栽培稻杂种不育性的遗传研究：Ⅲ.不同类型品种F1花粉不育性的等位…

以台中６５等基因Ｆ１不育系为遗传测验种,测定了栽培稻４５个品种在３个Ｆ１不育基因座的基因型和等位基因的分化度,在Ｓ－Ｅ３基因座上,除Ｄｕｌａｒ带有Ｓ＾ｉ／Ｓ＾ｉ基因型外,其余被测品种均带有Ｓ＾ｉ／Ｓ＾ｉ基因型。在Ｓ－Ｅ２和Ｓ－Ｅ５基因座上,籼型品种带有高频率的Ｓ＾ｉ基因,而粳型品种带有高频率的Ｓ＾ｉ基因。Ｓ＾ｉ和Ｓ＾ｉ均具有不同的分化度,籼型品种携带的Ｓ＾ｉ基因和粳型品种携带的Ｓ＾ｉ基因具有较高的     

栽培稻（Oryza sativa）杂种不育性的遗传研究 Ⅳ.F1花粉不育性的基因型

栽培稻（Ｏ．ｓａｔｉｖａ）品种间杂种的不育性是由Ｆ１花粉不育基因座的等位基因互作引起的。前文报道了Ｓ－Ｅ３、Ｓ－Ｅ２和Ｓ－Ｅ５３个花粉不育基因座,本文把这３个基因座分别重新命名为Ｓ－ａ、Ｓ－ｂ和Ｓ－ｃ。本研究发现了另外３个花粉不育基因座,分别命名为Ｓ－ｄ、Ｓ－ｅ和Ｓ－ｆ。分析了１１个品种在这６个花粉不育基因座的基因型。所有被测品种在Ｓ－ａ上均带Ｓ＾ｊ／Ｓ＾ｊ。在其余５个花粉不育基因座上,籼型品种广     

栽培稻杂种不育性的遗传研究：Ⅱ。F1花粉不育性的基因模式

Oka建立了台中65等基因F_1不育系,并把该试验的结果作为支持重复配子致死模式的证据。本研究利用台中65及其3个等基因F_1不育系分析了花粉育性的分离方式。试验结果符合单基因座孢子体-配子体互作模式,而不符合重复配子致死模式。假设在S-E2、S-E3和S-E5基因座上,台中65的基因型为,等基因F_1不育系E2的基因型为,等基因F_1不育系E4的基因型为,等基因F_1不育系E5的基因型为。在杂合株中,等位基因互作导致携带s~f基因的雄配子不完全败育。对采用与Oka不同的基因模式作了讨论。     

栽培稻F_1花粉不育基因座S-α的分子定位

以栽培稻品种台中65及其等基因已不育系TISL4为材料,用RFLP和RAPD等技术,对F_1花粉不育基因座S－a定位。通过用RFLP和RAPD方法对亲本间进行多态性分析,发现亲本间的多态性很低,说明经多代回交后,在等基因系基因组中供体亲本的DNA片段所占的比例很小。通过连锁分析,将S－a定位在第1染色体上。S－a与分子标记CDO548、O11—1000、RG146和Y13－500之间的遗传距离分别为6.4cM、6.8cM、7.2cM和11.3cM。S－a基因座上S－a~i／S-a~j等位基因互作使携带S-a~j基因的花粉败育是寻致该F_2群体产生偏态分离的主要原因。     

栽培稻F1花粉不育基因座S—a的分子定位

以栽培稻品种台中６５及其等基因Ｆ１不育系ＴＩＳＬ４为材料,用ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ等技术,对Ｆ１花粉不育基因座Ｓ－ａ定位。通过用ＲＦＬＰ和ＲＡＰＤ方法对亲本间进行多态性分析,发现亲本间的多态性很低,说明经多代回交后,在等基因系基因组中供体亲本的ＤＮＡ片段所占的比例很小。通过连锁分析,将Ｓ－ａ定位在第１染色体。Ｓ－ａ与分子标记ＣＤＯ５４８、Ｏ１１－１０００、ＲＧ１４６和Ｙ１３－５００之间的遗传距离分别为     

