小麦显性核不育基因的遗传效应 Genetic Effects of a Dominant Male Sterile Gene on F1 in Common Wheat

采用NCII设计研究显性核不育基因在40个杂种F1代的遗传效应。结果表明，显性核不育基因对F1代形态性状影响不大，而对产量、产量性状及品质性状的影响较大。F1形态性状主要表现加性效应，且不育株和可育株趋势一致；可育株单株产量及大部分产量性状表现显性效应，百粒重、每小穗粒数表现加性效应，而不育株这些性状的加、显性效应起作用。F1两种育性植株蛋白质含量的遗传以加性效应为主、蛋白质产量以显性效应为主，籽粒饱满度则是可育株以加性效应为主，不育株以显性效应为主。显性核不育基因在F1代有明显的母性效应，且在这种基因的细胞质基础上核质互作也很重要。     

用同工酶鉴定太谷核不育小麦授粉后籽粒育性的初探

太谷核不育小麦系由显性雄性不育单基因 （简称Tal)控制的杂合体,它的异交后代总是 分离出不育株和可育株两种等比（1:1)的类 型〔11。为了探索显性雄性核不育的分子遗传机 理,许多学者已对它进行了细胞学及生理、生化 方面的研究：如小抱子不同发育时期的显微观 察［121;不育株和可育株花药内游离氨基酸成份 的比较分析［131及脯氨酸代谢上的变化141;同工酶 比较分析方面也有一些报道「5,但对不育株异 交授粉后籽粒单粒的同工酶比较分析,尚没有 报道。我们于1984年对Tal X吉春315小麦 进行了醋酶和过氧化物酶同工酶的比较分析, 发现在剑叶上不育株与可育株之间没有差异, 但在授粉前、后子房的同工酶酶谱中,不同育性 的植株之间有明显差异。在这工作的基础上, 我们又对山东农科院提供的两个品系进行了反 复测试,其结果将有助于人们在种子形态上识 别育性特征,并对其不育机理的研究更深入一 步。     

萍乡显性核不育水稻幼穗发育期间核酸含量变化

就最早发现的由显性核不育基因控制的萍乡显性核不育水稻(Oryza sativa)不育株[1]与相应的隐性可育株的几个主要幼穗发育时期核酸含量变化进行了比较.材料均种植于本校作物研究所网室内,常规管理.……     

太古核不育小麦显性不育基因的染色体组测定

以太谷核不育小麦为母本与5个四倍体小麦种——硬粒小麦、波斯小麦、波兰小麦、埃及小麦、东方小麦为父本,进行杂交和回交。杂种F_1育性分离比例是:不育株与可育株为1:1,染色体构型为14Ⅱ+7Ⅰ。不育株的回交后代是随着回交次数的增加,分离出的不育株数逐次减少,可育株数逐次增多,极显著偏离1:1;BC_3不育株绝大多数染色体构型为14 Ⅱ+1 Ⅰ,带有一个单价体,BC_3可育株染色体构型为14Ⅱ。杂种F_1的可育株,其回交后代全是可育株,没有分离出1株不育株。以太谷核不育小麦为母本与3个六倍体小麦种—印度矮生小麦、瓦维洛夫小麦、密穗小麦为父本,进行杂交和回交,其后代育性分离比始终为1:1。测定结果表明:太谷核不育小麦的显性不育基因是在D组染色体的某个染色体上。因而这个基因不能直接导入不含有D组染色体的小麦种中去,如硬粒小麦。     

太谷核不育小麦花药内游离脯氨酸和总氨基酸含量的变化及其与育性的关系

本文对显性单基因控制的太谷核不育小麦不同发育阶段的可育株和不育株的花药及雌蕊内游离肺氨酸和游离总氨基酸的含量进行了分析。结果表明:(1)在小孢子母细胞减数分裂期,不同育性花药之间游离脯氨酸的含量无明显差异,且含量较低。(2)在小孢子单核初期,可育花药内游离脯氨酸的含量显著高于不育花药,是不育花药的7倍,比减数分裂期增加20倍,高达其干重的1.65％,占其游离总氨基酸的50％。(3)在雌蕊中,游离脯氨酸的含量远远低于花药,不同育性植株之间差异不很明显。(4)关于游离总氨基酸的含量,在花药中减数分裂期,不同育性植株之间无明显差异;在小孢子单核初期,可育株高于不育株。在雌蕊中,相应于小孢子单核初期时,可育株稍高于不育株,受精后迅速趋于一致,但整个变化幅度不大。     

