 92. 50 97. 50
8567
A 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 98. 75 98. 75
U 80. 00 95. 00 96. 25 96. 25 100. 00 92. 50 91. 25 95. 00 91. 25 89. 40
K 80. 00 88. 75 81. 25 87. 15 83. 75 75. 00 75. 00 92. 50 92. 50 88. 75
513
A 100. 00 97. 50 98. 75 96. 25 98. 75 97. 50 100. 00 98. 50 93. 75 97. 50
U 98. 75 90. 00 95. 00 97. 50 100. 00 100. 00 92. 50 92. 50 90. 00 96. 25
K 95. 00 81. 25 81. 10 92. 90 85. 00 86. 25 85. 70 79. 20 81. 80 86. 20
2. 2 白粉病抗性鉴定
2. 2. 1 不育系及杂种抗白粉病能力 从苗期结果 (表 2)看 , 513和 402的同核异质系在
发病叶位上是一致的 ,严重度 U型大于 A型而与 K型接近或相同。 但在成株期 , U型细
胞质病指接近或低于 A型 ,其综合指标病情指数分别为 61. 33%和 65. 33% ,接近中抗水
平。其病指顺序为 U 513( 61. 33% ) < A513( 69. 00% ) < K513( 70. 00% ) , U402( 65. 33% )
< A402( 70. 67% ) < K402( 73. 33% ) ,说明 U型不育系白粉病抗性高于 A型及 K型 ,相
对于 K型和普通小麦细胞质杂种 , U型细胞质杂种在成株期获得了较强的抗白粉病能
力。
7第 1期 朱列层等:单芒与粘果山羊草细胞质小麦雄性不育系比较 (Ⅱ )
表 2 3种细胞质对白粉病的抗性比较
材料
苗期 成株期
发病叶位 严重度
/%
反应型 反应型 病叶普遍率
/%
病情指数
/%
综合评价
A513 1～ 3 5～ 20 2, 3 3 95 69. 00 中感
U513 1～ 3 10～ 40 3 2, 3 80 61. 33 接近中感
K513 1～ 3 10～ 40 3 2, 3 95 70. 00 中感
A402 1～ 3 5～ 10 2 2, 3 90 70. 67 中感
U402 1～ 3 10～ 40 3 2, 3 85 65. 33 接近中感
K402 1～ 3 10～ 50 3 3, 4 95 73. 33 中感
A513× 259 1～ 3 10～ 30 3 3, 4 100 84. 00
U513× 259 1～ 4 10～ 60 4 3, 4 100 85. 33
K513× 259 1～ 3 10～ 50 4 4 100 86. 67
A402× 259 1～ 4 10～ 60 4 3 100 80. 67
U402× 259 1～ 3 5～ 20 2, 3 3 90 70. 00
K402× 259 1～ 3 5～ 20 3 3 90 70. 00
259 1～ 4 10～ 50 4 4 85 60. 00
2. 2. 2 杂种 F1对白粉病的抗性 由表 2还可知 ,两种核型的不育系及其保持系与 259
杂交的 F1代 ,对白粉病抗性没有明显的规律性。在 513× 259组合中 , 3种细胞质成株期
病指接近 ,均达高感水平 ,在 402× 259组合中 , U型细胞质病指为 70% ,低于 A型的
80. 67% ,高于 K型的 60. 00% ,表明其抗性 U型大于 A型 ,小于 K型。 F1杂种 3种细胞
质间抗性的不一致性 ,可能与核质互作、核核互作有关。
2. 3 其他农艺性状的效应比较
对 3种细胞质杂种在农艺性状上的效应资料 ,分别进行裂裂区方差分析和新复极差
法比较。结果表明 (表 3) , U型细胞质与 K型细胞质间无显著差异 ,而与 A型相比 ,除降
低小穗数达 0. 05显著水平外 ,其余性状差异均不显著。方差分析还表明:多数性状母本细
胞核与细胞质之间的互作大于父本细胞核与细胞质之间的互作 ,说明在 F1背景下 ,不同
类型细胞质在植株农艺性状上的效应 ,更易受母本核型而不是父本核型的影响。
表 3 植株农艺性状比较
性 状 细胞质类型 平均数 差异显著性
0. 05
性 状 细胞质类型 平均数 差异显著性
