專利名稱：對山羊草細胞質基因的研究和利用的制作方法
技術領域：
對山羊草細胞質基因的研究和利用，屬于分子生物學領域。
背景技術：
山羊草屬的細胞質的21個種分別具有C、D、M和S四種細胞質類型。 表1山羊草屬的細胞質分類
細胞質山羊草種名
c型小傘山羊草、三芒山羊草(4X、 6X)、鉤刺山羊草、尾狀山羊草
D型粗山羊草、柱穗山羊草、粗厚山羊草(4X、 6X)、偏凸山羊草、敘利亞山羊草
M型頂芒山羊草、單芒山羊草、無芒山羊草、卵穗山羊草
s型易變山羊草、擬斯卑爾脫山羊草、雙角山羊草、高大山羊草、沙融山羊草、西爾
斯山羊草 上述4種細胞質類型都可以與小麥雜交產生細胞質不育。

發(fā)明內容
Mukai (1979)最早發(fā)現(xiàn)粘果山羊草的細胞質能夠引起某些普通小麥品種的完全或 部分雄性不育，代替提莫菲維小麥G型細胞質，用于雜種優(yōu)勢利用。Kino-shita和kihar等 (1987)發(fā)現(xiàn)東方山羊草細胞質中存在著G基因，決定著自交不育和每穗小穗數(shù)，是小麥雜 種優(yōu)勢利用的有益基因。Koji Mukai等(1994)發(fā)現(xiàn)粗厚山羊草D型細胞質決定著光敏細 胞質雄性不育(PCM)，它與"農林26"的核質雜種，在長于15小時的日照條件下幾乎完全不 育。Wu Yuwen(1993)研究證明山羊草的細胞質不僅決定著細胞質雄性不育，而且還與籽粒 高蛋白和核氨基酸的含量有關。我國西北農業(yè)大學利用粘果山羊草S型細胞質和偏凸山羊 草的D型細胞質，分別育成K型和V型雜交小麥已經試種.Zhang Gaisheng等(1993)發(fā)現(xiàn) 偏凸山羊草，粘果山羊草、雙角山羊草和單芒山羊草細胞質控制的不育系，不僅具有穩(wěn)定的 不育型，而且具有較好的農藝性狀，很容易找到恢復系。另外，研究還發(fā)現(xiàn)卵穗山羊草、三芒 山羊草、小亞山羊草、歐山羊草、離果山羊草、尾狀山羊草及頂芒山羊草的細胞質對普通小 麥的細胞核也是不育的。山羊草的細胞質與普通小麥的細胞核結合所形成的核質雜種，由 于核質互作，多數(shù)表現(xiàn)不育或部分不育，少數(shù)表現(xiàn)得育性恢復好，生長正常。木原均(1979) 用粗山羊草作母本，普通小麥作父本，通過連續(xù)回交，獲得了具粗山羊草細胞質和普通小麥 細胞核的雜種。該雜種與其相應的核供體系相比，生長勢強，具有高產、早熟、抗病、蛋白質， 賴氨酸含量高等性狀。陳孝等用具有D型細胞質的粗山羊草為母本與具有B型細胞質的普 通小麥雜交，并用普通小麥品種豐抗13回交9次，篩選出3個核質雜種小麥。它們與回交親 本相比、生長勢、抗旱性、產量，某些生理生化指標均有不同程度的提高。趙軍等(1995)，對 粗厚山羊草/普通小麥的核質雜種(B8F1)的酯酶、過氧化物酶兩種同工酶進行電泳，發(fā)現(xiàn) 核質雜種的兩種酶譜均偏向于普通小麥，而明顯的區(qū)別于粗厚山羊草。認為同工酶主要由 細胞核內遺傳物質控制。宋喜悅等(2001)，以含有粗厚山羊草(6X)、牡山羊草、瓦維洛夫山羊草等tf型異源細胞質的3個穩(wěn)定普通小麥(Triticum aestivum)異質系為材料，分別與 6個普通小麥品系雜交，調查該細胞質對供試小麥育性、生長勢和主要農藝性狀的影響。結 果表明牡山羊草細胞質對雜交小麥的生產利用價值更大，對普通小麥農藝性狀無不良的 細胞質效應，能改良小麥品質和提高小麥對白粉病的抗性。喬利仙等(2001)利用具有粘果 山羊草CAegilopskotschyi)、易變山羊草(Ae. variabilis)、偏凸山羊草(Ae. ventricosa) 和二角山羊草(Ae.bicornis)異源細胞質小麥雄性不育系(以下簡稱粘、易、偏和二角型) 組配成不同組合的雜種小麥，研究了這4種不育系細胞質源對雜種小麥籽粒品質的影響。 結果表明，由它們所配制的雜種小麥在千粒重、粗蛋白含量、濕面筋含量、沉降值和籽粒硬 度等性狀上均高于具有普通小麥細胞質的相同核型雜種小麥，尤其粘、易、偏型某些組合在 千粒重、濕面筋含量、沉降值等性狀上差異達到顯著水平。因此，利用這4種不育系很有希 望培育出優(yōu)質、高產的雜種小麥，其細胞質亦可作為改良常規(guī)小麥品種品質的細胞質源。