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作物雄性不育性在杂种品种选育、群体改良等方面的应用受到重视,也是植物生殖发育研究的热点。大豆雄性不育种质创新与利用研究相对落后,虽已获得一些质核互作和核遗传雄性不育材料,但不育系异交结实性低,尚难达到实用程度,相关基础研究也有待深入。新不育种质的发掘、创新将促进大豆不育性的研究与育种利用,也是改良大豆异交结实性的有效途径。本研究目的是通过不同途径发掘、创造质核互作雄性不育和核雄性不育新种质,研究其雌雄育性特点、异交特性及遗传基础,揭示不育性的自然变异特点,为大豆育性和异交结实性的改良提供材料和理论指导。获得主要结果如下: 1.从8327份大豆资源群体、414个大豆杂种后代群体发掘出19个不育种质,通过与原亲代性状比较表明大部分种质可能是基因突变所致;5个品种大群体测定结果也表明不育性突变频率为0~1.87×104,表明自然变异产生的不育性(包括纯系品种自发产生和杂交后代随机发生)并不少,可从中筛选到不同类型的大豆核不育种质以供进一步雌雄育性变异与生殖生物学研究及育种利用。 对19个由自然变异选择和5个由理化诱变所发掘的雄性不育新种质进行育性鉴定,发现有6种不育类型:①雄性不育-雌性正常(MS-FF)类型7个,其中NJS-3H、NJS-4H、NJS-8H具有良好的自然异交结荚能力;②雄性不育-雌性部分不育(MS-FPS)类型3个;③雌雄全不育(MS-FS)类型2个;④雄性部分不育-雌性正常(MPS-FF)2个;⑤雌雄部分不育(MPS-FPS)和⑥雄性部分不育-雌性不育类型(MPS-FS)类型各1个。遗传分析表明有19个种质的不育性受单隐性基因控制,另有2个和1个的不育性分别受双隐性和单显性基因控制。 综合育性和遗传表现发现NJS-8H(单显性基因遗传的MS-FF类型)、NJS-9(双隐性基因遗传的MPS-FF类型)、NJS-1H、NJS-2H知NJS-12(单隐性基因遗传的MS-FPS新类型)、NJS-7H(双隐性基因遗传的MPS-FPS类型)、NJS-10H(花和叶形态异常的MPS-FS类型)等为以往未曾报道的不育性类型。 2.以NJCMS1A选育早代出现的不育株(具N8855不育胞质)为母本与东农42、73-935等4个保持系品种回交转育优良新不育系,不同父本回交后代育性表现不同,已育成不育性稳定的东北春豆型不育系NJCMS(N8855/DN42)便于在北方春大豆区开展利用探索。 3.利用新发掘的具不育细胞质亲本N21566与保持系N21249连续回交,育成新质核互作雄性不育系NJCMS3A,该不育系雄性完全不育、雌性正常,花粉败育主要发生在单核居中小孢子期,比NJCMS1A、NJCMS2A早。根据20个不同来源栽培和野生大豆材料与NJCMS3A杂交F1育性表现发现N23996、N21566等7个亲本可恢复