籼稻体细胞克隆雄性不育系54257/162-5及其保持系

本文报道了籼稻雄性不育系54257／162-5的基本特性,其母本54257及父本162-5均为离体培养起源的体细胞无性系。分别来自IR54及IR52。不育系54257／162-5已回交8代。不育株率100%。自交不结实。花粉败育方面。部分个体表现为典败。部分个体表现为染败。或典败与染败兼而有之。试验表明,不育系54257／162-5个体间这种花粉败育的“分离”并非父本不纯所致。乃该不育系固有的特点。以114恢、测64、IR24、3550、测222及丰挂6号等6个野败型不育系之恢复系与野败不育系及54257／162-5测交。恢复程度有较大差异。只有3个（114恢、测6d及测222)能使54257／162-5的育性恢复;2个(IR24及3550)只能达到半恢复;有1个(丰桂6号)不仅不能恢复,而且保持了其雄性不育。这表明,不育系54257／162-5与野败不育系在细胞质上可能既有相似的一面,也有相异的一面。讨论了保持系体细胞克隆162-5的基因型。认为它是由恢复系IR52经离体培养直接变为保持系。这在体细胞无性系变异中尚属首例。     

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。     

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。     

水稻细胞质雄性不育系与保持系的呼吸途径比较

比较水稻细胞质雄性不育系珍汕９７Ａ及其保持系珍汕９７Ｂ之幼德、叶片和花药的呼吸代谢。结果表明：不育系花药的总呼吸速率、抗氰呼吸所占总呼吸比较和细胞色素氧化酶（ＣＯＤ）、苹果酸脱氢酶（ＭＤＨ）和６－磷酸葡萄糖脱氢酶（６－ＰＧＤＨ）活性低于保持系;幼穗中则仅６－ＰＧＤＨ低于保持系;叶片间各指标均无差异。Ｎａ３ＰＯ４可抑制保持系的叶片和幼穗及不育系叶片总呼吸的３０％,而仅能抑制不育系幼穗总呼吸的２４％;     

大白菜细胞质雄性不育系和其保持系的RAPD分析

利用RAPD技术对大白菜细胞质雄性不育系CMS341-7和其保持系3411-7的基因组DNA进行了比较分析,共使用了269个随机引物,其中有163个引物在两系之间都得到了扩增产物,79个引物扩增结果在两系之间表现出了遗传多态性。找到了不育系和保持系的特异扩增条带CMSOPL01670和MOPB04600。并对这些特异片段的来源及其在细胞质雄性不育中的作用进行了讨论。     

离体条件下核不育水稻突变为细胞质雄性不育

地水稻无花粉型核不育系南广占的体细胞无性系典败变异株ＮＴ１和ＮＴ２经过多代回交已经转成类似野败型的核质互作雄性不育系。ＮＴ１和ＮＴ２的恢保关系与野败型的一致,即野败型的恢复系和保持系同样可作ＮＴ１和ＮＴ２的恢复系和保持系,ＮＴ１现已回交１０代,不育性能稳定。     

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。     

水稻雄性不育系及雄性不育突变体筛选研究进展

 为了获得新细胞质源的水稻雄性不育系及雄性不育突变体,以解决目前杂交水稻生产上所面临的不育系来源单一的问题,人们采用了常规育种、诱变育种、组织培养和离体诱变等方法,其中离体筛选尤显其优势性,但也有不少问题有待解决,如能通过离体培养定向地筛选出雄性不育系及雄性不育突变体,无疑将大大提高工作效率。此外,对影响离体筛选雄性不育突变体的因素进行了探讨。     

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。     

普通小麦细胞质雄性不育系及其保持系线粒体DNA和RAPD分析

应用随机扩增多态ＤＮＡ（Ｒａｎｄｏｍ ａｍｐｌｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃ ＤＮＡｓ,ＲＡＰＤ）技术,对普通小麦细胞质雄性不育系（Ａ）及其保持系（Ｂ）线粒体基因组（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｇｅｎｏｍｅ）的指纹图谱进行了分析。共使用引物４１个,其中２０个引物得到了扩增产物,部分引物扩增结果表现多态性。说明线粒体ＤＮＡ（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ＤＡＮ,ｍｔ,ＤＮＡ）序列在不育系和保持系之     

