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本研究以不结球白菜茎芥菜胞质雄性不育系(4x MtCMS)及保持系为材料,对4x MtCMS及其保持系的解剖学、一些生理生化特性、光合特性、农艺学性状、品质性状及其杂种优势、配合力进行了研究。主要内容如下：1.以茎芥菜胞质雄性不育系与四倍体白菜杂交获得的4x MtCMS及其保持系为材料,采用石蜡切片法研究其花药发育过程及叶片解剖结构。结果显示：4x MtCMS与保持系花药发育差异明显,4x MtCMS为结构性雄性不育,其退化或畸形雄蕊分为5种类型：盾状雄蕊、条状雄蕊、片状雄蕊、羽状雄蕊和瓣状雄蕊。该不育系花药发育败育有两个时期,盾状雄蕊花药败育于孢原细胞分化期,雄蕊整个发育时期均处在孢原细胞分化期,无绒毡层与花粉母细胞的分化,不形成药室,属孢子体败育型；其它类型雄蕊,花药败育发生在雄蕊原基分化时期,由于雄蕊原基偏离正常的分化轨道,形成瓣状化雄蕊。2.对4x MtCMS及其保持系不同发育阶段的花蕾、花和(?)叶中的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛含量及其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化进行研究,并对其同工酶谱进行分析,结果表明：4xMtCMS花及花蕾中可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量均显著低于相应保持系；而丙二醛(MDA)含量高于保持系；花蕾中SOD活性4x MtCMS低于保持系；除大花蕾中4x MtCMS CAT活性显著高于保持系外,其它花蕾中POD、CAT活性均是4x MtCMS低于相应保持系,4x MtCMS(?)叶中可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量与保持系无显著差异,MDA含量、POD、SOD、CAT活性均4x MtCMS低于于保持系；POD、SOD、EST同工酶电泳结果显示：4x MtCMS与保持系间存在8条差异带,保持系同工酶酶谱条带比4x MtCMS丰富。3.以4x MtCMS及其保持系为材料,在晴天采用Li-6400型便携式全自动光合测定系统测定叶片的光合特性差异。结果表明：不育系叶片叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素含量和叶绿素／类胡萝卜素均低于其保持系,而叶绿素a／b、类胡萝卜素含量低于保持系。4x MtCMS和保持系净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、水分利用率(WUE)均有差异,但它们的日变化趋势一致。不育系和保持系Pn、Gs随光强增大而增大,而Ci随着光强增强而缓慢下降,且保持系的Pn、Gs、Ci均高于相应不育系；保持系光饱和点(LSP)、C02饱和点、均高于相应不育系,而不育系光补偿点(LCP)、CO2补偿点、表观量子效率和羧化效率高于其保持系。4.采用不完全双列杂交方法,分析6个四倍体不结球白菜亲本和15个F1杂交组合的16个农艺性状进行配合力分析,结果表明：16个农艺性状的遗传均受基因加性效应、显性效应和互作效应作用,但加性效应更加重要；07P-7农艺性状的一般配合力(GCA)最好,是综合性状优良的亲本；07P-2可作为四倍体不结球白菜品质遗传改良的骨干亲本；不同性状间及同一性状不同组合间SCA效应值差异较大,GCA和SCA间不存在直接关系。根据SCA综合表现,07P-15×07P-10是一个较理想的组合,而07P-7×07P-15、07P-2×07P-10次之,同时由于07P-2×07P-6、07P-2×07P-7、07P-2×07P-8、07P-2×07P-10和07P-2×07P-15中均有07P-2这个雄性不育系,因此具有广阔的应用前景。5.本文对4x MtCMS及其保持系系农艺性状进行研究,并以4x MtCMS为母本,6个四倍体不结球白菜自交系为父本配制杂交组合,对4x MtCMS所配杂交组合进行杂种优势利用研究。结果表明：4x MtCMS平均每荚种子数及种子产量低于其相应保持系。与相应父母本相比,四倍体杂交组合杂种的株高增高、开展度增大、叶片数增多、叶面积增大、小区产量显著增加,品质性状显著高于父母本,杂种优势普遍存在,农艺性状的杂种优势较强,营养品质性状的杂种优势较弱。