籼粳交错区光壳稻品种亲和性鉴定与低温不育性研究

对籼粳测验种与光壳稻、02428和Dular配制的122个组合F1及其亲本在云南籼粳交错区宜良县进行亲和性鉴定分析表明,云南光壳稻资源中蕴藏着耐冷性强于02428、Dular的广亲和基因源。籼稻测验种与光壳稻单交F1育性易受低温影响,巴利拉与光壳稻单交F1易产生低温敏感不育现象。Dular与光壳稻、籼粳测验种间抽穗期的遗传差异较大及对低温敏感是造成杂交后代结实率低的直接原因。用亲和指数将籼粳测验种与光壳稻、02428、Dular单交F1组合划分为低温不育型、低温敏感型、亲和型和耐冷亲和型四大类型;并将亲本品种分为四大类型即：Dular属于低温不育型,明子谷、大白糯、毫梅和毫秕属于低温敏感型,02428、矮嘎、扎那嘎、镰刀谷属于亲和型品种,花二早、花二早l属于耐冷亲和型品种。     

用RAPD标记对栽培稻F1花粉不育基因座S-b定位

S－b是栽培稻F1花粉不育基因座痊之一,在S－b基因座,台中65的基因型为Sj/Sj,而台中65（简称T65）的近等基因系TISL2的基因型为Si/Si,通过F2群体和BC1F1群体的遗传分析表明,台中65和TISL2的F1花粉不育性由一个基因座控制,S－b基因座的等位基因s^i和S^j相互作用,导致携带S^j基因的花败败育,产生染败花粉,用187个RFLP标记和500个RAPD引物分析 了T65和TISL2间的多态性,结果只有2个RAPD扩增片段H08－1300和Y09－H08－1300转化为RFLP标记,经F2群体的共分离分析表明,H08－1300和Y09－1500在F2群体中呈明显的偏态分离,用MAPMAKER／EXP3．0计算,H08－1300和Y09－1500与S-b基因座间的遗传 1．3cM和6．6cM,克隆和测定了H08－1300两侧的部分DNA序列,经同源性分析发现,右末端580bp的序列中有101bp 的序列与水稻第五染色体的克隆P0033D06（注册号：AC079357）有94％的同源性,左末端中540bp的序列中P0033D06有86％的同源性,由于P0033D06为由位于水稻第五染色体定位18．8cM处的标记R3166锚定,结果说明S－b基因座位于水稻第五染色体上,与R3166的遗传距离为1．3cM,同时还讨论了对于应用基因组测序的结果进行RAPD标记染色体定位的方法。     

东北地区杂草稻与栽培稻的遗传多样性及籼粳分化

利用88对籼粳特异性分子标记对收集于我国东北三省的35份杂草稻和36份栽培稻遗传基础及籼粳分化进行研究,结果表明上述标记能够高效地鉴别稻属资源的籼粳属性,共检测到156个等位基因,平均有效等位基因(Na)为1.773。遗传多样性分析表明,东北地区杂草稻多样性水平略高于当地栽培稻,其中杂草稻的等位基因数(Na)、杂合度(He)、基因多样性(Hsk)以及多态性信息含量(PIC)分别为1.659、0.006、0.076和0.085,而东北栽培稻分别为1.557、0.004、0.060和0.067。遗传结构和聚类分析结果表明,东北地区杂草稻与栽培稻具有较近的亲缘关系,均存在一定程度的籼粳分化。进一步对籼粳血缘进行相对量化分析发现,杂草稻的籼型基因型频率(F_i=0.050)略高于当地栽培稻(F_i=0.043)。东北三省籼型基因型频率变化趋势为:辽宁杂草稻(0.062)辽宁栽培稻(0.058)吉林栽培稻(0.048)黑龙江杂草稻(0.041)吉林杂草稻(0.024)黑龙江栽培稻(0.020)。     

亚洲栽培稻与AA染色体组稻种的可交配性及F1杂种育性分析

从可交配性和F1杂种育性两方面对亚洲栽培稻与AA染色体组（以下简称AA组）其他7个稻种的系统关系进行了分析。结果表明：栽培稻籼、粳亚种与AA组不同稻种杂交均具有一定的结实率,可交配性不是影响亚洲栽培稻与其他AA组稻种间基因交流的主要生殖障碍。亚洲栽培稻与普通野生稻及尼瓦拉野生稻种间F1花粉育性和小穗育性有不同程度分化,与其他稻种的F1花粉育性和小穗育性均很低,F1杂种不育是AA组内基因交流的主要障碍。综合可交配性和F1小穗育性两方面的因素,初步得出：亚洲栽培稻与AA组稻种的亲缘关系由近及远依次是：普通野生稻、尼瓦拉野生稻、南方野生稻、展颖野生稻、非洲栽培稻、长雄蕊野生稻和短舌野生稻。其中普通野生稻和尼瓦拉野生稻是AA组中可直接利用于水稻育种的野生稻资源。     