孟 榮華等(2000)對粗厚山羊草(Ae. crnssa)細胞質普通小麥異質系進行人工控光試驗及分 期播種試驗，結果表明粗厚山羊草細胞質普通小麥異質系具有光敏雄性不育特性，溫度對 育性亦有一定效應；不同異質系的光周期敏感性與核供體品種的光周期敏感性相關。易自 力等(2000)以24種不同山羊草細胞質的穩(wěn)定同核異質雜種為材料，進行了植株生長特性、 病害抗性、抗低溫能力、光合特性、主要農藝性狀、自交育性和種子蛋白質含量等方面的比 較研究，還分析了異源細胞質效應的遺傳特點，發(fā)現(xiàn)山羊草細胞質的遺傳效應具有明顯的 多樣性和復雜性，核質雜種的多種性狀都受到異源細胞質的影響，但受影響的程度各不相 同。山羊草的這種細胞質效應具有較好的遺傳穩(wěn)定性，它們在不同世代和不同地理環(huán)境下 保持相對不變；同時具有相對的獨立性。張玲麗等(2003)將粗厚山羊草(Ae. crassa)細胞 質導人普通小麥，并對其對普通小麥主要農藝性狀的遺傳效應進行了研究。結果表明粗厚 山羊草除顯著降低育性外，對普通小麥的幾個主要農藝性狀均無不育的細胞質效應。徐潔 等(2001)研究發(fā)現(xiàn)，粗厚山羊草細胞質某些核代換系在我國適宜光、溫條件下可出現(xiàn)完全 雄性不育，粗厚山羊草6X種細胞質的光溫敏感性高于4X種細胞質。付金鋒等(2003)采用
雜交與回交置換法獲得了 io個具有粗厚山羊草細胞質的小麥核質雜種，并對核質雜種和
核供體親本的重要農藝性狀進行了比較分析，結果表明，Aelcrassa6x細胞質對普通小麥的 形態(tài)性狀，產量性狀，葉綠素含量，抗穗發(fā)芽性等方面有較好的綜合效應，在普通小麥改良 中有較大的利用潛力。侯寧等(2004)采用加鹽培養(yǎng)基進行幼穗愈傷組織誘導)等方法研 究了粗厚山羊草細胞質對小麥耐鹽性的遺傳效應，結果表明山羊草細胞質對小麥的耐鹽 性具有明顯的遺傳效應，其效應值的性質、大小與核親本品種的基因型有關，在特定的核質 組合中粗厚山羊草細胞質可明顯提高小麥的耐鹽性。張玲麗等(2003)將粗山羊草細胞質 導入普通小麥，研究其對普通小麥細胞核的遺傳效應。結果表明，粗山羊草細胞質對普通小 麥開花習性具有優(yōu)良的作用；能增加小麥的株高，提高小穗數(shù)、穗粒數(shù)、結實率和發(fā)芽勢，但 延遲小麥的生育期；對其他性狀影響不顯著；粗山羊草細胞質對普通小麥細胞核之間有一 定的核質雜種優(yōu)勢。
權利要求
我國西北農業(yè)大學利用粘果山羊草S型細胞質和偏凸山羊草的D型細胞質，分別育成K型和V型雜交小麥已經試種，發(fā)現(xiàn)偏凸山羊草，粘果山羊草、雙角山羊草和單芒山羊草細胞質控制的不育系，不僅具有穩(wěn)定的不育型，而且具有較好的農藝性狀，很容易找到恢復系。另外，研究還發(fā)現(xiàn)卵穗山羊草、三芒山羊草、小亞山羊草、歐山羊草、離果山羊草、尾狀山羊草及頂芒山羊草的細胞質對普通小麥的細胞核也是不育的。山羊草的細胞質與普通小麥的細胞核結合所形成的核質雜種，由于核質互作，多數(shù)表現(xiàn)不育或部分不育，少數(shù)表現(xiàn)得育性恢復好，生長正常。
全文摘要
山羊草的細胞質不僅決定著細胞質雄性不育，而且還與籽粒高蛋白和核氨基酸的含量有關。我國西北農業(yè)大學利用粘果山羊草S型細胞質和偏凸山羊草的D型細胞質，分別育成K型和V型雜交小麥已經試種.Zhang Gaisheng等(1993)發(fā)現(xiàn)偏凸山羊草，粘果山羊草、雙角山羊草和單芒山羊草細胞質控制的不育系，不僅具有穩(wěn)定的不育型，而且具有較好的農藝性狀，很容易找到恢復系。另外，研究還發(fā)現(xiàn)卵穗山羊草、三芒山羊草、小亞山羊草、歐山羊草、離果山羊草、尾狀山羊草及頂芒山羊草的細胞質對普通小麥的細胞核也是不育的。山羊草的細胞質與普通小麥的細胞核結合所形成的核質雜種，由于核質互作，多數(shù)表現(xiàn)不育或部分不育，少數(shù)表現(xiàn)得育性恢復好，生長正常。
文檔編號C12N15/29GK101760460SQ200810238569
公開日2010年6月30日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權日2008年12月19日
發(fā)明者李祥 申請人:李祥