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紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是优质的豆科牧草,利用雄性不育系获取杂种优势可以有效改善紫花苜蓿产量和品质,增强抗逆性。因此,研究紫花苜蓿雄性不育系的遗传特性,并在此基础上提出相应的杂交制种技术体系具有重要的理论价值和实践意义。本文以选育自紫花苜蓿栽培品种西部巨人的雄性不育系10-9和栽培品种牧歌401+Z的雄性不育系4-10为母本,以西部巨人可育系10-10为父本,利用人工控制授粉方法构建了以上2个雄性不育系的杂交子代群体,对其雄性不育性状分离和遗传特性进行了分析研究,主要结果如下:1、雄性不育系10-9遗传模式。于2010-2012年先后用人工杂交方法构建了紫花苜蓿雄性不育系10-9的F1、F2和BCi群体,其中,F1代群体103株,F2代群体170株,BC1代群体98株。紫花苜蓿属于异花授粉作物,细胞核基因型高度杂合,F1代就会出现性状分离,可用于遗传验证。在F1代群体中,有19株可育植株和84株不育植株,出现育性分离,并没有表现出母系遗传特性,初步表明不育系10-9为核基因控制的雄性不育。根据孟德尔遗传定律,对F1代群体实际分离比和不同遗传模式下的理论分离比进行了验证,表明10-9不育性状受到细胞核隐性单基因控制,且可推测不育系10-9基因型为mslmslmslmsl,可育系10-10 基因型为MslMslmslmsl(χ2=0.23)。根据推测的亲本(10-10和10-9)基因型,F1代群体单株的基因型为双显MslMslmslmsl(可育)、单显 Mslmslmslmsl(可育)和纯隐mslmslmslms(不育),则F1代可育单株自交相应得到F2代的不育单株和可育单株分离比分别为1:35和1:3,在此理论比的基础上,对4个F1代不同单株自交得到的F2群体单株育性分离分别进行了验证,其中1个群体的育性分离符合双显分离比1:35(χ2=1.82),另外3个群体符合单显分离比1:3(χ2值分别为0.67、0.68和0.98)。从F2群体中选取不育植株(mslmslmslmsl)作为母本和可育亲本10-10(MslMslmslmsl)杂交,获得BC1代。依据雄性不育隐性基因遗传模式,其分离群体中的可育单株和不育单株的理论分离比为5:1,以此对2个杂交组合的BC1群体的实际观察值进行了验证,均符合假设基因型的分离比(χ2值分别为1.60和 1.56)。结合以上雄性不育系10-9的Fi、F2和BC1分离群体的育性分离情况进行遗传分析验证,在隐性单基因遗传模式下,杂交群体的育性实际分离比和理论分离比的卡方验证均小于χ2(P=0.05)=3.84,证实该紫花苜蓿雄性不育系的不育性状受到单个隐性基因控制,其中基因型为MslMslMslMsl、MslMslMslmsl、MslMslmslmsl、Mslmslmslmsl的植株表现为雄性可育,而基因型为mslmslmslmsl则表现为雄性不育。2、雄性不育系4-10遗传模式。于2012-2013年先后人工杂交构建了紫花苜蓿雄性不育系4-10的F1和BC1分离群体,其中,F1代群体56株,BC1代群体85株。对F1代群体进行花粉育性检测发现,所有子代单株均表现为完全雄性不育,表明该雄性不育系4-10的不育性状能稳定且100%的传递给子代。鉴于紫花苜蓿的异花授粉特性,不育系4-10和可育系10-10杂交F1子代育性均为雄性不育,未出现育性性状分离;进一步以F1群体不育单株作为母本和可育亲本10-10回交,得到的BC1子代单株表型也全部为雄性不育,证明该不育系4-10的花粉不育呈现母系遗传特性,属于细胞质雄性不育。综上,本文通过构建紫花苜蓿雄性不育系10-9和4-10的育性分离群体,结合Alexander染色法统计检测的单株花粉可育率结果,验证分析各个群体的育性分离假设,明确了紫花苜蓿雄性不育系10-9和4-10的遗传模式,分别为隐性细胞核单基因遗传和细胞质基因遗传,以上结果进一步丰富了紫花苜蓿雄性不育系种质材料,对紫花苜蓿雄性不育机制研究和杂交制种利用具有重要理论价值和生产指导意义。