典型籼粳杂种不育性的分子标记分析及其遗传基础

对典型籼粳杂种育性遗传基础的研究是快速进行广亲和系培育的前提。以回交群体Balilla/南特号∥Balilla为育性基因的分析群体,利用SSR标记研究了该群体中控制小穗育性和花粉育性的基因位点,对于小穗育性共检测到2个QTLs,Qsptf1和qSPTF6,分别位于第1和第6染色体上,其加性效应分别为13．501和—16．414。根据前人的研究结果,以及qSPTF6在第6染色体上所处的位置,可以推断qSPTF6即为S—5位点。在花粉育性的QTLs检测中,发现在第7和第9染色体上有两个QTLs,qPLLN7和qPLLN9,其加性效应分别为—12．003和—11．012,可以分别解释表型变异的12．9％和10．3％。位点的互作分析表明,在该研究群体中,存在大量的位点互作影响小穗育性和花粉育性,在0．005显著水平上,检测到61对和51对位点互作分别影响小穗育性和花粉育性。说明籼粳杂种的不育性除了主效基因的单独作用以外,位点之间的互作,即上位性也是一重要的遗传因素。     

普通小麦与黑麦属间杂种(F_1)育性特点的研究

34个小麦品种(系)与黑麦进行了杂交,结果表明:亲和性在供试材料间存在明显差异,其中12个小麦品种表现了与中国春相似的亲和性;对34个小麦/黑麦属间杂种(F_1)的回交结实率和开放授粉条件下的自交结实率的统计表明,杂种育性普遍较差,但不同组合间存在明显不同,其回交与自交结实率的变异幅度分别为0—4.50%和0—3.087粒/穗;小麦与黑麦属间杂种(F_1)育性与杂交亲和性间存在明显相关,回交和自交结实率以及能够回交和自交结实组合的出现频率均随亲和性的增加而表现增加的趋势;在小麦品种演化过程中,亲和性与杂种育性均表现降低的趋势;小麦/黑麦属间杂种(F_1)PMC MI染色体配对水平普遍较低,平均交叉结仅为0.359,但组合间存在一定差异,变幅为0—1.3;平均99.936%的杂种(F_1)花粉表现败育,仅有0.064%的杂种(F_1)花粉能被KI—I_2正常染色,杂种(F_1)染色体配对水平与正常染色花粉频率、正常染色花粉频率与自交结实率间存在一定程度的相关性,相关系数分别为0.209和0.205。     

栽培稻F1花粉不育基因座S-b的PCR标记定位

栽培稻(Oryza sativa L.)杂种F1花粉不育性至少由6个基因座位所控制.为了定位其中的一个基因座位S-b,选用了158个微卫星标记对粳型品种"台中65"及其近等基因系TISL2之间的多态性进行了分析.结果发现第5染色体短臂上的RM13在亲本间存在多态性.连锁分析表明,RM13与S-b座位紧密连锁.根据微卫星标记分析的结果,在RGP(Rice Genome Research Program of Japan)发表的遗传图谱的相应位置上选取了11个RFLP标记,利用这些标记的末端序列设计特异PCR引物,进行ALP (amplicon length polymorphism)分析,结果11对引物均没有ALP.用6种四碱基识别位点的限制性内切酶进行PBR(PCR-based RFLP)分析,发现由R2213S和R830两克隆设计的STS (sequence-tagged site)标记在T65与TISL2之间存在酶切多态性.R830STS、RM13和R2213SSTS与S-b座位的遗传距离分别为3.3 cM (centiMorgan)、5.2 cM和5.5 cM.这些以PCR为基础的分子标记可以直接应用于分子标记辅助选择中,从而建立了基因定位与分子标记辅助选择一体化的技术体系,使S-b座位在育种中可以得到有效的利用.     

