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1.
《福建农业科技》2020,(1)
光/温敏核雄性不育基因在水稻杂种优势利用中发挥着重要作用。发掘光/温敏核雄性不育突变体及其基因有助于更好地了解水稻中光/温敏核雄性不育的机制并丰富遗传资源。本研究在籼稻材料明恢86的转基因后代中鉴定了1个雄性不育突变体,该突变体在正常生长季表现为雄性不育,花药较野生型小,淡白色,镜检无花粉,孕穗期低温处理后育性恢复,为1个温敏雄性不育突变体,命名为mh86s。利用突变体mh86s分别和其野生亲本明恢86及籼稻材料93-11杂交,构建F2遗传群体,遗传分析表明雄性不育性状由1对隐性核基因控制。采用图位克隆技术将该温敏雄性不育基因定位在第2染色体分子标记Indel7.38和SNP3之间49.8kb的物理区间内。在该定位区间内包含已克隆的温敏雄性不育基因tms5。测序结果表明,突变体mh86s中tms5基因和野生型相比,第2外显子1个碱基发生了替换(G-T),导致推测的161位氨基酸由甘氨酸变为缬氨酸。利用突变体mh86s和携带tms5基因的温敏不育系HD9802S杂交,F1表现为温敏雄性不育。据此推断突变体mh86s中的温敏雄性不育基因为tms5的新等位基因,命名为tms5-mh86。研究结果丰富了tms5基因资源,有助于解析tms5基因结构与功能,相应的分子标记亦可用于tms5-mh86的标记辅助选择。 相似文献
2.
【目的】利用TALEN技术定向突变水稻pms3的原始突变区域,创制不同类型osa-smR5864小RNA编码序列突变体,鉴定不同突变体的雄性育性光温反应变化规律,为基于定向编辑水稻PMS3基因的方法培育水稻两系不育系材料提供科学依据。【方法】构建基因编辑载体TALEN-PMS3,转化日本晴和明恢86,通过测序鉴定pms3突变体,利用福州夏季自然长日高温鉴定T2代pms3突变体的雄性育性及自交结实率。【结果】转化获得25个转基因T0代克隆,其中日本晴有4个克隆产生了突变,明恢86有5个克隆产生了突变,突变率分别为40.0%和33.3%。在T1代非转基因材料中,日本晴背景中有3种纯合突变类型,明恢86中有5种纯合突变类型。在福州夏季自然长日高温条件下,T2代pms3突变体能够产生正常可育的花粉,自交结实率正常,并未表现出类似培矮64S的光温敏雄性不育特征。【结论】本研究通过基因编辑获得的多种类型水稻pms3突变体并不能产生光温敏雄性核不育表型,说明了pms3位点调控水稻光温敏核不育性分子机制的复杂性。 相似文献
3.
《福建农业学报》2020,(5)
【目的】利用基因编辑技术编辑水稻香味基因,改良优质粳稻香味性状。【方法】构建CRISPR/Cas9-BADH基因编辑载体,转化优质粳稻品种龙稻18、龙稻24和秀水134,测序鉴定3个优质粳稻品种的香味基因Betaine aldehyde dehydrogenase 2(Badh2)突变体并分析潜在脱靶效应,利用气相色谱-质谱联用技术测定不同遗传背景badh2突变体稻米的2-乙酰-1-吡咯啉(2-acetyl-1-pyrroline, 2AP)含量。【结果】转化获得的30株T_0代中有24株为badh2突变体,其中53.33%为杂合型突变,16.67%为纯合型突变,10%为双等位突变类型。T_1代非转基因植株内共鉴定获得7种纯合badh2突变基因型。在5个预测位置上未检测到脱靶事件的发生,说明设计的sgRNA具有高度特异性。所有Badh2移码突变体稻米的2AP含量都达到或高于稻花香的水平,但不同品种来源的badh2突变体间2AP含量差异极显著。【结论】本研究提供了一个能够高效诱导水稻Badh2突变的CRISPR/Cas9定向编辑靶点,改良了生产上大面积推广的3个优质水稻品种龙稻18、龙稻24和秀水134的香味性状,发现了不同遗传背景的水稻badh2突变体间2AP含量差异显著,为基于定向编辑Badh2基因的方法培育适合生产应用的香稻品种、提高育种效率提供科学依据。 相似文献
4.
