新型光温敏小麦不育系337S的组织结构研究

普通小麦(Triticum aestivum)不育系337S是一种对短日低温、长日高温均敏感不育的新型光温敏雄性不育系。对经过短日低温、长日高温处理的不育系花药及其小孢子的形态和发育过程进行了观察,观察结果表明,不育系337S的花药异常短小,开花后花丝短,花药难外露。花药发育过程中中层组织发育紊乱,绒毡层提前解体,影响了花粉母细胞发育所需的营养供应,导致短日低温处理下的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ和长日高温处理下的花粉母细胞发育时期花粉母细胞发育异常,形成异常小孢子,造成败育。     

无花粉型水稻温敏核不育系籼S的育性表现与细胞学观察

温敏核不育水稻籼S是从优质常规稻籼黄占自然突变而来的一个无花粉型光温敏核不育种质资源。在广州(23°08′N)自然条件下,一年中具有明显的“可育-不育-可育”的育性转换,5月初至10月底为稳定不育期。在人控光温条件下,低温诱导其由不育转为可育需要较长的持续时间,日均温21℃需7d以上,23.5℃需15d以上。细胞学观察表明其无花粉败育主要是由减数分裂时期的异常引起的,表现为小孢子母细胞粘连与液泡化、减数分裂受阻于前期Ⅰ的细线期、进行无丝分裂与异常的胞质分裂,始终没有正常四分体的形成,而是产生大小不同、核数不等的异常细胞,并最终解体消失。其花粉败育特点不同于以往研究过的光温敏核不育水稻,具有花粉败育时期早而败育彻底的特点。     

温敏核不育水稻育性敏感期过氧化物酶活性(简报)

在育性敏感的两个时期─—花粉母细胞形成期和花粉母细胞减数分裂期,温敏核不育水稻１３５６Ｓ、衡农 Ｓ－２、Ｎ－１０Ｓ和 Ｎ－１３Ｓ不育株幼穗花药中的过氧化物酶活性极显著高于可育株。     

温光型核雄不育小麦育性转换的温度敏感期和临界温度研究

多年人工气候箱和田间分期播种试验表明,小麦温光型隐性核雄不育两用系C49S育性温度敏感期较长,从花粉母细胞形成期到成熟花粉期都有一定程度的敏感性,其中最敏感的时期有两个,即花粉母细胞减数分裂期和小孢子中期,当减数分裂期温度与小孢子中期温度均较低时,C49S表现为高度不育,当其温度均较高时,C49S表现为高度可育;C49S高度不育的临界温度是减数分裂期平均最低温度(Tmin₁)、小孢子中期平均温度(T₂)和平均最低温度(Tmin₂),分别为8.5℃、13.5℃和10.5℃;C49S高度可育的临界温度是Tmin₁11.5℃、T₂15.0℃、Tmin₂12.5℃;对温光型核雄不育两用系在小麦杂种优势利用中的应用价值、条件及风险进行了综合评价.     

温光型核雄不育小麦育性转换的温度敏感期和临界温度研究

多年人工气候箱和田间分期播种试验表明,小麦温光型隐性核雄不育两用系C49S育性温度敏感期较长,从花粉母细胞形成期到成熟花粉期都有一定程度的敏感性,其中最敏感的时期有两个,即花粉母细胞减数分裂期和小孢子中期,当减数分裂期温度与小孢子中期温度均较低时,C49S表现为高度不育,当其温度均较高时,C49S表现为高度可育;C49S高度不育的临界温度是关数分裂其平均最低温度（Tmin1）、小孢子中期平均温度（T2）和平均最低温度（Tmin2）,分别为8.5℃、13.5℃和10.5℃;C49S高度可育的临界温度是Tmin1 11.5℃、T2 15.0℃、Tmin2 12.5℃;对温光型核雄不育两用系在小麦杂种优势利用中的应用价值、条件及风险进行了综合评价。     

