全 文 ：粗厚山羊草胞质小麦核代换系育性的光温反应

徐　洁1 ,陈升位2 ,杨　德2 ,何蓓如3
(1.云南省 红河州烟草公司科学研究所 , 云南 弥勒　653200;2.云南农业大学农学系 ,
云南 昆明　650201;3.西北农业大学 农学系 ,陕西 杨陵　712100)
摘　要:1996 ～ 1997 年用粗厚山羊草 4X 、6X 种细胞质小麦核代换系及其核亲本在我国北纬 25°
01′～ 47°08′的 5 个地点种植。调查了各点各期的自交结实率 , 结合其拔节至抽穗的日长 、旬平均气
温分析试验材料与日长 、温度的关系。结果表明 , 粗厚山羊草(6X、4 X)随日长的增加 ,育性下降。
其中 ,粗厚山羊草细胞质某些核代换系在我国适宜光 、温条件下可出现完全雄性不育。粗厚山羊草
6X种细胞质的光温敏感性高于 4X 种细胞质。粗厚山羊草细胞质核代换系的育性在日长相近条
件下 ,温度升高 , 育性提高。
关键词:小麦;粗厚山羊草;核代换系;光温敏反应;日长;气温
中图分类号:S512.101　　文献标识码:A　　文章编号:1008-0457(2001)04-0241-04
The reaction to photo-period and temperature of fertility of the wheat nucleus subst itu-
t ional lines of Aegilops Crassa
XU Jie1 , CHEN Sheng-wei 2 , YANGDe2 , HE Bei-ru3(1.Tobacco Science Institute , Honghe Cigarette
Company in Yunnan , Mile 653200 , China;2.College of Agronomy , Yunnan Agriculture Universi-
ty , Kunming 650201 , China;3.College of Agronomy , The Northwest Agricultural University ,
Yangling 712100 , China)
Abstract:Wheat nucleus substitution lines in the Aegilops Crassa 4X and 6X cytoplasm and their parents
w ere sown in the five locations between nor th latitude 25°01′-47°08′of China in 1996-1997.The re-
sults were as follow s:The responses of the fer tilities of the w heat nucleus substitution lines o f Aeg ilops
Crassa 4X and 6X on day leng th(DL)were sensitive , and fertilities decreased with DL leng thening.
Some nucleus substitution lines of Aegilops Crassa 4X and 6X appeared complete male sterility in proper
light and temperature situation.Sensitivity betw een 4X and 6X cy toplasm .Sensitivity of 6X cy toplasm
w as str ronger than that o f 4X to DL and air temperature.Fertility of cytoplasm w heat nucleus substitu-
tion lines increased with raising of the air temperature in the similar day leng th.
Keywords:wheat;Aegilops Crassa;cy toplasm nucleus substitution line;photo-tempera ture reaction;
day leng th;air temperature
1979年 Sasakuma 等首次报导了具有 D2类的粗厚山羊草(Ae.Crassa)、牡山羊草(Ae.Ju-
venalis)、瓦维洛夫山羊草(Ae.Vavilovii)细胞质小麦代换系在长日照地区不育 ,而在日照较短
地区则有一定的育性[ 1 ,2] ,表明 D2类山羊草细胞质核代换系可能具有光周期敏感特性 ,而且
核质互作效应显著。本文探讨了 D2类山羊草的粗厚山羊草小麦核代换系在不同光 、温条件
山地农业生物学报 20(4):241 ～ 244 ,2001
Journal of Mountain Agriculture and Biology
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
收稿日期:2000-12-20;修回日期:2001-01-15
