作物雄性不育性在育种中的应用概评

概述总结了作物雄性不育性的类别与遗传特点。雄性不育性的遗传机理涉及细胞质遗传的现象,目前已初步探明玉米C群不育系的胞质基因可能是atp6-c,芝麻不育胞质基因拟为atpA。雄性不育化杂交种在实践中主要应用于玉米、水稻和蔬菜中。尽管现有近交理论、DNA甲基化效用、水稻胞质与核不育系遗传等理论提出,雄性不育化育种的基本理论尚需进一步探讨。在雄性不育化育种技术上,要逐步解决难点作物,如小麦、荞麦、菜豆等的不育化育种问题。     

大豆细胞核雄性不育基因研究进展

雄性不育是指植物雄蕊不能正常生长和产生有活力花粉粒的现象。利用雄性不育突变体开展杂交育种工作,是快速提高作物单产的有效途径。目前,通过杂种制种已大幅度提高了水稻(Oryza sativa L.)、玉米(Zea mays L.)和小麦(Triticum aestivum L.)等作物的产量。大豆(Glycinemax(L.)Merr.)作为自花授粉作物,通过人工去雄生产杂交种子不仅困难而且经济上不可行。由于适用于杂交种生产的不育系资源短缺,目前大豆还没有实现大规模杂种优势利用。因此,快速实现大豆杂种优势利用迫切需要鉴定稳定的大豆雄性不育系统。本文总结了大豆细胞核雄性不育(genic male sterility, GMS)突变体及不育基因研究进展,同时结合拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻和玉米中已报道的细胞核雄性不育基因,从反向遗传学的角度,为大豆核雄性不育基因的鉴定提供依据。     

我国发现的几种作物核不育基因及其在遗传育种研究中的价值

我国发现小麦显性雄性不育基因之后,又在水稻、谷子、亚麻上发现了显性雄性不育基因,并且还发现一个隐性基因控制的光敏感核不育水稻。这些核不育材料是宝贵的自然资源,在遗传育种研究中有重要价值。一、显性核不育基因及其应用显性核不育突变是一种罕见的自然现象,迄今人们只在棉花、马铃薯、小麦、油菜、水稻、谷子、亚麻等少数作物上发现过。太谷核不育小麦的发现和研究工作的深入,使育种工作者对显性核不育基因重要性的认识空前地提高了,它启发人们有意识寻找和鉴定新的核不育材料。     

粮棉油作物雄性不育及杂交优势利用基础研究研讨会

为落实“八五”期间国家基础研究及应用基础研究重大项目:“粮棉油作物雄性不育及杂种优势利用基础研究”,国家自然科学基金委员会生命科学部邀请国内从事粮棉油作物雄性不育及杂种优势利用研究的21位学者于1990年3月23—25日在北京召开学术讨论会。农业部王连铮副部长,中国科学院李振声副院长,基金委梁栋材副主任等领导出席。经过三天的热烈讨论、就本项研究的任务、范围及预定指标,各抒己见,畅所欲言,进行了认真讨论,共同商定了下述几点意见:①作物研究范围为粮(水稻、小麦、玉米)、棉花及油菜五个主要作物,其     

水稻育性调控的分子遗传研究进展

杂交水稻为世界粮食安全做出了重要贡献。细胞质雄性不育和光/温敏不育分别是三系和两系杂交稻生产利用的遗传基础,而(亚)种间杂种不育则是杂交稻生产中要克服的主要技术瓶颈。因此,水稻育性调控是杂交水稻生产技术的关键,也是研究植物核质互作和物种生殖隔离等基础科学问题的重要模型。我国植物遗传学家在阐明杂交水稻育性调控的分子遗传基础领域做出了重要贡献。本文回顾了我国杂交水稻的发展历程,系统总结了杂交水稻生产涉及的细胞质雄性不育与恢复、光/温敏不育与育性转换、杂种不育与亲和性的遗传基础和分子作用机制,探讨了我国杂交水稻生产存在的问题,指明了水稻杂种优势利用的发展方向。     

玉米花药发育的细胞生物学与分子遗传学的研究方法

雄性不育技术在玉米杂种优势利用和杂交种生产中发挥着重要作用,玉米花药发育和雄性不育的细胞生物学与分子遗传学研究是雄性不育技术利用的前提和基础。玉米花药发育是一个复杂的生物学过程,需要孢子体基因与配子体基因的协同表达调控。从玉米花药的形态结构、花药发育时期的划分、花药败育类型、花药发育的细胞学研究方法、花药发育的组学研究方法、花药发育分子遗传学研究方法等方面进行综述,以期为玉米核不育机制研究与雄性不育技术产业化应用提供方法学指导。     

主要农作物细胞质雄性不育系育性恢复基因研究进展

提升作物产量、抗逆性和品质的主要手段之一是利用杂种优势,其中细胞质雄性不育/恢复(CMS/Rf)系统是应用最广的雄性不育系统。研究细胞质雄性不育系育性恢复机理是“三系”法选育的重要分子遗传学基础。目前,各个作物已经创制了不同类型的不育系。随着分子技术、基因组学和测序技术的深入,大量育性恢复基因已被定位,且部分已被克隆和功能鉴定。针对主要作物中恢复基因的遗传模式,分子标记定位、克隆及CMS/Rf系统在杂交育种中的应用进行了系统总结。希望本文能为今后恢复系分子标记辅助选育,或利用转基因、基因编辑手段创制新恢复系提供思路。     

主要作物光温敏核雄性不育基因的研究进展与应用*

光温敏核雄性不育系在不同的生态环境条件下可以实现一系两用,简化制种程序,是农作物杂交种子生产的一种重要资源。简要介绍了主要作物杂交种子生产方式,综述了水稻、小麦、玉米、谷子等作物光温敏核雄性不育系的研究进展以及在两系杂交种子生产上的应用,并探讨了光温敏核雄性不育系的应用前景。     