萍乡显性核不育水稻育性相关基因的定位和遗传分析

萍乡显性核不育水稻(Pingxiang Dominant Genic Male Sterile Rice,PDGMSR)是在水稻中首次发现的显性核不育材料,其育性由两对显性基因互作控制,一对是萍乡显性核不育基因Ms-p,另一对是显性上位恢复基因(dominant epistatic fertility restorer gene,Rfe)。两者共同存在时显性上位恢复基因能抑制不育基因的表达,从而使育性表现可育。本实验用一个对萍乡显性核不育水稻有恢复能力的水稻品种E823与萍乡显性核不育水稻配制杂交组合,将(萍乡核不育水稻/E823)F2作为定位群体,根据F3株系的育性分离,选择育性分离株系对应F2单株(基因型为Ms-pMs-pRefrfe和Ms-pms-pRferfe)构建可育池,用对应F2株系中的不育单株(基因型为Ms-pMs-prferfe或Ms-pms-prferfe)构建不育池,将显性上位恢复基因Rfe定位在水稻10染色体RM311和RM3152一侧,遗传距离分别为7.9cM和3.6cM。根据已有的Ms-p的定位结果,合成10染色体部分微卫星引物,对不育单株进行分析,发现RM171和RM6745位于Ms-p的两侧,距离分别为0.3cM和3.0cM。根据10染色体的测序结果,将Ms-p界定在约730kb的范围内,并构建了Ms-p的电子重叠群。植物显性核不育的育性恢复机理存在“复等位基因”和“显性上位互作”两种假说,贺浩华等用经典的遗传学方法证明了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。理论上认为,确定其遗传机理最为有效的方法是基因定位,如果不育基因和恢复基因位于同一位点,则其遗传机理属于“复等位基因”,否则为“显性上位互作”。本实验将不育基因和恢复基因定位在水稻10染色体不同的位点,用基因定位的方法证实了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。     

合成甘蓝型油菜中双隐性雄性核不育材料的发现及遗传规律分析

从甘蓝型油菜与白菜型油菜的种间杂交获得的甘蓝型油菜(Brassica napus)中发现了雄性不育单株,兄妹交株系和不育株与甘蓝型油菜常规杂交F1和F2株系的育性分离分析表明,该不育材料属于双隐性雄性核不育类型.利用育性分离株系的可育株自交和可育株与不育株间兄妹交等方法筛选出7个纯合可育株系,等位测验表明这7个纯合可育株系(B1～B7)中存在两种基因型:Ms1Ms1ms2ms2和ms1ms1Ms2MS2.该材料对油菜核不育基因定位和杂种优势利用研究有重要意义.     

萍乡显性雄性核不育水稻超微结构研究

利用电镜技术对萍乡显性核不育水稻可育株和不育株花粉形成及发育过程和药壁组织的基本结构及其发育进行了研究。导致了其不育花粉败育的主要原因有：（1）绒毡层细胞表现为延迟解体,乌氏体不能与小孢子细胞壁的形成,特别是纯合不育株绒毡层细胞存在乌氏体的异位分布;（2）药隔维管束异常,导致营养物质运输缺乏,薄壁细胞液泡化,排列紊乱,杂合不育株薄壁细胞互相融合,出现核转移的独特现象。     

太谷核不育小麦对花药培养的反应

本文通过对太谷核不育小麦杂交一代可育株和不育株,及二、三、四代可育株花药的离体培养,结果表明：(1)不育株单核早期花药培养能够获得再生植株;(2)杂交一代的可育株花药出愈率最高,分化率亦最高;(3）基因型对花药出愈率和分化率有明显的影响。     