【目的】光作为一种环境信号,可影响植物的基因表达、酶活性和形态建成。光敏色素互作因子在光信号传导过程中起着重要作用。本研究旨在构建水稻光敏色素互作因子OsPIL15的CRISPR/Cas9表达载体,创制OsPIL15突变体,挖掘水稻功能基因,丰富和完善水稻光信号调控分子机制。【方法】依据CRISPR/Cas9技术原理,设计OsPIL15突变靶点。将所设计靶序列在水稻基因组中进行比对,排除非特异性靶位点,同时使该靶序列含有常用酶切位点,方便后期突变体鉴定。化学合成靶位点寡核苷酸序列并与载体pBUN411连接构建CRISPR/Cas9表达载体,利用农杆菌介导法导入粳稻品种日本晴,以除草剂抗性标记筛选获得阳性转基因植株。利用酶切法判断T0代转基因植株是否发生突变,结合测序结果分析突变单株的突变基因型。将靶点序列在水稻全基因组中进行比对分析,选择5个与靶序列同源性较高且错配在4 bp以内的位点作为潜在脱靶位点进行脱靶效应评估,分析所设计靶序列特异性。【结果】所构建表达载体成功实现了对OsPIL15的定向编辑,酶切显示在选取的25株T0代转基因植株中获得15株突变体,其中包括5株纯合突变体、6株双等位突变体和4株杂合突变体,共10种不同突变基因型和11个突变株系。突变类型以单碱基插入或缺失为主,同时也得到2种56和66 bp较大片段缺失株系。对部分纯合突变、双等位突变和杂合突变体的T1代植株进行分析,结果表明,T0代产生的突变基因型绝大部分能稳定遗传给下一代。T0代纯合突变体后代为纯合突变单株,仅在株系14纯合突变体后代中检测到1株未突变单株;T0代双等位突变体后代可得到2种纯合突变型和1种双等位突变型;T0代杂合突变体后代则可得到纯合、杂合及未突变3种类型。对T0代未突变植株的后继世代酶切分析显示,62株T1代转基因植株均未发生突变,表明CRISPR/Cas9在T1代转基因阳性植株中未重新发挥基因编辑作用。对20株突变体的5个潜在脱靶位点进行分析,5个潜在脱靶位点均未检测出脱靶效应,表明所设计靶序列具有较高特异性。对选取的3组不同基因型ospil15 T1代突变体表型进行初步观察,结果表明,突变体生育期和分蘖数未出现明显变化,株高极显著下降,籽粒粒长极显著增加,最大增幅达5.69%。【结论】CRISPR/Cas9系统能对OsPIL15进行定向编辑,获得的10种不同突变基因型的ospil15突变体与野生型相比株高极显著降低、籽粒粒长极显著增大。 相似文献
5.
【目的】解决水稻Oryza sativa L.两系不育系‘培矮64S’所面临的直链淀粉含量偏高和不育起点温度因遗传漂移而不断上升的问题,选育新的两系不育系。【方法】通过利用‘培矮64S’种子搭载"实践八号"农业卫星、地面种植和跟踪、定向筛选,筛选到具有低直链淀粉含量的稳定不育株系,同时结合水稻光温敏不育系的提纯和原种生产方法,对不育起点温度进行加压选择与鉴定。【结果】育成具有低直链淀粉含量(w为8.69%左右)、低不育起点温度(23.0℃以下)的新型"双低"不育系,命名为‘航17S’。该不育系株高79.62 cm,剑叶长32.54 cm、宽1.82 cm,有效穗数11.4个,穗长22.01 cm,每穗总粒数约181粒。除剑叶宽以外,其他主要性状均与野生型‘培矮64S’没有显著差异。【结论】‘航17S’除了具有"双低"特点以外,其他主要农艺性状表现与野生型‘培矮64S’基本一致,而且保留了‘培矮64S’的异交特性好、配合力强等优良特点,于2015年10月通过了广东省技术鉴定。 相似文献
6.
