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棉花温敏雄性不育的细胞学特征、生化基础及其分子标记的研究

周仲华

  棉花是重要的经济作物。我国年杂交棉种植面积约100万公顷,为世界第一大杂交棉生产大国。棉花雄性不育在杂种优势利用中具有重要价值。1993年,湖南农业大学棉花研究所发现具有温敏雄性不育特性的不育株,经过连续8年的回交、定向选育,于2001年育成棉花温敏雄性不育系“特棉S-1”。作为棉花中一种新型的雄性不育系,其败育的细胞学机理、生理生化机理以及相关的分子生物学等方面的研究仍为空白。为了探讨该材料雄性不育发生的机理,加快其利用进程,本研究以“特棉S-1”及其近等基因系“D7”为试验材料,分别从形态学、细胞学、生理生化及分子生物学等方面进行了深入、系统的研究:从形态学研究入手,找到了与棉花温敏雄不育紧密连锁的形态学标记;通过细胞学研究,明确了棉花温敏雄性不育败育的主要时期和败育特征;通过生理生化指标的分析,阐明了棉花温敏雄性不育败育的生理生化机理;通过分子标记的筛选,找到了与棉花温敏雄性不育基因紧密连锁的RAPD标记和SSR标记。主要研究结果如下:1、形态学研究发现,棉花温敏雄性不育系花器官明显较对照“D7”小,两者在鲜重、花瓣长度、花瓣宽度、花瓣长×宽、花丝长度、苞叶长度、苞叶宽度及苞叶长×宽等形态学性状间差异明显。另外,在生长后期,“特棉S-1”出现叶片皱缩、果枝伸展缓慢、节间变短等现象,这些性状可能是与棉花温敏雄性不育性状紧密连锁的形态学标记性状。2、通过压片和石蜡切片等细胞学分析方法,我们对棉花温敏雄性雄性不育系“特棉S-1”进行了细胞学研究,研究结果表明:“特棉S-1”败育主要发生在四分体形成期;小孢子发育的显微观察发现,花粉母细胞退化、花粉母细胞无胼胝质膜、四分体质核分裂不同步、多分孢子、花粉粒畸形、花粉粒粘连、绒毡层提前解体及药隔组织薄壁细胞的退化等为棉花温敏雄性不育系“特棉S-1”的败育特征。3、棉花雄性不育系“特棉S-1”在光合速率、呼吸速率等指标上与对照不……   
[关键词]:棉花;温敏雄性不育系;形态学;细胞学;生理;生化;分子标记
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:湖南农业大学2006年
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