太谷核不育小麦不育株和可育株花药内游离氨基酸成分的比较分析

太谷核不育小麦是1972年在我国山西太谷县发现的、受显性雄性不育单基因(TaI)控制的天然突变体,在小麦中尚属首次发现(邓景扬和高忠丽1982)。由于仅在少数植物中发现过显性雄性核不育     

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。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:如小孢子不同发育时期的显微观察;不育株和可育株花药内游离氨基酸成份的比较分析及脯氨酸代谢上的变化;同工酶     

小麦显性雄性不育单基因Tal的染色体定位1)

我国发现的小麦显性雄性不育单基因Tal 即太谷核不育小麦,开花时颖壳开张角度大,雌 蕊柱头外露,便于接受外来花粉,在麦类育种和 遗传研究中有重要价值。我们采用具有AABB 染色体组型的四倍体硬粒小麦做轮回父本,与 太谷核不育小麦杂交并回交,在回交后代育性 调查和染色体组成的检查中,已经把太谷核不 育小麦的显性不育单基因Tal定位在D组的 某一染色体上Ell。本研究利用Tat基因染色 体组定位的结果和得到的材料,进一步把Tal 基因定位在4D染色体上。     

小麦显性雄性不育单基因Ta1的染色体定位

我国发现的小麦显性雄性不育单基因Tal即太谷核不育小麦,开花时颖壳开张角度大,雌蕊柱头外露,便于接受外来花粉,在麦类育种和遗传研究中有重要价值。我们采用具有AABB染色体组型的四倍体硬粒小麦做轮回父本,与太谷核不育小麦杂交并回交,在回交后代育性调查和染色体组成的检查中,已经把太谷核不育小麦的显性不育单基因Tal定位在D组的某一染色体上。本研究利用Tal基因染色体组定位的结果和得到的材料,进一步把Tal基因定位在4D染色体上。     

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。     

小麦中雄性不育同源序列的分离、鉴定及表达分析

利用拟南芥中已克隆的雄性核不育基因MS2和水稻中假定雄性不育蛋白的保守区域,设计一对简并引物,并在太谷核不育小麦可育株及不育株花药中进行扩增,得到了一条134bp的片段。以该片段为基础,通过电子延伸得到一个长为1604bp的序列,该序列编码的氨基酸包含一段由200个氨基酸组成的雄性不育保守区。RT-PCR结果表明,该雄性不育同源序列只在小麦可育花药中表达,而在小麦败育花药、叶片和根中不表达,说明该雄性不育同源序列为花药发育特异基因。     

就《谷子雄性不育复等位基因的发现初报》一文与马尚耀等同志商榷

近些年来,我国先后在小麦、谷子、亚麻、油菜、水稻等作物上发现了显性核不育材料。在这些不育材料中,太谷核不育小麦的遗传研究比较深入,它的显性不育基因Ms2已经定位在4D染色体短臂上,但其它作物显性核不育     

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。     

光敏核不育水稻短日照植株的雄性器官和育性异常

采用形态学方法比较观察了 10个水稻 (OryzasatavaL .)雄性核不育系的雄性器官的发育状况 :1)雄性核不育系短日照植株的自交结实率和花粉可育度均显著低于对照 ;2 )程度不同地存在花药开裂和散粉障碍 ,有多寡不等的柱头无任何花粉附着 ,且附着在不育系柱头上的花粉萌发力弱 ;3)胚囊发育状况及异交结实率均未见异常。说明光敏核不育水稻短日照植株自交结实率低下乃因雄性核不育基因表达所致。     

温敏核不育小麦可育花药和败育花药发育观察

对温敏核不育小麦百农不育系（Bainong sterility,BNS）的可育和不育花药结构进行对比观察。在减数分裂期、小孢子早期和小孢子晚期,可育花药与不育花药的结构相同。小孢子分裂形成二胞花粉后,可育花粉中随着大液泡的分解,细胞质内含物增加,其中出现一些颗粒状物质。不育花药中,小孢子也可分裂形成二胞花粉,但营养细胞的大液泡不分解,细胞质也不增加,最终花粉中的细胞质消失,花粉败育。该种温敏核不育小麦的花粉败育时间发生在二胞花粉早期,可能和其大液泡没有适时分解有关。花粉败育时间的确定为进一步深入研究该种雄性不育小麦的败育机制打下了基础。     