利用基础导入系分析粳稻基因的遗传效应 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】为了有效地评价粳稻等位基因在籼稻遗传背景中的遗传效应，为籼粳亚种间优良基因的利用提供理论和实践依据。【方法】以粳稻品种日本晴（Nipponbare）为供体亲本、籼稻品种珍汕97B（Zhenshan 97B）为受体亲本，经过杂交、回交，结合分子标记辅助选择，构建了88个基础导入系, 每个导入系具有相同的籼稻遗传背景，且只含有一个或少数粳稻的导入片段，每个导入系的导入片段叠加起来能覆盖整个粳稻的染色体。利用基础导入系群体进行单株产量、有效分蘖数、千粒重和每穗实粒数的数量性状基因（QTLs）定位和遗传效应分析。【结果】共检测到29个具有显著遗传效应的位点（QTLs）。其中6个QTL具有正向的加性效应和超显性效应，其余23个QTL具有负向的加性效应和超显性效应。【结论】一些粳稻基因导入到籼稻中能表现出不同程度的增产效应；超显性效应对水稻籼粳杂种优势起重要作用。 相似文献
7.
【目的】揭示航天诱变水稻雌性半不育的变异特性。【方法】以常规籼型水稻‘秋B’(野生型)航天搭载诱变获得的雌性半不育突变体rs(s)为研究对象，对其开展形态学、细胞学、生理学和遗传学研究。调查突变体与野生型及其正反交F1、F2群体结实率，对亲本的花粉和胚囊育性进行细胞学观察，测定突变体与野生型幼穗生长素(IAA)、细胞分裂素(TZR)、脱落酸(ABA)和赤霉素(GA3)的含量变化。【结果】突变体rs(s)雄蕊发育正常但雌性半不育，该性状受隐性单基因调控；发育过程中子房干瘪瘦小，柱头伸长不明显，雌蕊在胚囊发育的有丝分裂阶段发生异常，导致胚囊败育；IAA含量在突变体幼穗分化第6阶段急剧增加。【结论】突变体rs(s)是一个新的雌性半不育突变体，在有丝分裂阶段生长素含量急剧增加，可能抑制了雌蕊的生长发育，导致雌蕊发育畸形、雌性半不育。 相似文献
8.
【目的】籼粳亚种间杂交F1的育性问题严重阻碍了亚种间杂种优势的利用,探究籼粳杂种不育的遗传机理,挖掘新的籼粳杂种不育调控基因,为促进籼粳杂种结实率遗传改良提供理论依据。【方法】粳稻品种Sasanishiki和籼稻品种Habataki杂交后,采用单粒传法自交10代,获得包含95个株系的稳定遗传重组自交系(RIL),基于Illumina平台,对双亲和RIL进行高通量测序,在全基因组水平分析RIL中Habataki血缘的分布与比例,进而鉴定偏分离区域作为潜在的籼粳杂种不育位点。同时,剖析“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”中典型籼粳稻基因组变异数据,对群体水平进一步验证并趋近目标育性基因区域。最终通过序列比对锁定籼粳杂种不育候选基因。应用CRISPR基因编辑技术进行定点基因敲除,对目标基因进行功能验证。【结果】Habataki和Sasanishiki的杂交F1在穗数、每穗粒数和千粒重上体现出明显的杂种优势,但其结实率显著降低,I2-KI镜检发现F1花粉育性显著降低。RIL的全基因组高通量测序在第1... 相似文献
9.
用微卫星标记评估中国水稻主栽品种的遗传多样性 总被引：18，自引：2，他引：18
【目的】为正确评估中国水稻(Oryza sativa L.)主栽品种的遗传多样性提供依据。【方法】应用位于水稻)12条染色体上已筛选的24个微卫星(simple sequence repeats, SSR)标记组合（每条染色体2个），分析63个主栽常规稻品种和杂交稻组合亲本(2002年推广面积达6.67×104 ha（100万亩）)的遗传变异。【结果】共检测到135个等位基因，平均每个标记5.6个；多态性频率（frequency of polymorphisms, FP）变动范围为0.486～0.840，平均0.682。水稻恢复系比保持系/不育系遗传差异大；与常规籼稻品种相比，常规粳稻品种的遗传多样性较低。聚类分析表明，中国籼稻品种主要来自华南稻区和长江流域稻区，粳稻品种则分布于北方稻区和太湖流域(江苏和浙江省)，表现出明显的地域分布特点。【结论】作者认为，应用微卫星标记所作的中国水稻品种聚类分析与传统系谱分析趋势一致，结果更为精确。 相似文献
10.