乙烯及配子诱杀剂对水稻花粉不育的诱导

近年来,试用乙烯利诱导水稻雄性不育有一定的效果(Perez 1973,王熹等1981),但乙烯利诱导作物雄性不育机理的研究还不多。本研究试图从了解乙烯能否诱导水稻花粉不育,以及诱导水稻花粉不育的配子诱杀剂能否诱生内源乙烯这两个方面去认识乙烯在诱导雄性不育过程中的作用。 材料 供试水稻品种是迟熟早籼广陆矮4号;试验用40％乙烯利(CEPA)系上海彭浦化工厂生产,50％甲基砷酸钠(MSMA)、10％氨基磺酸钠(AWN)系中国科学院广州化学所实验室制品。     

玉米细胞质雄性不育及其育性恢复基因的研究进展

玉米是杂种优势利用最成功的作物之一,采用细胞质雄性不育(CMS)进行玉米杂交种生产已成为杂种优势利用的有力工具。CMS是由于细胞质和细胞核的基因表达产物的不协调而产生的不育性,可被核基因组中的恢复基因恢复。根据育性恢复专效性,玉米CMS材料主要分为T、C和S三种类型。综述了这三种类型不育及其恢复基因的研究进展,分析了在不育化制种中的应用情况。     

玉米雄性不育资源的发掘与利用

植物雄性不育是指植物雄性生殖器官不能产生正常有功能花粉的现象.玉米(Zea mays L.)是重要的粮食作物之一,也是较早利用杂种优势的作物之一.当前,生产上广泛种植的玉米品种类型主要是单交种.我国玉米杂交种的播种面积常年稳定在6.2亿亩左右,年用种量10亿公斤以上,常年制种面积高达250多万亩.利用传统的人工去雄或机...     

A straight-forward seed production technology system for foxtail millet (Setaria italica)

For autogamous crops, a precondition for using heterosis is to produce sufficient pure male-sterile female parents that can be used to produce hybrid seeds. To date, cytoplasmic male sterility(CMS)and environment-sensitive genic male sterility(EGMS) have been used commercially to exploit heterosis for autogamous species. However, neither CMS nor EGMS has been established for foxtail millet(Setaria italica). Here, we report on the establishment and application of a seed production technology(SPT)...     

杂交水稻育种将迎来新时代

杂种优势是生物界一种普遍的现象,在许多作物中得到应用．杂交水稻自20世纪70年代开始在中国大规模种植,对于粮食生产具有举足轻重的作用．现有的“三系法”和“两系法”杂交育种技术对粮食增产贡献巨大,但它们的技术缺陷也非常明显．本文在总结已有杂交育种技术的操作流程及优缺点的基础上,阐述了利用智能不育杂交育种技术,实现隐性雄性核不育材料在杂交水稻中应用的技术流程．这种飞跃性技术的运用将推动杂交水稻的生产进入一个新的时代．     

A biotechnology‐based male‐sterility system for hybrid seed production in tomato

Incorporating male sterility into hybrid seed production reduces its cost and ensures high varietal purity. Despite these advantages, male‐sterile lines have not been widely used to produce tomato (Solanum lycopersicum) hybrid seeds. We describe the development of a biotechnology‐based breeding platform that utilized genic male sterility to produce hybrid seeds. In this platform, we generated a novel male‐sterile tomato line by clustered regularly interspaced short palindromic repeat (CRISPR)/CRISPR‐associated protein 9 (Cas9)‐mediated mutagenesis of a stamen‐specific gene SlSTR1 and devised a transgenic maintainer by transforming male‐sterile plants with a fertility‐restoration gene linked to a seedling‐colour gene. Offspring of crosses between a hemizygous maintainer and the homozygous male‐sterile plant segregated into 50% non‐transgenic male‐sterile plants and 50% male‐fertile maintainer plants, which could be easily distinguished by seedling colour. This system has great practical potential for hybrid seed breeding and production as it overcomes the problems intrinsic to other male‐sterility systems and can be easily adapted for a range of tomato cultivars and diverse vegetable crops.     

植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子基础

植物细胞质雄性不育是广泛存在于高等植物中的现象,其表现为母性遗传、花粉败育,但雌蕊正常。细胞质雄性不育在杂交种子生产中起着重要作用,研究其分子作用机制有利于更有效地利用细胞质雄性不育。随着一些不育基因和恢复基因相继被克隆,人们对一些细胞质雄性不育和恢复系统的分子作用机理已经有一定了解。本文综述了近年来对植物细胞质雄性不育基因和恢复基因作用机理研究的进展。     

植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子基础

植物细胞质雄性不育是广泛存在于高等植物中的现象, 其表现为母性遗传、花粉败育, 但雌蕊正常。细胞质雄性不育在杂交种子生产中起着重要作用, 研究其分子作用机制有利于更有效地利用细胞质雄性不育。随着一些不育基因和恢复基因相继被克隆, 人们对一些细胞质雄性不育和恢复系统的分子作用机理已经有一定了解。本文综述了近年来对植物细胞质雄性不育基因和恢复基因作用机理研究的进展。     

雄性不育在作物杂种优势中的应用途径分析

雄性不育是植物雄性细胞或生殖器官丧失生理机能的现象,该现象的利用大大提高了杂交种生产的效率。植物雄性不育包含细胞质雄性不育、不受环境影响的核雄性不育、光温敏型雄性不育及化学诱导的雄性不育。这些不育类型也已经被以三系或二系的方式应用于很多作物的杂交种生产中。综述了雄性不育各个途径的研究进展及其在作物杂种优势中的应用。