低温敏核不育水稻go543S育性对温、光的反应

以新型光温敏核不育（PTGMS,Photo-thermo sensitive genic male sterile)水稻go543S为材料,通过自然生态条件下和人工温、光处理条件下的育性观察,对其育性转换与温度和光周期的关系进行了研究。结果表明：go543S育性主要受温度控制,表现为低温条件下不育,高温条件下可育,育性转换的不育临界温度值为29．5℃,对温度传感的部位是幼穗,敏感时期为花粉母细胞形成致减数分裂,对应的剑叶叶枕距变化范围为－12．2－＋0．7cm;育性敏感期在人工恒温28．0℃条件下,无论长日（14－16h）或短日（10－12h）处理均表现不育,其不育性不受光周期影响,在人工恒温31.5℃条件下,无论长日还是短日处理均表现可育,但短日可明显提高其可育性。     

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。     

温敏雄性不育水稻培矮64S花药发育过程中钙的变化

采用焦锑酸钾沉淀法研究了温敏雄性不育水稻(Oryza sativa L.)培矮64S在高温引起雄性不育与正常可育花药发育过种中Ca2+的分布变化.结果表明,当培矮64S生长在较高温度条件下引起雄性不育,与可育花药相比,不育花粉母细胞中有较多的液泡、较多的Ca2+沉积和较少的线粒体,并且有较多的Ca2+沉积在不育花药的中间层、表皮层和绒毡层中.到四分体与单细胞花粉时期,不育花药的木质部细胞的次生加厚壁上有较多的Ca2+沉淀,连接组织中的Ca2+沉淀也大大增加,所有不育花粉外壁较厚而发育都不正常.在单核细胞早期,不育花粉的四分体细胞中有较明显的大液泡出现.不育花药中的Ca2+在花药发育的各时期均比可育花药要多.这些结果说明在高温生长条件下,花粉母细胞发育的异常、花药中Ca2+沉积的增加、绒毡层与花粉外壁发育的异常可能与培矮64S花粉败育相关.     

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。     

温光条件对水稻安农S—1,衡农S—1的育性及生理的影响

研究了不同温、光条件下安农Ｓ－１和衡农Ｓ－１的育性变化,以及颖花和花药中ＡＴＰ含量和呼吸速率的变化。结果表明,在光照期温度３１℃／２８℃高温条件下,每日以１０－１３．５ｈ等各种光照长度处理,安农Ｓ－１和衡农Ｓ－１都表现为雄性不育,而在２４℃／２２℃的低温条件下,各种光照长度处理均为可育,证明了这类不育系为温敏不育系。并在花粉母细胞形成期和减数分裂期对温度最为敏感。在高温条件下,这两个时期颖花和花药     

温度对双低两用核不育水稻96-5-2S与培矮64S育性的影响

在自然变温、人工控温及冷水灌溉条件下,比较研究了温度对双低两用核不育水稻96－5－2S与两用核不育水稻培矮64S育性影响的差异。结果表明：（1）当它们在雄性育性转换温敏感期1－12d平均自然日均温23.0-23.8℃的低温时,96－5－2S表现不良,套袋自交结实率为0,而培矮46S可育,套袋自交结实率为0．1％－4．5％;（2）在它们雄性育性转换温敏感期用22℃恒温处理5d,96－5－2S败育彻底,套袋自交结实率为0,而培矮64S可育,套袋自交结实率为10．7％;用17℃恒温处理6d,96－5－2S与培矮64S均可育,但96－5－2S套袋自交结实率（6．8％）显著高于培矮64S（2．5％）;（3）在它们雄性育性转换温和不同温度的冷水串灌15d,水深维持在20cm左右,当水温为22－22．5℃时,96－5－2S不育,结实率为0,而培矮64S可育,结实率为18．5％;当水温为19．5－21．5℃时,96－5－2S与培矮64S均可育,但96－5－2S结实率（2．5％－45．1％）显著或极显著低于培矮64S（50．4％－56．9％）以上结果说明：导致双低两用核不育水稻96－5－2S雄性不育的起点温度与导致其生理不育的下限温度均低,其不育性比培矮64S更稳定,耐寒性比培矮64S更强,即可确保制种安全,又可确保自身繁殖,对加快两系法杂交水稻的发展步伐将起到重要的促进作用。     

冬季低温条件下香石竹小孢子败育的细胞学研究

利用压片法及石蜡切片法观察冬季低温下香石竹小孢子发育过程,以明确低温导致香石竹小孢子败育的因素,为杂交育种奠定基础。结果表明:(1)冬季低温下香石竹只有部分小孢子发育正常,经过小孢子母细胞、减数分裂和四分体等时期,最后发育成花粉。(2)石蜡切片法观察到冬季低温下香石竹1.5~1.6cm长花蕾中有61%的花粉母细胞发生败育,1.7~1.8cm长花蕾中有71%的花粉母细胞发生败育。(3)部分已经进入四分体时期的小孢子胼胝质未能及时溶解,妨碍了小孢子释放而导致败育。研究认为,花粉母细胞和四分体的发育异常是冬季低温下香石竹小孢子败育的主要原因。     