【目的】对雄性不育突变体802A进行表型鉴定和遗传分析,并对不育突变基因进行分子标记定位。【方法】调查802A突变体的花粉育性、形态特征和主要农艺性状,同时对其不育性状进行遗传分析,并以802A/Ⅱ-32B F2和802A/02428 F2为定位群体,运用SSR、InDel等分子标记进行基因定位。【结果】802A突变体的花药瘦小、干瘪、不开裂,外观呈乳白色,花粉以典败为主,属于普通雄性不育类型。同时,该突变体还表现颖壳变细、扭曲,剑叶变短、变窄、内卷,穗颈包颈等特征。遗传分析表明,802A的雄性不育性状由1对隐性核基因控制。该不育突变基因定位于第3染色体长臂的SSR引物RM3513附近,InDel标记S2和S5之间,该基因与这2个InDel标记的遗传距离分别为0.6和0.3 cM,并且与InDel标记S3和S4在167株F2不育单株中共分离。【结论】通过与迄今已报道的水稻雄性不育基因比较,认为802A所携带的突变基因是一个新的水稻隐性核不育基因,暂命名为ms92(t)。 相似文献
11.
一个显性矮秆水稻突变体的获得及其遗传分析 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】分析该研究组已发现的一个显性矮秆水稻突变体的遗传组成及背景。【方法】利用农杆菌介导法转化粳稻品种武香粳9号,产生T-DNA插入群体。在筛选和鉴定水稻T-DNA插入突变体的过程中,发现一个矮秆突变体。利用PCR扩增、Southern杂交等分子生物学方法对该突变体后代进行鉴定及遗传分析。【结果】突变体自交后代群体中出现矮秆和正常株高两种类型,分离比为3﹕1,符合一对显性单基因的遗传,并且矮秆性状的表现与T-DNA插入共分离。利用籼稻品种龙特甫与其纯合矮秆植株进行杂交,杂交F2代的矮秆株与正常株的比例同样呈3:1分离,符合一对显性单基因的遗传规律。利用SSR等分子标记,将该基因定位在水稻的第4染色体上。【结论】该矮秆性状由一对显性基因控制,由T-DNA插入引起,位于水稻第4染色体上,可作为进一步分离该基因的遗传材料。 相似文献
12.
籼稻巨胚种质的诱变获得及遗传研究 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】明确诱发产生巨胚突变的频率和巨胚基因的遗传规律。【方法】以11个籼稻品种为材料，通过60Co-γ射线辐射干种子，种植后收获自然成熟的M2代种子。将种子去壳后肉眼鉴别巨胚突变体（比原胚大至少1倍），计算水稻巨胚性状的突变频率；用通过辐射诱变获得的2个籼稻巨胚品系98-14geB和Mge86与其相应原亲本杂交配成一套F1、F2和BC1F1材料，调查种子胚的大小，研究巨胚性状的遗传。【结果】在M1代混收的M2种子中，水稻巨胚突变的出现频率平均为0.00125%，变幅为0.00029%～0.00285%。本研究以250Gy和350Gy2种剂量分别照射11个籼稻品系的干种子，在其中9个品系中获得巨胚突变体。【结论】本研究取材的2个籼稻巨胚突变体均为单隐性基因突变，且均与粳稻巨胚品种1137的巨胚基因等位，无非等位巨胚基因发现；胚的大小直接由种子基因型决定，而同为胚发育提供营养的母体基因型及细胞质均无关系。 相似文献
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【目的】创制永久温敏核不育系，为解决两系杂交水稻制种存在的安全问题提供支持。【方法】在采用轮回亲本聚合温敏和反温敏核 不育基因创制永久温敏核不育系天丰 M 的基础上，研究天丰 M 不育的遗传特性。【结果】聚合了温敏和反温敏核不育基因的天丰 M 在高、低温下均表现不育，其不育性受 2 对基因控制，1 对是温敏核不育等位基因，另 1 对是受温度调节的调控基因，即分别来自温敏和反温敏核不育系复等位的，随温度变化切换显隐性关系。在高温下，来自温敏的为显性，调控不育基因表现为不育；在低温下，来自反温敏的切换为显性，同样调控不育基因表达为不育。从不同温敏和反温敏核不育姊妹系测交类型 4 的群体分离表现得到证实，C31（Z1×F7）组合在低温下表现不育、可育和正常可育，不育株割茬再生发生不育与可育分离，实际表现为永久不育 5 株、低温不育高温可育 6 株、低温可育 4 株、正常可育 7 株，符合 2 对杂合基因 1∶1∶1∶1分离比。这种受双基因控制的永久温敏核不育性可遗传、可恢复，且当温敏核不育基因为显性时，永久不育性可恢复。【结论】天丰 M 不育系可从根本上解决两系杂交水稻的制种安全问题。 相似文献
