[其他]基因性雄性不育玉米

说明书

本发明总的涉及到玉米植株的遗传过程（方法）具体地涉及到培育和利用雄性不育玉米种子进行杂交玉米生产的方法。

在美国现有的玉米即玉蜀黍生产中，农场主或农民所用的绝大多数种子玉米是单交的，F1杂交品系。当前用作生产杂交玉米种子的商业技术要求在专门选择的雄性及雌性亲本植株之间实现可预测的杂交。这样选定的雄性的和雌性种类的植株在大田中种植在一起，使花粉可以雄的亲本植株散出传给雌性亲本植株。这个过程因玉米植株的雌雄同花（株）的性状而比较容易。每一个植株有不同的（各别的）雄性及雌性的花序，因此，为确保在所要求的母本植株和所要求的父本植株之间进行正确的（合适的）交配，这就是必须保证母本植株的花粉不可在同一植株上自身授粉或者授粉给同属的母本植株。为了确保这些不希望有的自身授粉或同属授粉不致发生。在生产中的一般做法是用手工从母本植株摘去雄花使母本植株去雄。虽然目前有机械设备可用于母本植株的去雄，但由于大田中玉米的大小不同，同时又要求不可过多地切去玉米的植株，机械去雄的效率很低，因此去雄的过程还是用手工操作，有时，则人工与机械设备联合使用。这个过程是一个劳动强度非常高而且时间又很集中的农活，在北半球，通常这段时间在六月、七月或八月的4到6个星期，因为这个生产活动必须在用作母本的近交玉米的为期极短的开花期内进行。这种去雄操作是一个很难安排的操作，因为它需要得到大量的短期劳动力，它又是一个很花钱的工作，因为它是劳动密集型的生产劳动。

因此，已花了很多的时间和许多的精力去发展雄（性）不育玉米植株。雄性不育一词通常是指植株在其雄性开花器官成熟时不产生有活性的花粉的植株，但此植株仍然具有完全的雌性繁殖的能力。在杂交生产系统中使用雄不育玉米不需要去雄，因为雄不育母本植株所能得到的花粉只能是父本植株所产生的花粉。这样就得到了预期的交配，因此就能产生可适用于大田生产的杂交的后代。不幸的是，使用雄不育玉米植株前还有一些内在的固有的不利因素。

目前有两类已知的和已用的保持玉米作物的雄不育族类的系统。一类系统是依赖于细胞质或非核的雄不育特性，另一类系统是依赖于基因性的，或核的特性遗传来保留雄不育性的。

细胞质雄不育系统依赖的是不包含在细胞核内的基因。因而得名，此系统较合适的名称应该是胞一核雄不育系统，因为它的雄不育性依靠着细胞质基因和无核修复基因，因为细胞质遗传物质在玉米中通常是从本植株单独传遗的，而且极少通过花粉传递，利用母本系的细胞质雄不育特性花粉就可以由雄不育亲本供给，所得到的后代植株是可靠的雄不育性的后代，由于细胞质基因由母本提供。一个已公开了的用细胞质雄不育性来生产杂交玉米的系统见美国专利第2，753，663号。

有一段时期，美国杂交种子工业利用细胞质雄不育玉米系生产杂交玉米种子。采用得最多的细胞质雄不育性是得克萨斯不育或T不育细胞质，此细胞质不育性在1970年以前被广泛地用于生产几种类型或种类的杂交种子供出售之用。到了1970年发生了一种T型HELM    IN    THO    SPOR    IUM    MAYD    IS植株流行病。当时的大多数雄不育植株和从它们产生的杂交种生了一种南方叶子枯萎病。此事件使许多玉米种植者们相信细胞质雄不育性对于得到雄不育植株不是一种适宜的机制，因为正常细胞质和带有雄不育性的细胞质之间的差别似乎不仅对花粉的繁殖力而且对疾病的敏感性也有影响。此外，这次植物流行病事件造成的严重损害引起了对使用细胞质雄不育系的普遍怀疑，因为消费者害怕植物流行病会在其他细胞质雄不育性系再次发生。至今为止已鉴定了二种其他细胞质雄不育性系，称为C和S型不育系，除了消费者和种植者们不愿使用胞雄不育系统以外，这两种不育系还具有内在的稳定性问题和近交系的胞雄不育问题。

玉米的雄不育性的另外的一种基础是基因性雄不育性，它是由玉米作物的核仁基因造成雄不育性的。已做了许多鉴定玉米雄不育性基因的工作，到现在为止，至少已知道了19种能产生出雄性不育性的核仁基因的变异（变种）。雄性不育基因表可以从美国专利第3，861，079号的COLUN15等中看到。现今已知所有能产生雄不育性的遗传特性中，其不育性是由单个基因决定的，而雄不育性的等位基因是隐性的。使用基因性雄不育性系的可能性对杂交种子的生产者们来说早已存在，但是还没被证明是非常实用的。