水稻光感雄性核不育基因的研究与利用

导致植物雄性不育的原因十分复杂,既有基因的作用,也有染色体畸变,细胞质因子以及不利环境因素的影响,但光周期与育性相关性只在极少数植物中有过报道。1973年,湖北省石明松等人在单季晚粳稻农垦58中发现了一株天然雄性败育株。这一天然不育株在长日照下表现为不育,短日照下则表现为可育,首次发现了水稻雄性不育性同光周期之间的关系,这种不育性基因已被有关专家命名为“光感雄性核不育基因”。光照实验表明这一自然突变不育株在长光照下表现为不育,在短光照下则表现为可育。温度对不育度的影响不显著,因此可以排除温度对这种不育特性的影响,即排除“温敏”的可能性。进一步实验指出,抽穗期前15天的日照时数与结实率的相关性达极显著水平,表明     

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。     

小麦显性雄性不育单基因的染色体组定位

目前,定位小麦雄性不育核基因还没有一 个十分成功的方法。定位一个核不育基因的困 难在于携带核不育基因的不育株只能做母本, 对它很难进行单体分析。为了定位我国发现的 太谷核不育小麦的显性雄性不育单基因Tal, 我们设计了一种端体分析方法。在对Tal基因 进行端体分析的同时,我们还进行了染色体组 定位的研究工作,以提高定位的准确性和减少 端体分析的工作量。本文是对太谷核不育小麦 显性不育基因Tal染色体组定位研究工作的 总结。     

利用染色体消除法获得太谷核不育小麦纯合体

太谷核不育小麦的育性受单个显性雄性不育基因（Ｔａ１）控制,其不育株总是杂合（Ｔａ１ｔａ１）的,纯合不育株（Ｔａ１Ｔａ１）并不存在。实验以太谷核不育小麦（ＴｒｉｔｉｃｕｍａｅｓｔｉｖｕｍＬ．）为母本和玉米（ＺｅａｍａｙｓＬ．）杂交,利用杂合子和幼胚细胞分裂过程中父本玉米染色体自发消除的特点,经过激素处理、幼胚拯救和染色体人工加倍,成功地获得了自然界不存在的纯合显性太谷核不育小麦新种质（Ｔａ１Ｔａ１）,并利用“玻璃化”超低温保存方法,将这一宝贵新种质长期保存下来。     

大白菜雄性不育系88—3花药和花粉发育的细胞形态学观察

大白菜雄怀不育两用系88－3的不育株,其开花时花药内无花粉粒,败育从小孢子母细胞至二核花粉粒皆有发生,高峰期在末期Ⅱ前后,小孢子母细胞不能进入减数分裂和小孢子母细胞不能完成减数分裂及孢子不能正常发育是雄性败育的主要形式;败育一旦发生便是急剧而彻底地解体或凝聚成一团是败育的共同点,中层组织、绒毡层组织及药隔维管束异常均是雄性败育的因素。     

易组"太谷核不育基因"(Ms2)基因定位的研究

将在远缘杂交中由普通小麦（AABBDD）4D染色体易组导入六倍体小黑麦（AABBRR）以及硬粒小麦（AABB）的太谷核不育基因Ms2（原位于普通小麦4D染色体短臂距着丝点31．2cM的显性雄性不育核基因）。重新异回普通小麦染色体组中,所获得携带易组Ms2基因的新型太谷核不育小麦其显性雄性不育特性表达正常,且雄性不育株的雌性可育机制正常,对不育株幼穗花粉母细胞减数分型期染色体构型的观察可见其为整倍体（2n=42),尚未发现回归普通小麦的易组太谷核不育与原位 的太谷核不育基因有不同的表型。采用系统的标志基因测交法对回归普通小麦的易组太谷不育基因进行测交定位,发现易组Ms2基因与普通小麦显性秆标志基因Rht3连锁,从而将其定位于普通小麦4B 色体虎Rht3基因9.7cM处,新位点被命名为Ms2（4BS）,对Ms2基因在六倍体小黑麦与原太谷核不育小麦远缘杂交中位时的走向,普通小麦4A与4B染色体的互换更名以及Ms2（4BS）新位点的开发利用进行了讨论,认为异源多倍体生物核基因的组间易位倾向于从供体染色体向进化亲缘关系较密切,且染色体序数与染色体臂相同的部分同源染色体易位;1988年第7届国际小麦遗传学会对普通小麦4A与4B染色体的互换更名是正确的;Ms2（4BS）作为一个新型的遗传标记,作为小麦族内所有携带B染色体组的物种的育种工具和在拓建各为小麦种质资源的基因库等方面均有广泛的用途。     