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水稻是我国杂种优势利用最成功的作物,对世界粮食增产贡献巨大.亚洲栽培稻包含籼稻和粳稻2个亚种,籼粳亚种间的远缘杂种优势尤为突出,可作为提高水稻单产的重要途径.但是籼粳亚种间的杂种育性普遍较低,是利用远缘杂种优势的最大限制因素.本文剖析了水稻籼粳杂种不育的遗传基础,揭示了系列杂种不育位点的分子机制;在此基础上解析了广亲和... 相似文献
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利用ILP标记分析水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化 总被引：3，自引：0，他引：3
【目的】揭示水稻籼粳杂交亲本和衍生系的籼粳分化度,为培育实用型籼粳亚种间杂交稻提供理论和实践依据。【方法】以通过不断聚合和累加不同广亲和基因与恢复基因的方法,历时21年,4个育种阶段,涉及18个籼粳杂交亲本和39个衍生系为研究材料,采用籼粳特异ILP分子标记（水稻内含子长度多态性分子标记）和程氏形态指数法进行籼粳分化度检测。【结果】57个供试材料基因组DNA在所检测位点上均存在籼粳分化。18个亲本共检测出4个粳稻、5个偏粳、8个偏籼和1个籼稻类型。在18个亲本中, 明恢63和9308的粳稻成分分别为12.50%和33.33%;粳型恢复系C418的粳稻成分仅有31.25%。39个籼粳杂交衍生系共检测出1个粳稻、11个偏粳、20个偏籼和7个籼稻类型。其中,粳型衍生系明恢502的粳稻成分仅占10.42%。ILP标记法与形态指数法判定籼粳分类结果的吻合度较好,粳稻成分指数、籼稻成分指数与程氏指数综合值的相关系数分别为r=0.794**和r=-0.7662**。【结论】ILP标记具有准确检测籼（粳）成分比例的功能;研究籼粳分化可以合理解释籼粳型恢复系配组的杂交稻表现明显杂种优势的原因,对有效利用籼粳亚种间优良基因具有重要作用。 相似文献
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两用核不育水稻的育性受光周期和温度的调控,光温之间还存在互作效应,从生理、遗传角度可解释这种现象。遗传背景、育性指标的不同,研究方法的局限性以及两用核不育水稻的基本特性导致了遗传研究的复杂性。在育性转换过程中,一些生理生化物质会发生相应变化,并与育性相关。本文还从生态、遗传角度讨论了能否用粳稻中的不育基因转育成典型籼稻光敏不育系的问题,并就如何提高不育系稳定性问题进行了讨论,认为利用人工辅助法来提高稳定性是目前值得深入探讨的问题。 相似文献
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一个新的水稻隐性高秆突变体的遗传分析和基因定位 总被引：2，自引：1，他引：2
【目的】寻找新的水稻隐性高秆基因,为解决水稻不育系的包颈现象及增加恢复系的株高提供重要的遗传资源。【方法】在田间试验时发现一株高秆突变体,经过连续3代的自交和选择后,获得稳定遗传的高秆突变体。突变体的株高比野生型中花11平均增加72.3%。将带有高秆基因的杂合体自交,分析F2代株高的遗传行为,结果表明高秆性状由一对隐性基因控制。分别配制突变体、野生型与培矮64之间的杂交种及其自交F2分离群体,在突变体配制的分离群体中鉴定出72株极端高秆突变体,株高明显高于对照群体中的最高植株高度。【结果】利用均匀分布于水稻12条染色体上的147对多态性分子标记,分析这些标记位点在极端高秆突变体群体中的分离特征,结果证明高秆基因位于水稻第3染色体。进一步发展了4个InDel标记,确定高秆基因位于RM168与M127.1-3-3标记之间,物理距离为713 kb。【结论】该基因是一个新的隐性高秆基因,暂命名为lc3。 相似文献