籼型常规早稻穗分化期低温对颖花形成和籽粒充实的影响

以籼型常规早稻中嘉早17为材料,于盆栽条件下采用人工气候箱控温,在水稻穗分化一次枝梗原基分化期(Ⅱ)与花粉母细胞减数分裂期(Ⅵ)进行17和20 ℃的低温胁迫处理,研究不同低温对水稻枝梗、颖花分化与退化及籽粒充实的影响.结果表明： 与对照相比,不同低温处理均显著降低每穗枝梗及颖花分化数和现存数,颖花现存数降幅为7.2%～12.4%,同时增加了枝梗和颖花的退化数,影响了花粉活性、花药开裂等花器官发育,导致籽粒充实不良,以17 ℃低温胁迫效应更明显.穗分化Ⅵ期低温处理总枝梗和颖花分化数与现存数低于穗分化Ⅱ期,但二次枝梗和颖花退化数较多,颖花退化数较穗分化Ⅱ期高11.6%;穗分化Ⅱ期低温处理穗部籽粒结实率显著低于穗分化Ⅵ期,降幅达3.7%,主要与花粉粒活性、柱头花粉散落数、花药开裂系数和籽粒充实度受低温影响较大有关.另外,穗分化Ⅱ、Ⅵ两时期受17 ℃低温胁迫效应大于20 ℃.综合穗分化两时期低温胁迫效应的差异,生产中需加强相应栽培措施的调控.     

双低两用核不育水稻96-5-2S冷水灌溉繁殖技术研究

为解决临界温度双低两用核不育水稻96—5—2S繁殖困难的问题,利用地下水对其进行了冷水灌溉繁殖试验．结果表明,用不同温度的冷水从其雌雄蕊形成期(Ⅳ)至花粉内容物充实期(Ⅶ)连续灌溉15d。水深保持在18～22cm,其结实率与产量随灌溉水温升高而降低．当平均灌溉水温为18．5～19．8℃时。结实率可达40．5％～57．6％。产量可达3．30～4．35t·hm^-2;当平均灌溉水温为20．5～21．3℃时,结实率与产量锐减,分别为2．5％～10．4％与0．21～0．90t·hm^-2;当平均灌溉水温为22．3～23．5℃时。结实率与产量均为0．当灌溉水温(平均为19．8℃)与灌溉时期(Ⅳ～Ⅶ期)相同时,昼夜深灌(18～22cm)处理的结实率与产量极显著高于其昼夜浅灌(7～10cm)处理．当灌溉水温(平均为19．8℃)与灌溉水深(18～22cm)相同时,灌溉时间长(Ⅱ、Ⅲ～Ⅶ期,20～25d)、短(Ⅳ～Ⅶ期,15d)处理的结实率与产量无明显差异．用地下冷水灌溉可以繁殖临界温度双低两用核不育水稻96—5—2S。主要技术指标是灌溉水温18～20℃,灌溉时期为Ⅳ～Ⅶ期。灌溉水深为18～22cm．     

幼穗形成期低温对水稻结实的影响

在长白山北坡开展水稻孕穗关键期低温处理试验,建立低温对空壳率的影响模型,揭示水稻幼穗形成不同时段低温对结实的影响.结果表明: 水稻幼穗形成期低温对空壳率的影响多符合对数函数模型,温度越低,影响系数越大;低温持续时间越长,空壳率越高.水稻结实率对幼穗形成中期(花粉母细胞形成至减数分裂期)低温反应最敏感,前期和后期次之.在幼穗形成期,低温持续 2、3、5 d 处理,期间平均气温每降低 1 ℃,水稻空壳率分别上升0.5、1.7和4.3个百分点;平均最低气温每降低1 ℃,空壳率分别上升0.4、1.8和4.5个百分点;持续2 d低温的影响明显小于3 d以上的.冷积温对空壳率的影响符合二次函数模型,在有害低温范围内,冷积温每增加10 ℃·d,空壳率平均上升8.5个百分点.持续3 d平均气温降至21.6、18.0和15.0 ℃以下,或持续5 d平均气温降至 22.0、20.4和18.5 ℃以下,或冷积温在8、19和26 ℃·d以上,会依次发生轻度、中度和严重的孕穗期障碍型冷害.东北地区水稻孕穗关键时期持续2 d以内的低温天气不会导致中度和严重冷害.     

