青花菜两类雄性不育系花器官形态结构的比较

青花菜是一种重要的十字花科蔬菜作物,具有良好的抗癌功效。随着青花菜栽培面积的不断扩大和抗癌药物的开发,对青花菜种子的需求量也不断增加。利用雄性不育系生产青花菜F1杂交种子是其杂种优势利用的重要途径,但常用的细胞质雄性不育系在生产中存在前期死蕾较重、花蜜量少和种子产量不高等问题。本课题组用优良的青花菜自交系为父本,以甘蓝显性细胞核雄性不育材料79-399-3和细胞质不育材料OguraCMSR3629为不育源,通过回交转育的方法获得了多个青花菜显性细胞核雄性不育系和细胞质不育系,为了进一步有效利用其青花菜雄性不育系,寻求更好的不育源。本研究以青花菜高代自交系(保持系)8554、8590、93219及由其经多代回交转育而成的两类雄性不育系为试材,对其死蕾数、花器官形态和蜜蜂访花情况进行了比较研究。结果表明,在花蕾长、花蕾直径、单枝死蕾数、花冠直径、雄蕊长、花瓣长、花药长、蜜蜂访花次数、来访蜜蜂数及访花时间等方面,经相同自交系转育而成的显性细胞核雄性不育系(DGMS)与细胞质雄性不育系(CMS)间的差异有统计学意义,总体表现为DGMS优于CMS。     

青花菜雄性不育系选育研究初报

以具有细胞质雄性不育基因的青花菜不育材料CMS94008为不育源,通过杂交和连续回交的方法选育出不育性稳定、经济性状良好的一批青花菜胞质雄性不育系,并以CMS92100、CMS93－2、CMS9905、CMS95234等不育材料及其转育父本为代表,对不育系的主要特征及农艺性状进行系统的观察鉴定。     

不结球白菜新种质P70-203雄性不育细胞质类型的鉴定

本研究根据OguraCMS、PolimaCMS的不育性状相关的线粒体基因序列设计特异引物,对不结球白菜雄性不育系新种质P70-203及其保持系P60-27-1进行PCR分析.研究结果表明,Polima引物P3/P4,P5/P6在不育系与可育系中均无扩增条带;Ogura引物P1/P2在不育系中扩增出750 bp的特异片段,但可育系中无扩增条带.将扩增的特异条带回收并测序,将得到的测序结果在NCBI中进行Blastn同源性比较,结果与青花菜Ogura(登录号:EU604643)和萝卜Ogura(登录号:AB055438)细胞质雄性不育同源性均达到99%.从分子角度初步推测:该雄性不育系新种质P70-203具有Ogura细胞质.     

粘类小麦细胞质雄性不育基因的初步研究

许多细胞质雄性不育(CMS)基因涉及ATP合成酶基因或细胞色素氧化酶基因的片段,该研究选用‘中国春'小麦(Triticum aestivum)的atp1+atp9、atp6、atp8、cox2、cox3、nad9和T型小麦不育系的orf256基因片段作探针,对粘类小麦不育系、保持系、恢复系及其F1进行Northern杂交分析,以探寻粘类小麦不育系的CMS候选基因.结果发现,atp6在4种粘类不育系中的转录本大于保持系;cox3在4种不育系中的转录本小于保持系.由此推测atp6或cox3基因可能参与了粘类小麦CMS的形成.     

红菜薹雄性不育系花药败育的细胞形态学观察

采用石蜡切片技术,在光学显微镜下系统研究了红菜薹(Brassica campestris L.ssp．chinensis L.var．utilis TsenetLee．)波里马胞质雄性不育系(Polima CMS)、红菜薹萝卜胞质雄性不育系(Ogura CMS)及相应保持系花药发育过程的细胞形态学特征。观察结果表明：红菜薹Polima CMS花药发育受阻于孢原细胞阶段,不形成花粉,属无花粉型,此不育系花药不形成绒毡层和中层;而红菜薹Ogura CMS花药败育发生于小孢子母细胞期或四分体时期,表现为绒毡层细胞异常,挤压四分体,导致四分体和绒毡层同时解体而败育。     