两份太空诱变玉米雄性不育突变体的遗传研究

从搭载神舟4号飞船的4份玉米自交系后代中选育出两份雄性不育突变体, 对其进行育性鉴定, 并分析不育性状的稳定性及遗传特点。以不育材料的不育株为母本, 同群体的可育株和其他自交系为父本进行杂交, 结合自交、回交分析其后代的育性表现; 同时, 以具有正常细胞质的自交系为母本, 育性完全恢复的测交F1植株为父本进行反交, 对其反交的F1及F2进行育性观察分析。结果表明：这两份不育材料不育株的花药内无花粉或含少量畸形花粉, 败育彻底, 花粉败育表现为典败型。不育性状在不同年份、不同季节、不同地点下稳定遗传, 属可遗传的单基因控制的隐性核不育类型。     

水稻雌性不育材料FS-1胚囊败育的细胞学观察

以水稻雌性不育材料FS-1为试验材料,采用石蜡连续切片技术对FS-1及其亲本藤坂5号幼穗发育中期的胚囊进行观察,结果表明(1)亲本的胚囊都能正常发育分化,成为功能健全的雌配子体,而FS-1的胚囊却普遍发生败育,在胚囊原来的区域充满了胚囊残迹和解体的珠心细胞.(2)败育基本上发生在功能大孢子发生期,近合点端的大孢子和珠孔端的三个大孢子都发生解体,实验中未发现二核、四核或八核的败育胚囊,我们初步认为,FS-1胚囊败育发生在功能大孢子发生期.     

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异Ⅱ.体细胞克隆温敏核不育突变

在胞质型水稻雄性不育系IR66707A和IR69700A经离体培养而获得的136个体细胞克隆中,发现了温敏核不育突变5例。这类突变体在广州地区的自然气候下,早季至晚季前期表现为不育,晚季后期表现为可育。盛夏,在幼穗发育至花粉形成阶段对部分突变材料进行短日照处理。发现对短日照敏感的不育系农垦58S转换为可育,而供试的5例突变及另一对照培矮64S却与未经处理的材料一样仍表现为不育,表明它们的育性与日照长度的变化无关,在同一发育时期进行低温处理的结果显示,低温处理10d及10d以上者可发生育性转换。自交结实率在17.23%-42.19%之间,而未经处理的材料仍然表现不育,表明它们的育性转换与温度有关,以正常品种为父本与突变体杂交,F1全部为可育;F2可育与不育个体的分离比为3：1,以F1为父本与之测交,TF1代中可育与不育具体的分离比为1：1。遗传分析表明,这种温敏核不育突变为一对隐性核基因所控制,获得了由胞质型雄性不育变为胞核型雄性不育的突变体。这在体细胞克隆变异领域中是一种典型的突变。     

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异II.体细胞克隆温敏核不育突变

在胞质型水稻雄性不育系IR66707A和IR69700A经离体培养而获得的136个体细胞克隆中,发现了温敏核不育突变5例。这类突变体在广州地区的自然气候下,早季至晚季前期表现为不育,晚季后期表现为可育。盛夏,在幼穗发育至花粉形成阶段对部分突变材料进行短日照处理,发现对短日照敏感的不育系农垦58S转换为可育,而供试的5例突变及另一对照培矮64S却与未经处理的材料一样仍表现为不育,表明它们的育性与日照长度的变化无关。在同一发育时期进行低温处理的结果显示,低温处理10d及10d以上者可发生育性转换,自交结实率在17.23%-42.19%之间,而未经处理的材料仍然表现不育,表明它们的育性转换与温度有关。以正常品种为父本与突变体杂交,F1全部为可育;F2可育与不育个体的分离比为3:1;以F1为父本与之测交,TF1代中可育与不育个体的分离比为1:1。遗传分析表明,这种温敏核不育突变为一对隐性核基因所控制。获得了由胞质型雄性不育变为胞核型雄性不育的突变体,这在体细胞克隆变异领域中是一种典型的突变。