谷子显性雄性核不育基因的发现与利用

植物界的雄性不育现象绝大部分都是由隐 性雄性不育基因控制的。1978年我们在澳大利 亚谷和吐鲁番谷的杂交后代中发现一份雄性不 育材料。从1978-1984年7个世代的遗传表 现为：和400个谷子普通品种杂交,其不育株 自由授粉、其不育株和分离出来的可育株杂交、 和原父回交,F,就出现育性分离,不育与可育的 比率都为1：1;其可育株后代育性不分离;其不 育株自交子一代育性分离,不育与可育的比率 为3:1。如此证明,这份雄性不育材料的不育 性是受显性雄性不育基因控制的。     

油菜单显性核不育及其不育基因的RAPD标记

以陕西省杂交油菜研究中心选育的单显性核不育油菜分离群体为材料,对单显性核不育油菜的育性特征、花器形态进行了多代跟踪调查;对其遗传规律进行了探讨,确定该不育性状受一对显性核基因控制;利用集群分离法(BSA)对该油菜单显性核不育基因进行了RAPD分析。在所选用的300个随机引物中,获得引物S243(5’CTATGCCGAC 3’)在可育集团与不育集团问扩增出多态性产物S-2431500。通过对该分离群体及其姐妹系分离群体进行单株验证,均获得相同的扩增结果,表明S-2431500与单显性核不育基因相连锁。     

油菜显性核不育系统的研究与利用

显性核不育是一种极具发展前景的优良控制授粉系统,其育性稳定、不受环境因子的影响,同时可以获得100%的不育群体,在制种的过程中免去了拔除50%可育株的麻烦。本文综述了显性核不育的发现研究和利用,并对其的研究状况进行了展望。     

萍乡显性核不育水稻花粉败育的细胞形态学观察

利用光学显微镜技术对萍乡显性不育水稻（PXDGMSR）可育株和不育株花粉形成及发育过程,药壁组织的基本结构及其发育进行了研究,导致其不育株花粉败育的主要原因有：（1）绒毡层细胞解体延迟;（2）花粉母细胞减数分裂方式为“连续型”,但分裂期细胞液泡化严重,染色体粘连,纺缍体形成不规则,核中出现囊泡化现象,（3）花粉母细胞减数分裂方式为“同时型”,母细胞形成多核现象。     

甘蓝型油菜隐性上位互作核不育材料1665花药败育的细胞学研究

采用石蜡切片方法,对甘蓝型油菜隐性上位互作核不育材料1665的可育株与不育株花药进行细胞学观察.结果显示:(1)不育株花药在花粉母细胞减数分裂时期出现异常,部分花粉母细胞细胞分裂相不均等分裂或分裂异常.导致部分四分体形状异常.(2)不育株绒毡层细胞在四分体时期开始生长膨大,单核花粉时期出现液泡化和巨型化,侵占药室,使得小孢子不能正常释放或无法继续发育;部分释放出的小孢子未及时形成花粉壁,阻碍花粉继续发育.不能发育形成二核期和三核期花粉,导致花药败育.     

显性核不育亚麻可育、不育花蕾mRNA差异表达研究及差异片段分析

利用mRNA差异显示技术,以显性雄性核不育亚麻不育系分离出的可育株和不育株为材料,对可育、不育花蕾中基因差异性表达进行了研究.对回收的差异片段进行反向Northern杂交验证,获得了7个阳性差异表达基因片段,并对它们进行测序和BLAST分析,最后确定了3个候选基因片段G-E07-100、G-E07-830和G-E07-330.序列分析结果表明:G-E07-100与蓖麻(Ricinus communis)的GTP-结合蛋白基因部分序列高度(90%)同源;G-E07-830与梨(Pyrus pyrifolia)的β-木糖苷酶基因高度同源(80%),并且还包含1个糖基水解酶家族C-末端的保守结构域;G-E07-330与亚麻(Linum usitatissimum)LuP12025D10 cDNA高度(89%)同源.进一步的Northern杂交结果表明3个候选基因均在不育花蕾中表达.     