萝卜地方优良品种高制种潜力雄性不育系转育方法研究

不育系的制种潜力是决定制种产量的重要因素。在前期选育过程中对不育系制种潜力关注不够,往往导致所选育的品种制种产量低甚至无法制种,造成品种无法推广。我国拥有丰富的优良地方品种萝卜资源,但是存在着种质退化、栽培面积缩减、栽培区域小而分散的问题。培育杂交种是提升优良地方品种品质、维持栽培面积和扩大栽培地域的有效途径。本研究将Ogura胞质转育到26份优良地方品种萝卜资源,发现其中16份种质资源在Ogura胞质中的不育率达到或接近100%;建立了一种基于网纱隔离和壁蜂授粉的鉴定方法,用于分析这16份优良地方品种萝卜资源的保持系及其Ogura不育系的制种产量与潜力,发现练丝萝卜和五月红两份资源的不育系和保持系都具有较高的角果产量,有望转育成高制种潜力的不育系亲本,红灯笼、大青皮和心里美3份资源中都分离出具有较高种子产量的胞质雄性不育单株,但是其保持系种子产量很低,需要提高保持系的种子产量;小红袍水萝卜和扶沟萝卜的不育系和保持系的种子产量都处于中等水平,具有优化和应用的潜力;红水萝卜、青皮脆等5份资源不适合Ogura胞质不育系制种;狗头罐、绛县白、象牙白3份资源是自交不亲和材料。本研究发现,Ogura胞质的不同品种以及同一品种不同单株间制种产量差异巨大,说明从转育初代开始逐代监测和筛选制种潜力是非常必要的。本研究介绍一种简易高效鉴定及筛选萝卜胞质不育系制种潜力的方法,并用此方法初步筛选出一批高制种潜力的萝卜地方品种Ogura胞质雄性不育材料。     

大白菜细胞质雄性不育的分子生物学研究

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是作物杂种优势利用的一 条重要途径。对其机制的研究不仅具有重要的理论意义,而且具有重要的应用价值。对大白菜而言,利用CMS最关键的环节是要育成不育系和其相应的保持系。利用不育系和其它材料杂交产生F1代种子;用不育系和保持系杂交来繁殖不育系;保持系自交繁殖种子。但采用常规的方法来选 育不育系和其相应的保持系周期长、见效慢,远不能满足生产发展的需要。现代生物技术为创造新的不育系和保持系提供了便利。本论文对大白菜细胞质雄性不育的分子机理和 RAPD分析的有关问题进行了研究。     

玉米隐性核不育双杂合保持系的选育 Ⅱ.提高保持系生活力的研究

试验采用两种方案选育不同自交系背景的隐性核不育双杂合保持系。不同保持系在成株率、双杂合体比例、花粉败育率等特性上有明显差异,表明不同自交系对染色体重复缺失承受力的差异,将双杂合结构转育到更多自交系背景中,有可能筛选出农艺性状优良、生活力强的保持系。通过同一自交系双杂合体互交或不同自交系双杂合体杂交,改良保持系农艺性状已初见成效。ｍｓ２双杂合保持系保持雄性不育株率９９．７２％,符合生产杂交种子的要求。文章还讨论了两种选育方案的效果和保持系的应用前景。     

水稻孢子体细胞质雄性不育系线粒体DNA的RAPD分析

利用200个10nt随机引物对水稻孢子体细胞质雄性不育系珍汕97A、保持系珍汕97B、F1代汕优63、恢复系明恢63和另一种孢子体细胞质雄性不育系马协A、保持系马协B、F1代马协63的线粒体DNA进行PCR扩增。在36℃的退火温度下,有132个引物扩增出了清晰的、重复性较好的条带。同一组合内的不育系同保持系、恢复系之间线粒体DNA随机引物扩增产物的多态性明显高于不育系与F1代。不育系与F1代线粒体DNA的扩增产物也存在多态性。一些特异性的差异片段可能与水稻CMS相关。     

甘蓝型油菜新型不育系花器特征及mtDNA的RAPD分析

对新选育的甘蓝型油菜PL CMS不育系和Pol CMS及Ogu CMS不育系材料花器形态进行比较,并对3种不育系10份材料mtDNA进行RAPD分析.结果表明,新选育的PL CMS不育系与Pol CMS、Ogu CMS在花瓣长和宽、花冠直径、雄蕊大小等形态特征方面有极显著差异;mtDNA分析结果表明,新发现的细胞质雄性不育材料L04-02A、L04-05A、L04-01A为同一类型的细胞质雄性不育系,它们与Pol CMS及Ogu CMS不育材料有很大差异,由此推知PL CMS不育系是一种新型甘蓝型油菜不育系.     