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不同来源培矮64S育性转换光温反应特性的分析 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】研究不同来源的5份培矮64S的育性转换光温反应特性。【方法】利用人工气候箱对5份培矮64S的自交结实率和花粉可育度进行研究，并分析育性转换发生变化的原因。【结果】在长日高温条件（14.5h/28℃）下，5份材料几乎完全不育，但在14.5h/24℃，除2份材料仍然保持较好的不育性外，其它材料都有一定的结实，其中4号材料的结实率达到9.05%，花粉可育度达到27.83%，与其它4份材料的差异达到极显著水平。另外，对历年培矮64S在气候箱内鉴定的自交结实率的结果进行分析比较，发现不同年度间繁育的培矮64S光温反应特性也存在差异。【结论】培矮64S表现出明显的地区间和年度间的差异。4号材料的不育起点温度发生变化，不符合不育系的光温反应鉴定标准。 相似文献
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一个水稻短根毛突变体的鉴定和基因定位 总被引：1，自引：1，他引：0
【目的】鉴定和克隆水稻根毛突变体新基因,了解水稻根毛发育的分子遗传机理。【方法】通过T-DNA插入获得短根毛突变体。采用溶液培养、形态特征观察、杂交后代的表型分离统计及基于图位克隆技术的基因定位等方法,对突变体Ossrh1的表型、遗传和基因精细定位开展研究。【结果】突变体在苗期表现为根毛长度变短,只有野生型长度的36%左右,遗传分析表明该突变性状受1对隐性基因控制,利用Ossrh1和籼稻品种Kasalath杂交构建的F2群体对OsSRH1进行基因定位, 发现与第6染色体上的SSR（simple sequence repeat）标记RM3183和RM193连锁,OsSRH1距它们的遗传距离分别为0.9 cM和1.0 cM。通过在两标记间发展3个新的STS（sequence-tagged site）标记,将OsSRH1精细定位于标记T1757和T1768之间,物理距离约为115 kb。【结论】水稻短根毛突变体Ossrh1的性状由1对隐性核基因控制,该基因位于第6染色体的STS标记T1757和T1768之间115 kb范围内。 相似文献
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具有黄绿叶标记的香型籼稻不育系选育研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】转育成携带有标记性状的实用香型籼稻三系不育系及保持系。【方法】利用常规杂交自然分离突变体黄绿色叶片、有香味植株,转育成带有标记性状和香味的实用型不育系。【结果】选育的黄绿叶片突变体不育系其叶色自苗期至成熟期均表现为黄绿色,与正常叶色极易区别,并且未发现黄色退化现象。采用热水法鉴别具有香味的株系转育成带黄绿叶标记的香型籼稻不育系,其株高在41.5—56.5cm,植株叶片及谷粒颖壳呈黄绿色,其中叶鞘、叶耳及叶片边缘呈紫红色,分蘖力中等;其中黄标3A的穗长24.9cm,穗子着粒数145.0粒,谷粒呈长粒梭状形;千粒重28g,播始期85d,其保持系基部结实好,充实饱满。柱头呈紫黑色,柱头较大、而外露好。与恢复系测交、常规杂交的正、反交,其F1代均表现为正常绿色;测交、常规正、反交F2代群体平均分离比例分别为:2.92﹕1、2.76﹕1和2.96﹕1,经卡方检测,F2代群体分离符合3﹕1比例,表明黄绿色叶片呈隐性遗传,受1对隐性基因控制。【结论】黄绿叶标记不育系带有香味,且叶色与正常叶色有显著差异,受1对隐性基因控制。黄绿色叶片这一标记性状遗传稳定。与不同恢复系配组,F1代表现一般配合力强,可恢复性好。 相似文献