【理学论文】万寿菊W205雄性不育两用系的遗传及植物学特征研究

    摘要:对万寿菊两用系W205的遗传规律及植物学特征进行了研究,结果表明:W205 是一对基因控制的隐性核不育两用系,其遗传由质量性状控制,为主效基因,符合孟德尔遗传规律。不育株与可育株的性状差异仅表现在雄花器上,雄花没有花瓣,不产生花粉。

    关键词:万寿菊;两用系;遗传规律万寿菊(Tagetes erectaL.)又名臭芙蓉、金盏花、蜂窝菊,原产墨西哥及中美洲地区,为菊科万寿菊属一年生草本花卉,普通种为二倍体(2n=2x= 24)[1],与孔雀草、细叶万寿菊为同属观赏种[2,3]。 1596年引入欧洲,1700年华南已有记载[4]。自1960 年美国利用雄性不育两用系选育出了F1代品种,其两用系为小花完全舌状化了的所谓重瓣雄性不育两用系,1968年无瓣型的雄性不育两用系应用于育种以来,人们一直在研究利用万寿菊雄性不育两用系[5,6]。试验就是以新发现的W205雄性不育株为材料,为确定其雄性不育类型,进行了后代育性分离,植物学特征等方面的研究,为进一步利用本材料奠定基础。

 　材料供试材料为万寿菊W205雄性不育株及其同系的可育对照株(系);万寿菊优良自交系W 304、 W306、W307、W308、W310及两用系W301、W302 等,均由辽宁省农业科学院提供。 1.2方法雄花现蕾开花后观察鉴别不育株和可育株,在整个生长过程中对不育株和可育株的生长势、分枝情况、雌花和雄花的发育,生长期等农艺性状进行对比观察记载。并对育性分离调查材料,进行X2测验。　遗传规律 2004年夏季在辽宁省农业科学院万寿菊试验田的一个编号为W205的小区里发现的雄性不育株,为了查明验证此不育材料的遗传情况,分别对该材料配制了一些杂交,姊妹交,并对其F1代进行了自交,姊妹交,获得F2代群体。表1　万寿菊W205雄性不育材料当代的育性表现育性观察值 O 理论值 C(3∶1) 偏差 D=O-C 差方 D2 差方理论数D2/Cχ2值可育36 33.75 2.25 5.0625 0.15 0.60 不育9 11.25 -2.25 5.0625 0.45 　　X2=Σ[(O-C)2/C]　自由度=2-1 X2(0.05,1)=3.84 X2=0.6< 3.84表明分离比例符合3∶1。将这9株雄性不育株,通过同系可育株与其进行姊妹交,把得到的种子分别编号为W205-9-1、W205- 9-2、……W205-9-9。

   分别将其父自交编号标记,单株留种。当年秋天将上述不同材料种植于辽宁省农业科学院的温室里,从原不育株上收到的种子每份材料种植25株。其中有5个株系的后代中出现不育株,其余4个株系的后代则表现全部可育,见表2。表2　W205不育系中不育株F1代的育性表现材料编号可育株∶不育株理论分离比例(X20.05,1=3.84) W205-1A*1 12∶10 1∶1(0.1818) W205-2A*2 14∶10 1∶1(0.6667) W205-3A*3 25∶0全可育 W205-4A*4 14∶11 1∶1(0.36) W205-5A*5 14∶11 1∶1(0.36) W205-6A*6 24∶0全可育 W205-7A*7 14∶11 1∶1(0.36) W205-8A*8 25∶0全可育 W205-9A*9 23∶0全可育 105·园林花卉·北方园艺2007(2):105~107 　　W205雄性不育两用系的遗传模式根据以上数据及以前的试验材料,利用雄性不育两用系的遗传分析方法进行综合判断[7,8],ABW205 不育型为核不育类型。不育性由一对隐性基因控制, 质量性状遗传,为主效基因,符合孟德尔遗传规律。 ABW205是在引进的杂交种中发现的,产生如此多的雄性不育株,说明杂交种是利用雄性不育系配制的,在杂交种的自交后代中可以分离出雄性不育株, 为了更好的利用该雄性不育资源,我们对该不育源的育性遗传表现进行了研究,以便更好的利用该不育材料。不育株(msms)与杂合可育株(Msms)形成雄性不育两用系。其雄性不育彻底,且不受环境条件的影响。基因和遗传模式图如图1。

  　万寿菊ABW205雄性不育两用系的植物学特征 ABW205冬季温室播种65 d开花,夏季保护地栽培55 d开花。种子从开始授粉到成熟需20 d左右,根系比较发达,该系株高23 cm,分枝性强,每对真叶的腋处均有分枝,且生长势相近,株型紧凑,生育期共长8对真叶,上下对真叶垂直生长,俯看株型为正方形,株幅30 cm,茎粗1.3 cm,光滑有淡绿色纵纹及沟槽。叶片对生或互生,羽状全裂,裂片具齿,长圆形,顶端尖锐,边缘有几个大腺体,全叶有臭味,深绿色。可育株高度重瓣,花色金黄,花径8cm。种子为瘦果黑色,呈微弯的短棒状,长1.0cm,千粒重为 3.5g,植株顶部可同时形成3~4个花蕾,在一周左右时间里,可以同时开放5~7朵花,形成美丽的花团。在相同的栽培条件下,雄性不育株与可育株营养生长时期的农艺性状无明显差异。该雄性不育材料的不育性非常稳定,不因种植季节,不同生长阶段气候条件的改变而影响。