水稻亚种间杂种是否存在雌性不育？

水稻亚种间杂种不育性是一种普遍现象,但其遗传基础复杂。目前在亚种间杂种不育遗传上,不同研究的结论不尽一致,即使对亚种间杂种不育性主要表现为雄性不育还是雌性不育也存在争论。本对证明水稻亚种间杂种存在和不存在雌性不育的研究进行了综述与分析。从中可以看出无论是认为水稻亚种间杂种不育性表现为雄性不育还是雌性不育的结论都有一定的片面性,尤其是Sano证明基因座S－5不存在的研究存在较大的缺陷。因此,水稻亚种间杂种雌雄配子败育对小穗育性影响的大小有待进一步研究。     

基因工程培育可恢复的植物雄性不育系的研究进展

植物雄性不育是植物杂种优势利用的资源, 具有重要的生产利用价值。植物雄性不育可从自然突变、人工诱变和远缘杂交中发现, 现在可通过细胞工程和基因工程等方法来创造。文章综述了利用基因工程方法制备雄性不育品系及其相应的育性恢复策略, 分为“单组分策略”和“双组分策略”。其中利用“单组分策略”制备的不育植株是条件型雄性不育(可逆转的雄性不育), 它能在特定的条件下实现雄性可育与不育的转换, 实践中可直接作为两用系(不育系和保持系)用于两系法杂交制种; “双组分策略”是利用基因互作和亲本杂交直接培育雄性不育系, 或利用基因互作原理分别研制不育系和恢复系, 用于三系法生产杂交种。文章分析了 “单组分策略”和“双组分策略”的基因工程方法培育雄性不育系及其相应育性恢复策略优缺点, 对以上两种技术路线在实际应用中的现状作了分析和展望。     

水稻温敏核不育突变体0A15-1的育性表现及遗传学研究

水稻细胞质型雄性不育系IR69700A的幼穗经离体培养,获得一个体细胞克隆突变体0A15-1。经短日照和低温处理表明,0A15-1具有在高温下不育和低温下转为可育的特性,是一例温敏不育突变体。花粉染色显示0A15-l属于典败型不育。通过与明恢63、优B和广陆矮等多个父本的杂交,其F2和BC1群体的育性分离比都揭示0A15-1的不育性状受一对隐性核基因控制,并且为孢子体型雄性不育。该新种质可以用于对相关温敏核不育基因进行分子标记及用于两系法生产杂交水稻。     

光,温敏不育水稻雄性败育的细胞学研究

在长日季节里,安农S—1在28.1℃条件下,衡农S—1在29.2℃条件下可见到部分异常二分体和异常四分体等不正常减数分裂现象,但雄性败育主要发生在单核花粉期;在日均温32.4℃条件下,两个不育系的花粉母细胞解体成为无花粉型不育。农垦58S的花粉败育主要发生在单核靠边期,在部分花粉囊中可见到花粉与原生质形成的原生质花粉团。无论在上述什么温度条件下没有发现农垦58S花粉母细胞解体的无花粉不育现象。     

Characterization and mapping of a new male sterility mutant of anther advanced dehiscence （t） in rice

Anther dehiscence is very important for pollen maturation and release.The mutants of anther dehiscence in rice (Oryza sativa L.) arefew,and related research remains poor.A male sterility mutant of anther dehiscence in advance,add(t),has been found in Minghui 63 and its sterility is not sensitive to thermo-photo.To learn the character of sterilization and the function of the add(t) gene,the morphological and cytological studies on the anther and pollen,the ability of the pistil being fertilized,inheritance of the mutant,and mapping of add(t)gene have been conducted.The anther size is normal but the color is white in the mutant against the natural yellow in the wild-type.The pollen is malformed,unstained,and small in the KI-I2 solution.The anther dehiscence is in advance at the bicellular pollen stage.A crossing test indicated that the grain setting ratio of the add(t) is significantly lower than that of the CMS line 2085A.The ability of the pistil being fertilized is most probably decreased by the add(t) gene.The male sterility is controlled by a single recessive gene of add(t).This gene is mapped between the markers of R02004 (InDel) and RM300 (SSR) on chromosome 2,and the genetic distance from the add(t) gene to these markers is 0.78 cM and 4.66 cM,respectively.     

