起源于组织培养的籼稻雄性不育体细胞无性系变异

IR8及IR54的成熟种子与幼穗培养在MS培养基,蔗糖6％附加生长刺激素及其它成分的条件下,在再分化植株第一代(R_1)中各发现了1株雄性不育突变(其中来自IR54的1株为育性嵌合体)。在IR24及IR54体细胞无性系第二代(R_2)各发现1个株系分离出雄性不育与育性正常两类植株。上述雄性不育有花粉败育与无花粉型两类。IR24对无花粉型的雄性不育(来自IR54)为半恢复。F_1及R_2代的育性分离完全符合15/16∶1/16的模式,表明雄性不育为两对独立的核基因所控制。通常雄性不育是通过杂交(包括远缘与品种间)理化诱变或自发突变产生的。最近在烟草上通过原生质体融合也获得了雄性不育。但从体细胞培养的无性系及其后代中获得雄性不育的突变,本研究乃属首次。     

起源于籼稻体细胞培养的联会消失变异的细胞遗传学研究

对表现不育的体细胞培养再生植株作减数分裂细胞遗传学分析发现,一株由IR54幼穗外植体起源的不育株(二倍体)为部分联会消失变异。其减数分裂早前期染色体配对正常,在终变期及中期Ⅰ观察到了数目不等的单价染色体,后期Ⅰ出现各种数目的落后染色体。由于减数分裂时染色体不平衡而导致该再生植株不育。     

三基单倍体水稻胚性细胞团的诱导及植株分化的研究

稻属种间杂种(Oryza sativa×O. latifolia)F_1(三基单倍体)的幼穗,在HE培养基中,首先发生愈伤组织,两个月后,在愈伤组织上产生乳白色颗粒状、易分散的胚性细胞团。但每个胚状体本身是坚实的。试验表明,以HE或MS为继代培养基,以MS为分化培养基,细胞团分化出苗的效果最好,成苗率可达80％以上。如每月转入新鲜的继代培养基,则细胞团的繁殖与分化的能力可长期保持在较高的水平上。     

籼稻体细胞培养再生植株染色体变异的研究

以IR36及IR54等品种的成熟种子及幼穗为外植体,获得籼稻体细胞培养再分化植株,并研究了再生植株当代(即第一代,SC_1)的染色体变异。在319株SC_1植株中发现四倍体10株,占总数的3.1％。在二倍体中发现不育株7株(占2.2％),其中经细胞学分析发现2株(1984及1985年各发现1株)为多染色体相互易位杂合子。减数分裂的研究表明,MRT植株终变期时染色体构形呈十分复杂的情况。除正常的12 Ⅱ外,还呈现出一系列的多价体。配对最高价性为拾价体,7 Ⅱ+1Ⅹ的构形占各种染色体构形总数的50.7％,分布最多。在这类染色体构形中,拾价染色体或呈环形(以7 Ⅱ+1⑩表示),或呈链形(以7 Ⅱ+1(?)表示)。这表明该植株12对染色体中有5条非同源染色体发生了相互易位,而这两株植株正是这种染色体易位的杂合子。     

提高光敏感雄性不育水稻花粉单倍体育种效率及不育花粉植株育性转换特点的研究

比较了(光敏s/正常品种)F_1及F_2为供体亲本,对在花药培养时所获得的花粉植株中不育个体/全部花粉植株之比例的影响。结果表明,以F_1为供体亲本,在所获得的二倍体花粉植株(A_1)中,不育株(长日下)约占20%左右;而从F_2分离的不育株为供体亲本,相应的比例为90%左右。对获得不育的花粉植株而言,供体亲本经过F_2的选择,在花粉一代中可以提高育种效率3—4倍。指出,以培育光敏感雄性不育系为目的的花药培养,与一般育种之花药培养采用杂种F_1为供体亲本不同,不仅应对杂种F_2代在长日照条件下进行不育株的选择,而且应在短日照下对这种不育株作育性转换的双重选择。以这种个体作为花药培养的供体亲本,可以大大提高育种效率。 在长日照下表现不育的花粉植株的育性转换具多样性。来自同一组合的不育花粉植株在晚造(短日照)条件下,其花粉有的染色,频率高且稳定;有的虽然可变为染色,但频率不高或不稳定或二者兼有;有些却一直不为Ⅰ-KⅠ染色,或即使染色频率也在10%以下。这一结果与收集全国各地15个光敏核不育系在本昕同期种值条件下的反应十分吻合。这说明通过花药培养,从特定的组合培育出所需要的光敏/光温互作或温敏型的核不育系的可能性是存在的。