以下文章來源于南北學(xué)苑 ,作者湯繼華
玉米三系配套是目前玉米雜交種子生產(chǎn)中利用的一種主要方式。在玉米的T、C、S三種不育胞質(zhì)中,美國在1960年基本普及了T型不育系的利用,但是由于玉米小斑病T小種專化侵染T型不育胞質(zhì),致使T型胞質(zhì)的利用被迫停止。目前生產(chǎn)上主要利用C和S兩種不育胞質(zhì),其中C型不育系屬于孢子體不育,恢復(fù)型雜交種的花粉表現(xiàn)為全部可育,而S型不育系屬于配子體不育,其恢復(fù)型雜交種的花粉50%表現(xiàn)可育。
據(jù)報道1986年美國利用雄性不育系配制的雜交種占到12%,1994年已上升到1/3。我國自20世紀(jì)70年代后期開始利用C型和S型雄性不育材料,相繼育成雙-CMS、L2-CMS、唐徐-CMS等一批高抗玉米小斑病的新型不育系,丹玉13號、中單2號、華玉2號、中單2號、鄭單2號、豫玉22等一批玉米品種都利用不育化技術(shù)生產(chǎn)雜交種子。
玉米不育化雜交種在生產(chǎn)上常用摻和型和恢復(fù)型兩種的方法。為了保證雜交種在生產(chǎn)上的安全性,可以采用正常胞質(zhì)雜交種和恢復(fù)型雜交種3:7摻和的方法加工生產(chǎn)用種。利用摻和型雜交種的優(yōu)點是在遇到逆境氣候?qū)τ衩装l(fā)育影響時,可以避免不育雜交種可能對逆境氣候敏感而造成花粉發(fā)育不良造成的影響,保證不育化雜交種的田間結(jié)實性。
恢復(fù)型雜交種有兩種類型,一種是使用單一不育胞質(zhì),如生產(chǎn)上常用C型和S型不育胞質(zhì)進行不育系和恢復(fù)系的轉(zhuǎn)育,雜交種的恢復(fù)株率達到99%以上,恢復(fù)度5級,保證F1代能正常散粉結(jié)實,目前生產(chǎn)上利用雜交種如登海605、京科958等都是利用單一不育胞質(zhì)生產(chǎn)雜交種子。但是在利用單一胞質(zhì)生產(chǎn)雜交種子過程中存在小斑病?;硇》N侵染的潛在危險。第二種方法是利用多種胞質(zhì)不育系生產(chǎn)雜交種子,通常情況下把母本同時轉(zhuǎn)成C型和S型兩種不育系,父本同時轉(zhuǎn)育成相應(yīng)的C型和S型恢復(fù)系,C型和S型不育化雜交種分別制種,在種子加工過程中按照1:1的方式進行混合。利用多胞質(zhì)不育系雜交種,可以在一定程度上避免由于玉米小斑病生理小種?;秩驹斐傻挠绊?。
為了規(guī)避不育胞質(zhì)雜交種在生產(chǎn)應(yīng)用中可能的潛在風(fēng)險,先鋒公司開發(fā)出了一種基于隱性核不育基因的“種子生產(chǎn)技術(shù)”(seedproductiontechnology,SPT)。該技術(shù)將可育基因與顯性篩選基因連鎖在一起,實現(xiàn)了不育單株的提前鑒定,且生產(chǎn)出的不育系不含有轉(zhuǎn)基因成分。北京科技大學(xué)的萬向元團隊在SPT技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)了“多控不育系統(tǒng)”(multicontrolsterilitysystem,MCS),提高了篩選的效率,并降低轉(zhuǎn)基因花粉逃逸到環(huán)境中的可能性。SPT技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用為不育化制種技術(shù)應(yīng)用提供了一種新的策略。