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温光敏细胞核雄性不育系用于杂种优势,具有制种简便、成本低、育性易恢复、组配自由等优点,开拓了小麦两系杂交种研究和应用的新途径。本实验通过田间分期播种和人工气候箱温光处理,研究了重庆温光敏细胞核雄性不育小麦C404S和C412S的温光反应特性、小孢子形成和发育的细胞学特点,同时探讨了腺嘌呤磷酸核糖基转移酶基因APRT与温光敏核雄性不育的关系。主要结论如下: 1.在自然播种条件下,C404S和C412S均具有明显的育性转换特性,结实率随着播种期的变化而改变,表现为早播不育(敏感期为低温短日),晚播部分可育或高度可育(敏感期为高温长日)。它们的不育临界播期均为10月26日左右,C412S的高度可育临界播期为11月25日左右。 2.人工气候箱温光控制试验表明,除温度外,光照强度对温光敏细胞核雄性不育小麦的育性表达有重要影响。C412S表达高度可育不仅需要高温还需要强光照,而C404S对光照要求低。两个不育系的温度敏感期均比较长,花粉母细胞形成斯和减数分裂期是其对温度最敏感的时期。 3.细胞学观察结果表明,两个不育系花粉母细胞减数分裂过程基本正常。小孢子单核期表现出皱缩、部分小孢子核不能定向移动到萌发孔对侧、细胞质及核退化等异常现象。败育主要发生在小孢子晚期到二核花粉早期。败育花粉以圆败型为主。 4.APRT是一步法催化腺嘌呤转化为AMP的关键酶。与核供体对照CK412相比,C412S的APT1基因编码的氨基酸序列没有变异。半定量RT-PCR分析显示,育性敏感期间,C412S幼穗中APT1的转录水平在早播不育条件下比在晚播可育条件低,并且从单核早期表达下调,APT2表现相似。表明APRT可能与温光敏不育有一定关系。