籼稻体细胞无性系雄性不育突变的类型

1984—1988年5年间所获得的由体细胞无性系变异起源的雄性不育突变,按它们的性质,可分为花粉败育型,无花粉型和花药退化(或部分退化)型3类。在IR54中,于不同年份(1985和1986年)及不同世代(R_1和R_2代)发现了表型基本相似,基因型可能也相似的两例无花粉型雄性不育突变。在花粉败育型雄性不育突变中,发现1例(54257)为核质互作型雄性不育。以多个品种与之测交,杂种一代中有的表现为育性恢复,有的仍然为雄性不育。能保持其雄性不育的品种有珍汕97、二九矮、新锦粘、162-5(来自IR 52的稳定的体细胞无性系),连续回交3代以上均能基本保持不育(但桂朝2号的回交后代不育性尚不稳定)。能使其育性恢复的品种有IR 24、IR 36、IR 54、双二粘、测64等。初步遗传研究表明,54257表现出十分复杂的核质关系,看来可能具有与野败细胞质完全不同的特性。     

水稻体细胞无性系变异

水稻体细胞无性系变异研究取得了很大进展 ,获得了大量抗病、抗逆、优质、矮杆等突变体。对这些突变体遗传分析表明 ,大多数突变性状由 1对或 2对基因控制。水稻体细胞无性系变异的发生与基因型、性状、继代时间、培养方式等有关 ,并具有内在的机制 ,点突变和反转录转座子插入可能是引起水稻无性系变异的两个重要原因。     

水稻体细胞无性系变异

水稻体细胞无性系变异研究取得了很大进展,获得了大量抗病、抗逆、优质、矮杆等突变体。对这些突变体遗传分析表明,大多数突变性状由1对或2对基因控制。水稻体细胞无性系变异的发生与基因型、性状、继代时间、培养方式等有关,并具有内在的机制,点突变和反转录转座子插入可能是引起水稻无性系变异的两个重要原因。     

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。     

植物体细胞无性系变异研究进展

组织培养技术的日益成熟,使数以千计的植物通过器官或胚胎发生形成了再生植株。按照Haberlandt的细胞全能性学说,即植物的每个体细胞具有相同的遗传信息,因此人们起先认为本质是无性繁殖的组织培养所得到的再生植株应与原来植株的基因型是一致的。但是,随着有人首先注意到培养的细胞和再生植株有形态及染色体变异以来(Blakely等,1964),已有众多的报道发现植物离体培养物和再生植株会发生各种各样的变异。其中许多变异在品种改良上颇有价值,引起了研究者们的广泛兴趣。一些研究者从不同的角度对体细胞无性系变异现象作了很好的综述(Larkinand Scowcroft,1981;Orton,1983;Maliga,1984;商效民,1984;朱至清,1991)。本文结合近些年的新进展,对植物体细胞无性系变异研究领域进行较系统的评述,以丰富体细胞遗传学的内容,促进其在植物改良上应用研究的发展。     

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。     

表观遗传变异与植物体细胞无性系变异

体细胞无性系变异是植物组织培养中的一种普遍现象．常见的有染色体数目和结构变异、序列变异、DNA甲基化变异、基因的活化与沉默等。转座子和逆转录转座子的激活表明通过组织培养发生表观遗传变异。综述了植物组织培养中体细胞无性系变异的研究进展．重点阐述表观遗传变异在植物体细胞无性系变异中的作用。     

植物体细胞无性系变异的分子基础

TheMoleculBasicofSomaclonalVariationinPlantsZhangChunyiYangHanmin(BiologyDepartmentofLanzhouUniversityLanzhou730000)近年来,随着植物细胞和组织培养技术的迅速发展与广泛应用,不断发现在培养细胞和再生植株中存在着各种不同的变异,其中有些是可以遗传的,这种可遗传的变异被称为体细胞无性系变异[39]．变异的发生有其遗传学基础,具体表现在显微水平上的染色体数目和结构变异与分子水平上的基因突变、碱基修饰、基因扩增或丢失、基因重排以及转座因子的激活而影响核及细胞质基因的表达等等．目前,人们在已经积累的大量有…     

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。     

Male sterile mutant from somatic cell culture of rice

Summary Using MS medium supplemented with 6% sucrose and hormones, plantlets were regenerated from the expiants of mature seeds and young panicles of IR_s and IR₅₄. Out of 157 regenerated plants (R₁), three were found to be male sterile (ms): one from IR_s and two from IR₅₄, including a fertile and sterile chimaera. In the second generations (R₂) of IR₂₄ and IR₅₄, one line from each segregated into male sterile and fertile plants. These ms plants could be divided into two types with pollen failure: pollen free (without pollen) and pollen abortive. IR₂₄ was a semi-restorer for ms-plants of the pollen free type derived from the second generation of IR₅₄ somaclones. The segregation ratio of fertile: sterile in both R₂ of line 91 and the F₂ of ms-plant/IR₂₄ fitted the formula 15/161/16 quite well, showing that the male-sterile was controlled by two independent nuclear genes. Until now, as we know, male-sterile could be produced by hybridization or mutagenesis: sometimes it could be found in nature by spontaneous mutation. Recently the cytoplasmic male-sterile of tobacco was produced by protoplast fusion. This is the first paper to report male-steriles in regenerated plants and their offspring obtained from somatic cell culture.Some of the tissue culture and plant regeneration work in this study was conducted at IRRI, Manila     

光敏感雄性不育水稻的体细胞与花药培养及再生植株性状表现研究

对8个光敏感雄性不育籼稻杂种一代及其亲本花药培养的研究发现,光敏不育粳稻虽然为雄性不育,但其愈伤组织诱导率与植株再生能力不在一般正常粳稻品种之下,为籼稻“新会粘”的28倍。绝大多数光敏不育之籼粳杂种的花药培养能力也是十分高的。在起源于体细胞及花药的光敏不育水稻之再生植株共1146株试管苗中,发现少数在5月下旬及6月上旬抽穗的已表现为完全雄性不育。这些材料之幼穗的第二枝梗分化时(4月下旬至5月上旬)之日长尚不足13小时,远在农垦58S的临界日长14小时之下。在8个组合的籼粳光敏杂种一代花粉植株中,有的组合完全表现为粳型(组合4及7,表2),有的完全表现为籼型(组合2及6),多数则两者兼有。在全部80个愈伤无性系中,单倍体20个,二倍体58个,多倍体2个。58个二倍体无性系申不育的为20个,占34.5%。其中在晚造短日照条件下能转变为可育的有11个,占二倍体的19%,占二倍体不育的55%。所有光敏不育花粉植株,在早造条件下I-KI之花粉染色率与结实率均为0%,在晚造(9月份之后)条件下,能转换为可育。但不同组合、不同无性系之间育性转换的频率与稳定性差异颇大。     

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。     

影响籼稻愈伤组织再生频率的几个因素

本文研究了影响湘早籼１９号愈伤组织植株再生频率的几个因素。在诱导培养基中添加不同配比的细胞分裂素（ＫＴ,ＢＡＰ,Ｚｅａｔｉｎ）和萘乙酸,可使再生频率大幅度提高,以补加Ｚｅａｔｉｎ和ＮＡＡ效果最为显著,达２５．３３％;诱导培养基和分化培养基的不同琼脂浓度组合处理,以诱导培养基０．７５％琼脂和分化培养基１％琼脂与诱导培养基１％琼脂与分化培养基０．５％琼脂两组合再生频率最高。同时还发现：诱导分化后转移至植株生长培养基也可提高再生率,而诱导培养基中补加脯氨酸的合适浓度是５０ｍｇ／Ｌ。