小麦新型光温敏不育系337S的不育机理及不育基因的分离研究

337S是国内外目前唯一的对长日高温、短日低温均敏感不育，制种区域广阔，遗传控制机制已经明确并已通过省级鉴定的小麦新型光温敏不育系。分别在长日高温、短日低温不育以及可育光温条件下分析长日高温不育、短日低温不育、正常可育三类植株花药的生理生化指标如IAA、 TCK、各种酶类及各种氨基酸，明确其长日高温不育、短日低温不育的生理生化反应特征；用人工控制营养液培植该不育系，在小穗原基分化时期补充N15，分时段测定所表现出明显差异的生理生化指标，找到长日高温不育、短日低温不育基因的初级产物，明确其生理生化成因及光温作用导致育性转化的模式；分别提取三类植株花药的mRNA，反转录成cDNA，进行cDNA差异分析，找到有差异的cDNA，测序，利用生物信息学并结合不育基因产物分析结果，克隆出337S的长日高温不育基因与短日低温不育基因。所得成果具有自主知识产权，并将填补国内外此领域之空白。

337S是国内外目前唯一的对长日高温、短日低温均敏感不育，制种区域广阔，遗传控制机制已经明确并已通过省级鉴定的小麦新型光温敏不育系。本研究在长日高温、短日低温不育以及可育光温条件下，对337S的生理生化反应特征和不育基因的产物进行了系统分析，对其不育基因进行了分离克隆，得到如下结果：.（1）337S的生理生化反应特征和不育基因的产物.337S长日高温不育、短日低温不育、正常可育三类植株小花原基分化期的幼穗 在蛋白质含量与氨基酸组成、过氧化物酶、多酚氧化酶、细胞色素氧化酶、酯酶、ATP酶、淀粉酶、抗环血酸酶、IAA、CTK上没有明显差异， 表明长日高温不育、短日低温不育基因的表达时期在小花原基分化期之后；因此我们在小穗原基分化时期补充N15，分时段测定其已表现出明显差异的生理生化指标， 分析结果显示，337S的长日高温不育、短日低温不育性与细胞色素氧化酶、ATP酶、淀粉酶有关，与氨基酸组成、多酚氧化酶、酯酶、抗环血酸酶、IAA、CTK、过氧化物酶无关，不育基因可能与细胞色素氧化酶、ATP酶、淀粉酶的基因有关。.（2）获得了337S不育候选基因.分别提取337S同一单株自交后代的短日低温不育、长日高温不育、正常可育三种植株花粉败育临界期前（小花原基分化期-四分体期）的花药的全RNA，提交给北京贝瑞和康生物技术有限公司，由该公司分离mRNA,反转录成cDNA，进行转录组测序。利用生物信息学技术，结合不育基因产物分析结果，分离克隆出337S长日高温不育与短日低温不育的候选基因，它们是：DNA repair-recombination protein基因、receptor-like kinase with LRR repeats基因、cell death suppressor protein lls1 基因、phosphatidylserine decarboxylase基因、Putative cell death suppressor protein基因。.本研究完成了既定任务，撰写英文论文7篇，已发表或接受的SCI论文5篇，培养博士、硕士计6名。初步探明337S长日高温不育与短日低温不育的生理生化成因，分离克隆出337S的长日高温不育基因与短日低温不育候选基因，这些结果对丰富小麦雄性不育理论有积极意义，对促进小麦杂种优势利用研究有重要作用。