作者简介:徐洁(1966-)女 ,陕西富平人 ,云南省红河州烟草公司科研所助研 ,农学硕士 ,主要从事作物遗传育种工作。
DOI :10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2001.04.001
下的育性变异和育性转化条件 ,为进一步研究光周期敏感小麦雄性不育细胞质提供依据 。
1　材料与方法
1.1　材料
粗厚山羊草(Ae.Crassa)、四倍体(简写为 C4)为细胞质供体 ,分别与普通小麦品种 F94-
111 、772回交 ,粗厚山羊草六倍体(简写为 C6)为细胞质供体 ,分别与普通小麦品种小偃 4号 、
7859 、772 、D2小偃 4号回交获得的高代核代换系 C6-F94-1118 、C4-F94-1118 、C6-7728 、
C4-7727 、C6-78598 、C6-小偃 4号7 及核亲本小偃 4号 、C6-D2 小偃 4号 、D2 小偃 4号 。
1.2　方法
本试验用粗厚山羊草细胞质核代换系及其核亲本在我国不同纬度的 5个点进行 。
云南昆明(N25°01′)　1996年 10月 25日播种 ,大田常规管理 。
云南元谋(N25°44′)　1996年 10月 25日播种 ,大田常规管理 。
陕西杨陵(N34°18′)　1996年 10月 3日播 ,大田常规管理。
青海互助(N36°49′)　1996年 4月 6日播 ,大田常规管理 。
黑龙江依安(N47°08′)　1996年 4月 15日播 ,大田常规管理 。
1.3　育性调查
小麦抽穗后开花前选主穗套袋 ,成熟期调查套袋自交结实率 ,用国内法表示为:
自交结实率(%)=有效小穗基部小花结实数/有效小穗基部小花总数×100%
本文结实率为 20个自交穗结实率的平均值。
2　结果与分析
2.1　元谋 、昆明试点育性分析
粗厚山羊草 6X种和 4X种细胞质小麦核代换系在不同纬度的育性结果(表 2)可以看出 ,
核供体亲本在昆明平均自交结实率 58.70%,核代换系平均结实率 30.73%,显著低于核亲本 ,
核代换系平均结实率为核亲本平均值的 52.71%。核代换系间自交结实率有明显差异 ,F94-
111和 772的核代换系自交结实率低于 7859和小偃 4号的核代换系 ,表明粗厚山羊草细胞质
降低了小麦的结实率。而在元谋核供体亲本平均自交结实率88.5%, 核代换系平均自交结实
率73.31%,为核亲本平均值的 82.76%,与日长相近的昆明点相比 ,无论核亲本和核代换系
的育性都有提高 ,核代换系相对核亲本的结实率比昆明高 57%, 4X 、6X种细胞质核代换系在
元谋分别比昆明提高 90.35%、373%,表明温度对粗厚山羊草细胞质小麦核代换系的育性亦
有影响 ,两种倍性细胞质有遗传差异 ,6X种细胞质的温度敏感性高于 4X种。
2.2　杨陵试点育性分析
杨陵试验点与云南元谋 、昆明相比 , 日长较长 ,气温高于昆明而低于元谋(表 1)。本点核
亲本平均自交结实率 83.63%,核代换系平均自交结实率 36.94%,平均相对于核亲本结实率
47.4%,相对结实率低于昆明 、元谋 。拔节—抽穗期日长增加 ,核代换系育性下降 ,不同核代换
系的自交结实率有明显差异 ,最高达到 51.35%,最低为 25.57%。
242　　　　　　　　　　　　山 地 农 业 生 物 学 报　　　　　　　　　　　2001年
表 1　1996～ 1997年试验点拔节—抽穗期平均气温及日长
Tab.1　The average temperature and day length dur ing elongation
to earing stage on the experimental site in 1996-1997
地点 纬度 海　拔(m) 播　期 拔 节 — 抽 穗 期 旬 平 均 气 温 及 日 长
昆明 N25°01′ 1891.4 1996-10-25
　　　　3月 1997年 2月
上旬 中旬 下旬 上旬 中旬 平均
气温(℃) 9.00 9.50 10.50 11.00 12.00 10.40
日长(h) 10.99 11.17 11.42 11.61 12.10 11.46
元谋 N25°14′ 1118.4 1996-10-25
　　　　2月 1997年 1月
中旬 下旬 上旬 中旬 下旬 平均
气温(℃) 13.36 12.62 14.71 15.92 17.03 14.69
日长(h) 10.68 10.82 11.01 11.21 11.43 11.03
杨陵 N34°18′ 505.4 1996-10-03
　　　　4月 1997年 3月
中旬 下旬 上旬 中旬 下旬 平均
气温(℃) 8.00 11.00 11.90 14.30 16.70 12.35
日长(h) 11.94 12.31 12.67 13.03 13.36 12.66
互助 N36°49′ 2480.0 1996-04-06
　　　　6月 1996年 5月
中旬 下旬 上旬 中旬 下旬 平均
气温(℃) 11.10 13.30 13.00 14.50 14.90 13.36
