雄性不育系(male sterile line)
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雌雄同株植物中,雄蕊发育不正常,不能产生有功能的花粉,但它的雌蕊发育正常,能接受正常花粉而受精结实,并能将雄性不育性遗传给后代的植物品系。雄性不育一般可分为3种类型。(1)细胞质雄性不育型,简称质不育型,表现为细胞质遗传。通常以单一的细胞质基因S和N分别代表雄性不育和雄性可育。用可育株花粉给雄性不育株雌蕊授粉,能正常结实,但F1植株仍表现为雄性不育的母体性状,因而不能自交产生F2,农业生产上不能利用。(2)细胞核雄性不育型,简称核不育型,表现为细胞核遗传,雄性不育性大多为一对隐性基因(msms)所控制,正常可育性为相对的显性基因(MsMs)所控制。雄性不育株与正常株杂交,F1植株为雄性可育(MsMs);F1自交产生的F2,可育株与不育株之比为3∶1,难以用普通方法保持雄性不育系,在农业生产上也不可能广泛利用。(3)核-质互作不育型,表现为核-质互作遗传。不但需要细胞质有不育基因S,而且需要细胞核里有纯合的不育基因(rfrf),二者同时存在,方能使植株表现为雄性不育。如胞质基因为可育N,则不论核基因是可育(RfRf)还是不育(rfrf),都表现为雄性可育。同样,如核里具有可育基因(RfRf)或(Rfrf),则不论胞质基因是可育N还是不育S,也都表现为雄性可育。这种由核-质互作形成的雄性不育系,其遗传组成为S(rfrf),不能产生正常的花粉,但可作为杂交母本。由于能找到保持系N(rfrf)[用它与不育系杂交,所产生的F1仍能保持雄性不育,即:S(rfrf)(♀)×N(rfrf)(♀)→S(rfrf)(F1)(不育)]并能接受恢复系S(RfRf)或N(RfRf)[用它们与不育系杂交,所产生的F1都是可育的,即:S(rfrf)(♀)×S(RfRf)→S(Rfrf)(F1)(可育),或S(rfrf)(♀)×N(RfRf)→S(Rfrf)(F1)(可育)]的花粉,使F1恢复为雄性可育,F1植株自交产生F2,所以在农业生产上可以广泛应用。雄性不育系可以免除人工去雄,节约人力,降低种子成本,还可保证种子的纯度。目前水稻、玉米、高粱、洋葱、蓖麻、甜菜和油菜等作物已经利用雄性不育系进行杂交种子的生产;对其他作物的雄性不育系,也正在进行广泛的研究。