大白菜显性不育基因向白菜型油菜上转育的遗传研究

利用大白菜的显性核不育基因向白菜型油菜上转育,成功地育成了白菜油菜３种不育系。其配合力测定的总趋势,甲型不育〉全不育〉乙型不育,经遗传分析,选育,找到了上位显性核互作恢复基因（Ｍｓ）,它对核不育基因（Ｓｐ）具有上位恢复作用,育性是２对显性核不育基因（Ｓｐ）和上位显性核互作恢复基因（Ｍｓ）控制的。并弄清了其相应的遗传模式。     

小麦显性核不育基因

显性核不育突变是一种罕见的自然现象。迄今,人们只在小麦上得到了两例显性核不育突变。一是我国山西省太谷县农民技术员高忠丽在编号为223的小麦品系试验田里发现的天然突变体——太谷核不育小麦。另一例是美国人Maan等利用EMS处理属间杂交种得到的人工突变体——FS-6。太谷核不育小麦是普通小麦细胞质,雄性败育彻底,异交结实率高,而FS-6是粗山羊草细胞质,雄性败育不十分彻底,异交结实率较低。在应用价值上,我国发现的太谷核不育小麦远大于FS-6。小麦显性核不育材料只有接受异株正常可     

ADH在光敏感核不育水稻中反应特征的研究

乙醇脱氢酶(ADH)活性在湖北光敏感核不育水稻(HPGMR)幼穗发育的育性诱导阶段对光周期反应非常敏感。此时,在短日照或远红光处理的条件下,乙醇脱氢酶同工酶AdhII活性高,湖北光敏感核不育水稻原始不育株农垦58雄性可育;在长日照或红光间断长暗期的条件下,AdhII活性陡降,表现雄性不育。因此认为AdhII与湖北光敏感核不育水稻育性转换有关,可能是它参予了育性基因表达的调控作用。     

太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传及外施赤霉素分析

为了解太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传规律和原因,该研究以不育突变体为母本,自交系178、478为父本,对测交 F1、F2群体进行育性鉴定和株高分析,对 F2可育株进行基因型和株高分析,对姊妹交后代分离群体进行育性鉴定和株高、雄穗长度、节间数、节间长度分析,同时,还对姊妹交后代分离群体进行施赤霉素处理,调查育性和株高的变化。结果表明：178和478背景下的 F1表现出与测交母本一样的极显著差异;在178和478核背景下的 F2中,不育株株高极显著矮于可育株,两核背景下的不育株间株高差异不显著,而可育株间株高差异极显著;F2中纯合和杂合可育株的株高差异不显著;姊妹交后代分离群体中不育株株高、雄穗长度、节间数和节间长度极显著小于可育株;外施赤霉素的不育株在苗期表现出对赤霉素一定的敏感性,但株高最终未恢复正常高度。因此,得出该突变体矮化表现稳定,与不育性状并存,且不受细胞核背景的影响;核不育基因对植株株高的矮化无剂量效应;突变体的矮化与雄穗长度、节间数和节间长度有关;突变体不完全属于赤霉素不敏感型,其矮化并不是单一缺乏赤霉素而引起。该研究结果为认识太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传和生理机制提供了参考。     

温光敏雄性不育小麦BNS幼穗发育中的内源激素变化

为探讨温光敏雄性不育小麦BNS育性与内源激素的关系,该研究以BNS不育株和可育株的叶片、幼穗和花药为研究材料(以鲜重计),在雌雄蕊分化期(Ⅰ)到三核期(Ⅵ)之间分期取材。采用酶联免疫法测定生长素(IAA)、赤霉素(GA)和脱落酸(ABA)的含量。结果显示:(1)在发育过程中,不育株IAA含量(33～95ng/g)显著低于可育株(57～112ng/g);不育株ABA、GA含量分别为48～129ng/g、3～14ng/g,可育株分别为77～132ng/g、4～11ng/g,大部分时期不育株显著低于可育株。(2)在雌雄蕊分化期,幼穗不育株IAA和GA含量分别为33.85ng/g和7.13ng/g,可育株分别为50.55ng/g和11.84ng/g,不育株IAA和GA含量均显著低于可育株。(3)在幼穗发育期内,不育株IAA/ABA、IAA/GA和ABA/GA分别为0.4～1.1、4.3～15和7～20,可育株为0.5～0.9、4.3～11.5和7.3～13,与可育株相比,不育株中激素比例浮动较大,表现比例失调。研究表明,BNS幼穗发育中激素的比例失调是雄性不育的形成原因之一,而雌雄蕊分化期的IAA、GA的含量下降可能促进BNS雄性不育的发生。