东乡野生稻与栽培稻正反交种间杂种F_1的雄配子发生与发育

该文以东乡野生稻与栽培稻（美国光壳稻P1003）的正反交种间杂种F1（正交为光壳稻P1003×东乡野生稻;反交为东乡野生稻×光壳稻P1003）为试材,研究其各个减数分裂时期的染色体行为特征、染色体交换重组及雄配子发育特点。结果表明：正反交杂种F1花粉母细胞细胞核减数分裂的同步性较高,细胞质为连续型胞质分裂类型。在细胞核分裂的过程中,核仁在前期I到中期I逐渐消失。染色体在前期I到中期I逐渐收缩,变得更加清晰可见。在终变期和中期I,90.54%以上的花粉母细胞能形成12个二价体（含少数棒状二价体和8字型二价体）,部分花粉母细胞（正交9.46%,反交7.65%）出现少量的单价体、三价体和四价体。后期I观察到1.27%–1.35%的花粉母细胞含有1至数条落后染色体。最终有92.6%–94.8%的小孢子能发育成形态正常、染色能力强的成熟花粉粒。另外,在正交杂种F1的粗线期中存在2个核仁,而反交杂种F1及其双亲的粗线期只有1个核仁。这些研究结果可为作物品种改良、种质资源创新以及种间亲缘关系研究提供细胞学证据。     

亚洲栽培稻与普通野生稻种间杂种花粉和胚囊败育研究

以亚洲栽培稻籼稻品种广陆矮4号（简称GLA）、粳稻品种辽粳944（简称944）、粳型亲籼系G2416．3（简称M12）与产于广东高州的普通野生稻（简称GP）配制6个正反交种间杂交组合,F1育性研究的结果表明：GLA／GP F1与GP／GLA F1之间的花粉育性（56．71％、56．15％）、胚囊育性（42．10％、33．33％）和小穗育性（33．66％、32．60％）差异较小;944／GP F1与GP/944 F1之间的花粉育性（79．01％、7．45％）、胚囊育性（50．00％、27．28％）和小穗育性（47．31％、17．59％）差异较大;M12／GP F1与GP／M12 F1的花粉育性（65．26％和49．55％）和小穗育性（73．16％和54．10％）差异介于前两者间,而胚囊育性（75．00％和40．00％）相差较大。各杂种F1败育花粉以典败类型为主;杂种F1败育胚囊主要有雌性生殖单位退化,卵器退化,极核异常排列,胚囊内组织混乱,助细胞退化且珠心组织吞噬胚囊,以及胚囊退化等。杂种胚囊育性和花粉育性直接影响小穗育性。以野生稻为母本的杂种育性较相应反交组合杂种的为低,表现出野生稻细胞质对栽野杂种育性的影响效应。可尝试利用人为创建的粳型亲籼系来开展克服栽培稻与普通野生稻种间杂种不育性的研究。     

栽培稻F1花粉不育基因座S—b的PCR标记定位

栽培稻 (OryzasativaL .)杂种F1花粉不育性至少由 6个基因座位所控制。为了定位其中的一个基因座位S b ,选用了 15 8个微卫星标记对粳型品种“台中 6 5”及其近等基因系TISL2之间的多态性进行了分析。结果发现第 5染色体短臂上的RM13在亲本间存在多态性。连锁分析表明 ,RM13与S b座位紧密连锁。根据微卫星标记分析的结果 ,在RGP(RiceGenomeResearchProgramofJapan)发表的遗传图谱的相应位置上选取了 11个RFLP标记 ,利用这些标记的末端序列设计特异PCR引物 ,进行ALP (ampliconlengthpolymorphism)分析 ,结果 11对引物均没有ALP。用6种四碱基识别位点的限制性内切酶进行PBR(PCR_basedRFLP)分析 ,发现由R2 2 13S和R830两克隆设计的STS(sequence_taggedsite)标记在T6 5与TISL2之间存在酶切多态性。R830STS、RM13和R2 2 13SSTS与S b座位的遗传距离分别为 3.3cM (centiMorgan)、5 .2cM和 5 .5cM。这些以PCR为基础的分子标记可以直接应用于分子标记辅助选择中 ,从而建立了基因定位与分子标记辅助选择一体化的技术体系 ,使S b座位在育种中可以得到有效的利用     