Molecular Control of Male Reproductive Development and Pollen Fertility in Rice

Anther development and male fertility are essential biological processes for flowering plants and are important for crop seed production. Genetic manipulation of male fertility/sterility is critical for crop hybrid breeding. Rice (Oryza sativa L.) male sterility phenotypes, including genic male sterility, hybrid male sterility, and cytoplasmic male sterility, are generally caused by mutations of fertility‐related genes, by incompatible interactions between divergent allelic or non‐allelic genes, or by genetic incompatibilities between cytoplasmic and nuclear genomes. Here, we review the recent advances in the molecular basis of anther development and male fertility‐sterility conversion in specific genetic backgrounds, and the interactions with certain environmental factors. The highlighted findings in this review have significant implications in both basic studies and rice genetic improvement. [ Yao‐Guang Liu (Corresponding author)]     

温光敏核不育水稻N28S 无花粉败育的显微结构观察

采用石蜡切片和荧光显微技术观察了温光敏核不育水稻N28S 无花粉败育过程中的显微结构变化, 结果显示: N28S 的小孢子母细胞形成后细胞质变得稀薄, 一部分不能进行减数分裂, 一部分减数分裂阻滞在细线期或胞质分裂异常, 最终所有细胞液泡化解体消失。在此过程中, 还观察到小孢子母细胞在细线期胼胝质壁不产生或提早消失, 以及小孢子发育后期花药壁绒毡层的异常解体。认为N28S 的无花粉败育是由小孢子母细胞的细胞质异常引起的, 胼胝质壁和绒毡层的异常是结果而不是原因。     

The relationship between a nuclear restorer gene and the nuclear gene for male sterility in Petunia

Summary This paper describes the relationship between the restorer gene and the gene for male sterility in the background of normal cytoplasm. We combined these two traits by crosses in one plant, thus making genetic analysis possible. Two main conclusions can be drawn: 1. The restorer gene and the gene for male sterility are located at different loci which segregate independently one from the other. 2. The Rf allele does not affect the expression of the e allele.Contribution from the Department of Plant Genetics and Breeding, Agricultural Research Organization, The Volcani Center, Bet Dagan, Israel. 1983 series, No. 779 E     

甘蓝型油菜新型不育材料Shaan—GMS的遗传研究

Shaan-GMS是1994年在一甘蓝型油菜材料中发现的天然雄性不育株,28个品种的142个高代自交系与Shaan-GMS测交F1代可育株与不育株呈1：1分离,利用史妹交、自交,回交等方法研究结果表明,该不育性状受一对核基因控制,不育对可育为显性,本研究还就其在轮回选择,杂交,回交,复交育种中利用潜力进行了讨论。     

水稻雄性不育突变体D63的育性基因遗传分析与精细定位

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理籼稻品种冈46B获得雄性不育突变体D63,并对该突变体进行表型鉴定、遗传分析和基因定位。结果显示D63突变体花药瘦小呈乳白色,花药内完全无花粉粒,属于无花粉型雄性不育。与野生型亲本冈46B相比,D63突变体成熟期株高降低了13.7%,穗伸出度减少了266.7%,自交结实率为0,其他农艺性状无显著差异。遗传分析表明该不育性状受1对隐性核基因控制,该突变基因定位于第2号染色体长臂靠近着丝粒区域In Del标记J2和J4之间,与J2和J4的遗传距离分别为0.2 c M和0.1 c M,该定位区间的物理距离为105.8 kb。候选基因分析结果表明,D63突变体在编码分泌性成束糖蛋白基因LOC_Os02g28970编码区第1580位碱基A突变为C,使编码蛋白的氨基酸序列第527位组氨酸(His)突变为脯氨酸(Pro)。D63突变体与已报道的mtr1突变体表型上不同之处主要是后者花药含有败育花粉粒,二者表型上的差异可能是由于LOC_Os02g28970基因序列突变位点不同,以及它们分别属于籼、粳亚种2个不同遗传背景所致。