日长(h) 13.95 14.21 14.43 14.57 14.61 14.35
依安 N47°08′ 230.0 1997-04-15
　　　　6月 1997年 5月
中旬 下旬 上旬 中旬 下旬 平均
气温(℃) 13.20 15.90 17.50 19.10 20.00 17.14
日长(h) 14.78 15.17 15.51 15.70 15.76 15.38
表 2　粗厚山羊草细胞质普通小麦核代换系在不同地区的自交结实率
Tab.2　The self-cross fertility of the wheat nucleus substitutional lines of Ae.Crassa cytoplasm in different areas %
材　料 昆明(25°01′) 元谋(25°44′) 杨陵(34°18′) 互助(36°49′) 依安(47°08′)
C6-F94-1118 16.99 66.72 29.55 0 0
C4-F94-1118 33.15 52.22 25.57 11.09 0
F94-111 44.02 76.40 86.92 66.66 63.90
C6-7728 13.26 73.97 28.49 2.38 1.40
C4-7727 36.33 81.08 44.81 8.94 2.20
　　772 66.22 93.91 82.19 87.17 82.50
C6-78598 59.95 92.58 68.92 58.53 51.30
　　7859 72.31 95.42 91.08 86.57 84.60
C6-小偃 4号7 37.65 (未拔节) 51.35 6.22 (未拔节)
小偃 4号 59.01 (未拔节) 90.09 81.79 (未拔节)
C6-D2 小偃 4号 39.26 (未拔节) 48.83 0.82 (未拔节)
D 2小偃 4号 48.77 (未拔节) 88.84 86.39 (未拔节)
核代换系平均(Xc) 30.73 73.31 42.50 12.57 10.98
核亲本平均(Xp) 58.07 88.58 88.28 81.72 77.00
X/ X p(相对结实率) 0.5271 0.8276 0.4822 0.153 9 0.1244
243第 4期　　　　徐　洁 ,等:粗厚山羊草胞质小麦核代换系育性的光温反应　　　　　　　
2.3　青海试点育性分析
青海互助县处于高海拔地区 ,拔节至抽穗期气温平均 13.36 ℃,日长平均 14.35h(表 1),
核供体亲本在此光温条件下育性正常 ,平均自交结实率 81.72%,而核代换系的育性降低幅度
较大 ,平均为 12.57%,为核亲本平均值的 15.30%,不同核代换系自交结实率变异较大 ,C6-
F94-1118 自交结实率为 0 ,对日长反应敏感 ,而 C6-78598 的自交结实率仍为 58.53%,对日
长反应迟钝 ,表明粗厚山羊草细胞质背景下 ,不同核代换系对日长的敏感性存在差异 ,表现了
核基因型的效应 。从表 2看出 ,C6-F94-1118 、C4-F94-1118 的育性有差异 , C6 表现完全雄
性不育 ,而 C4仍有 11.09%的结实率 ,说明 6X细胞质对光温敏感性高于 4X 。
2.4　黑龙江试点育性分析
黑龙江依安海拔 230m ,核亲本自交育性基本正常 ,平均自交结实率 77%,而抽穗的核代
换系育性很低 ,平均自交结实率 10.98%,为核亲本平均值的 12.44%(表 2),表明日长在
14.5h以上 ,粗厚山羊草细胞质小麦某些核代换系育性为高度不育或不育。不同核代换系自
交结实差异甚大 ,C6-F94-1118 、C4-F94-1118 自交结果实率为 0 ,表现为完全雄性不育 ,C6
-7728 、C4-7728 自交结实率较低 ,而 C6-78598自交结实率为 51.30%,日长在 14.5h以上 ,
粗厚山羊草 F94-111的核代换系育性能表现出雄性不育 ,四倍体的 F94-111在此日长下表
现完全雄性不育 ,而在青海互助 14.2h的日长下有较低育性 ,表明四倍体种细胞质的光周期敏
感性低于六倍体种。
综上所述 ,粗厚山羊草核代换系育性随日长增加而下降直至不育的趋势是明显的 ,在日长
>14.5 h时某些核代换系表现不育。核代换系不仅对光周期敏感 ,温度也有修饰作用 。粗厚
山羊草(6X 、4X),随日长的增加 ,育性下降 。4X种细胞质和 6X种细胞质的光温反应存在差
异。6X种细胞质的光温敏感性高于 4X种细胞质 。
参　考　文　献:
[ 1] 何蓓如.1B/ 1R类型的 K 型小麦雄性不育系初步研究[ J] .西北农业大学学报 , 1987 , 15(3):107-109.
[ 2] 徐乃瑜.小麦属和山羊草属细胞质基因组的遗传分化[ J] .遗传 , 1987 , 9(6):28-32.
[ 3] 何觉民.两系杂交小麦理论与实践[ M] .长沙:湖南科学技术出版社 , 1993.
[ 4] 孟荣华.粗厚山羊草(Aegilops Crassa)细胞质普通小麦雄性的光温反应研究[ D] .杨陵:西北农业大学 ,
1997.
244　　　　　　　　　　　　山 地 农 业 生 物 学 报　　　　　　　　　　　2001年