0. 05
抽穗期 /d
U 213. 85 a
A 213. 49 a
K 213. 18 a
旗叶长×宽
/cm2
A 40. 15 a
K 38. 25 a
U 38. 09 a
株高 /cm
A 77. 18 a
U 76. 51 a
K 74. 62 a
有效分蘖数
/个
A 9. 65 a
U 9. 42 a
K 8. 66 a
穗下第一节长
/cm
A 40. 65 a
U 39. 40 a
K 38. 31 a
小穗数 /个
A 21. 22 a
K 20. 61 ab
U 20. 24 b
穗下第二节长
/cm
U 19. 32 a
A 19. 24 a
K 18. 99 a
穗长 / cm
A 11. 72 a
K 11. 44 a
U 11. 33 a
8 西北农业大学学报 第 27卷
3 小结与讨论
3. 1 杂种发芽率
相比于普通小麦细胞质杂种 , U型与 K型杂种发芽率不同程度降低。但 U型杂种较
K型杂种发芽率显著增加。 这将有利于 U型细胞质雄性不育系在小麦生产上的应用。
3. 2 不育系与保持系抗白粉病能力
有关不育系与保持系抗白粉病的问题 ,本文只作了一般性的研究 ,初步研究表明: U
型细胞质对白粉病的抗性能力可能高于 K型和 A型。
3. 3 其他农艺性效应
Tsnuew aki
[ 3]认为: U型细胞质对普通小麦没有明显不良效应。 本文研究结果与
Tsnuew aki一致。根据本试验研究结果 , U型细胞质在杂交小麦育种和生产上有一定的利
用前景。
参 考 文 献
1 张改生 ,赵惠燕 .偏、粘和易型非 1B /1R小麦雄性不育系研究初报 .西北农业大学学报 , 1994, 3(4): 7～ 12
2 杨天章 ,刘庆法 ,柴守诚 . K型雄性不育系应用问题研究 Ⅰ .细胞质效应和诱导单倍体问题 .陕西农业科学 , 1990
( 2): 1～ 3
3 Tsunewaki K. Genome-plasm interaction in w heat . Jpn J Genet , 1993, 68: 1～ 34
4 徐乃瑜 ,易自力 .异源细胞质对普通小麦主要农艺性状影响的初步研究 .武汉大学学报 (自然科学版 ) , 1991( 3): 105
～ 113
The Comparativ e Study on Wheat CM S Lines with
Ae. Uniaristata and Ae. Kotschyi Cy toplasm
Ⅱ . Ag ronomic Ef fect
Zhu Lieceng Ma Lingjian Song Xiyue Xi Yajun
Hu Yingang Liu Shudong Yang Cunyi He Peiru
(Depa rtment of A gronomy, Northwestern A gricutura l University, Yangl ing , Shaan xi 712100)
Abstract 4 Ae. Uniaristata cytoplasm wheat ma le steri le ( CM S) lines, 4 Ae.
Kotschyi CMS lines and thei r maintainer lines w ere crossed wi th 10 common wheat
lines. The ag ronomic characters w ere investigated. The resul t indica ted that there w ere
no significant di fference betw een the effect o f U type cy toplasm and K type cy toplasm on
almost al l agronomic cha racters, w hi le the U type cytopla sm increased seed germination
ra te. The U type cy toplasm might have better resistance to pow dery mildew .
Key words Ae. Uniaristata , Ae. Kotschyi , w heat CM S line, cytoplasm ef fect, ag ro-
nomic cha racter
9第 1期 朱列层等:单芒与粘果山羊草细胞质小麦雄性不育系比较 (Ⅱ )