水稻台中65与其花粉不育近等基因系的杂种F1的裂药性研究

以台中65及其7个F1花粉不育近等基因系为材料,对水稻亚种间杂种F1裂药性及其与小穗育性的关系进行了研究。结果表明,杂种F1的裂药性受花粉不育基因互作控制。不同杂合座位内等位花粉不育基因互作导致杂种F1花药不开裂的程度不同,S-b座位导致杂种F1部分花药不开裂;不同杂合座位问非等位花粉不育基因互作明显降低杂种F1的裂药程度;杂种F1中含杂合花粉不育基因座位数越多,其裂药指数越小,裂药程度越低,含三个杂合花粉不育基因座位的杂种F1裂药指数为2．27,35．3％的花药不开裂。杂种F1花药不开裂的原因随其所含的杂合花粉不育基因座位种类和数目不同而异。杂种F1裂药程度的下降显著减少落在其柱头上的花粉总数和萌发的花粉数。杂种F1裂药指数和结实率呈极显著的正相关关系。     

小麦遗传背景对普通小麦×6x小簇麦杂种F_1减数分裂行为的影响及育性

利用普通小麦与6x小簇麦杂交转移簇毛麦有利基因的过程中,发现由小麦品系J－11为亲本的杂种F1花粉具有高可育的特性,研究结果表明,它可能是由小麦品系J－11核基因组上所携带的基因与簇毛麦染色体相互作用影响杂种F1减数分裂四分体时期的行为而形成的,导致其花粉育性及结实性的增高和外源染色体传递行为的不同。结果指出了可能存在一类影响远缘杂种减数分裂四分体时期行为的新基因,这种基因与外源染色体的相互作用对控制远缘杂种结实性及其外源基因的转移具有重要意义。     

不同类型甘蓝的可交配性研究

野生甘蓝是改良栽培甘蓝的重要资源,在漫长进化中,部分野生甘蓝类型间,以及与栽培甘蓝间杂交存在一定的生殖障碍。本研究选用8个栽培变种和7个野生类型品种,共35份甘蓝材料进行随机杂交,不同类型甘蓝的可交配性存在显著差异,甘蓝间的遗传差异、杂交方向以及生活习性等因素对甘蓝类植物可交配性存在显著影响。研究数据表明,以野生甘蓝为母本可以显著提高与栽培甘蓝杂交的效率。     

紧穗野生稻的褐飞虱抗性导入栽培稻的研究

栽培品种的远缘野生种O.eichingeri (2n=24,CC染色体组)是褐飞虱的重要抗源。为了将原产乌干达的O.eichingeri两个编号材料的褐飞虱抗性导入栽培稻02428中,利用胚培养技术获得了两个组合的F.杂种,可交配力分别为0.36％和1.62％。所得F.杂种生长旺盛,分蘖力强,但高度不育,其花粉母细胞中期Ⅰ二价体数为0～4个,平均1.33～1.37。F_1植株用02428回交及套袋自交产生的BC_1F_1和F_2植株形态相似,染色体组均为AAC,花粉母细胞中期Ⅰ染色体构型为(12.02～12.18)Ⅰ (11.67～11.89)Ⅱ (0.04～0.19)Ⅲ,均表现完全不育。进一步检查了42个BC_1F_2植株和9个BC_2F_1植株的染色体数目,其变幅为24～38,从中筛选到2n=25及2n=24的植株各21个,其中5个整倍体植株对褐飞虱表现抗,说明两份紧穗野生稻载有抗性基因的染色体片段已成功转入02428中。本研究还发现一些株高及每穗粒数等明显超亲的材料,这可能与染色体组A与C上某些基因的互作有关。     

花药培养过程栽培稻花粉不育杂种F1与亲本台中65的细胞学研究

利用活体压片、半薄及超薄切片技术,对栽培稻(Oryza sativa L.)花粉不育杂种F1及育性正常的亲本台中65离体培养前后的小孢子及花药壁进行细胞学研究.结果表明:与台中65相比,杂种F1的花粉小孢子在发育至单核中-晚期,出现比例较高的胞质凝聚小孢子和少量星型小孢子,正常小孢子和淀粉化小孢子比例降低.在离体条件下,胞质凝聚小孢子、星型小孢子、正常小孢子、液泡化小孢子、淀粉化小孢子的发育主要沿着胞质凝聚败育过程、孢子体发育过程、配子体发育过程、液泡化过程和淀粉化过程进行;药壁组织在离体条件下,杂种F1比台中65的绒毡层降解速度快,中层膨大程度高.杂种F1与台中65在离体培养下小孢子发育及药壁细胞学的差异主要是受到S-a座位内等位基因互作及离体培养环境的影响.