Genome duplication effects on pollen development and the interrelated physiological substances in tetraploid rice with polyploid meiosis stability

The breeding of polyploid rice made no breakthrough for a long time because of low seed set. The discovery and application of polyploid meiosis stability (PMeS) material played a pivotal role in solving this problem. Our results indicated that genome duplication led to different outcomes in different rice cultivars in terms of pollen fertility, viability, and the accumulation of important physiological substances such as free proline and endogenous hormones. Pollen from the PMeS HN2026-4X lines showed a high fertility and viability similar to those of HN2026-2X (4X indicates tetraploid while 2X indicates the diploid), whereas both rates decreased dramatically in Balilla-4X. The results of pollen microstructure and ultrastructure investigations suggested that the pollen development pattern in HN2026-4X appeared normal at all stages, but a lot of changes were discovered in Balilla-4X. Stable meiosis, timely tapetum degradation, and normal mitochondria development were critical factors insuring the high frequency pollen fertility of PMeS rice. The free proline content increased markedly in HN2026-4X as compared to HN2026-2X, but it was decreased for Balilla-4X. Genome duplication effects on regulating endogenous hormones accumulation in pollen were evident, resulting in the clear difference between PMeS HN2026-4X and Balilla-4X. The accumulation of IAA, ZR, and GA in mature pollen distinguished HN2026-4X from Balilla-4X, which was linked to normal pollen development. In particular, the excessive accumulation of ABA at the meiosis stage may be correlated to disorganized meiosis in Balilla-4X. All the results provided unequivocal evidence that genome duplication played specific roles in the normal pollen development of PMeS HN2026-4X.     

The Cytological Mechanism of Low Fertility in the Naked Seed Rice

The low fertility of naked seed rice (NSR) was investigated by the following observations: somatic chromosome constitute, behavior of pollen mother cells (PMCs), the germination of mature pollen grains, the development of male and female gametes and the structure of the anther opening. The results indicated that somatic chromosomal number was 2n = 24, behavior of PMCs were normal and most of pollen grains could regularly develop further to mature male gametophytes in NSR. And dehiscence chamber and thickened endothecium cell (TEC) in numerous anthers of the NSR were developed abnormally after dicaryotic phase, result in few anthers complete opening and most partly opening or failure to opening, therefore much fewer of pollen grains attach on the stigma as compared with normal variety. Furthermore most of embryo sacs possessed abnormal structure and were sterile. All of above illustrated that the failure of the anther opening and the abortion of female gametophyte were main factors controlling the low seed-setting rate of the NSR.     

Effects of Temperature on Pollen Viability in Mango cv. 'Kensington'

The response of pollen development to low or high temperatureregimes was studied to determine the conditions suitable forthe formation of fertile pollen in the mango cv. 'Kensington'.The phase most sensitive to the degree and duration of temperaturestress was that from meiosis to the pre-vacuolate microspore(about 3 d duration at 25/20 °C) though vacuolated microsporeswere also sensitive to low temperature. Night temperatures below10 °C resulted in pollen grains with a low viability (<50%). A temperature between 15 and 33 °C during the phasefrom meiosis to the pre-vacuolate microspore was optimum forpollen development (70-85% pollen viability). Analysis of field records showed a linear negative correlationbetween percentage of pollen viability and number of days whichhad a mean night temperature lower than 10 °C during theperiod from meiosis to early mature stage (y = 77·7-3·4x,r² = 0·60). The temperature sensitive phase was estimatedto begin 155 degree days D = [(T_max + T_min)/2 - 10] before anthesisand to end 78 degree days before anthesis. This equation maybe useful as a means of predicting pollen viability in the fieldfrom temperature records and thus fruit set, date of maturityand yield. It may also aid in the selection of areas for growingmangoes in marginal climates.Copyright 1994, 1999 Academic Press Mangifera indica L. mango, microsporogenesis, pollen development, viability, sterility, temperature