细胞质雄性不育水稻幼穗和花粉发育期的蛋白酶活性变化

水稻细胞质雄性不育系珍汕97A,在花粉母细胞形成期以后可溶性蛋白含量迅速降低。单核期仅为花粉母细胞形成期的56％,二核期和三核期分别为花粉母细胞形成期的36．4％和30．3％。保持系珍汕97B虽在花粉母细胞形成期后可溶性蛋白含量降低,但在二核期则有所增高,表现为鞍形变化过程。在花粉母细胞形成期后,珍汕97A的酪蛋白水解酶活性增高,单核期为前一时期的1倍,而珍汕97B的酶活性增幅较小。第一次枝梗分化期珍汕97A的内肽酶活性较珍汕97B高,而雌雄蕊形成期两者的酶活皆降低。整个发育期中珍汕97A的内肽酶活性较珍汕97B高15％至55．5％。珍汕97A在幼穗第一次枝梗分化期时氨肽酶活性较珍汕97B高。第二次枝梗分化期后,不育系和保持系的氨肽酶活性均下降。但花粉母细胞形成期后,珍汕97A的氨肽酶活性迅速增高,三核期达最高水平,这可能意味着此时大量蛋白质被水解。蛋白酶类抑制剂的实验表明,在雌雄蕊形成期后不育系和保持系含有半胱氨酸型氨肽酶和约10％含金属型氨肽酶;而在三核期,保持系的氨肽酶则主要为半胱氨酸型。不育系三核期含有的BAPA内肽酶包括半胱氨酸型、丝氨酸型,以及部分含金属酶类;而保持系三核期的内肽酶仅为丝氨酸型。不育系肽酶类型的变化,可能反映酶基因编码的去抑制。     

水稻细胞质雄性不育系及其保持系幼穗发育过程中内源激素的变化

利用酶联免疫测定技术研究了水稻细胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B在幼穗发育过程中叶片、幼穗和花药中内源IAA、GA1＋4、ABA和iPAs含量的动态变化。结果表明,1）从幼穗发育的雌雄蕊形成期到三核花粉期,保持系叶片中IAA水平高于不育系,并在二核花粉期最高;在幼穗和花药中也以保持系为高。2）保持系与不育系叶片中GA1＋4含量变化趋势相似,均为先升后降,但从单核到三核花粉期以保持系为高;在幼穗和花药中也都以保持系为高。3）不育系叶片中ABA水平在幼穗发育早期明显高于保持系,中期与保持系相近,后期又高于保持系;在幼穗和花药中也都以不育系为高。4）保持系叶片、幼穗和花药中iPAs含量始终显著高于不育系。5）保持系叶片中IAA＋GA1＋4＋iPAs与ABA之比值也始终高于不育系。提示不育系叶片、幼穗和花药中IAA、GA1＋4、iPAs和ABA含量出现了异常,且IAA、GA1＋4和iPAs亏缺以及ABA盈积可能与水稻细胞质雄性不育发生有关。     

普通小麦细胞质雄性不育系及其保持系线粒体DNA的RAPD分析

应用随机扩增多态ＤＮＡ（ＲａｎｄｏｍａｍｐｌｉｆｉｅｄｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃＤＮＡｓ,ＲＡＰＤ）技术,对普通小麦细胞质雄性不育系（Ａ）及其保持系（Ｂ）线粒体基因组（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｇｅｎｏｍｅ）的指纹图谱进行了分析。共使用引物４１个,其中２０个引物得到了扩增产物,部分引物扩增结果表现多态性。说明线粒体ＤＮＡ（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌＤＮＡ,ｍｔＤＮＡ）序列在不育系和保持系之间存在差异,进一步明确了小麦细胞质雄性不育（ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｅ,ＣＭＳ）与ｍｔＤＮＡ的关系。     

短光低温不育水稻不育性的遗传观察

用若干常规品种与短光低温不育水稻宜ＤＩＳ配组,考察双亲及Ｆ１在自然低温影响前后的花粉育性,并于不育系稳定不育期间调查Ｆ２及Ｆ３的育性分离。结果表明：（１）低温是影响双亲及Ｆ１育性稳定性的重要生态因子;（２）Ｆ１的育性稳定性除与父本的育性稳定性有关外,可能尚与其他因素有关,这种育性稳定性表现是由可遗传因子决定的;（３）短光低温不育特性基本上符合２对独立主基因控制的遗传模式,但可能尚受到众多微效基因的     

光敏核不育水稻恢复基因对数和等位性研究

以不同遗传背景和熟期的９个粳型恢复系相互间和与农垦５８Ｓ配制杂交组合,１９９７～１９９９年研究了农垦５８Ｓ光敏核不育基因的遗传规律。结果表明,供试恢复系均携带恢复农垦５８Ｓ光敏核不育性的１对或２对主效显性基因。Ｔ９８４和农垦５８的１对主效恢复基因等位。其它７个恢复系携带２对等位的主效恢复基因,暗示农垦５８Ｓ的光敏核不育性涉及到２对隐性基因,遗传背景仅影响微效基因的表达和分离。     

花药培养对籼稻两用核不育系培矮64S的提纯与改良

以籼稻两用雄性核不育系（简称两用系）培矮６４Ｓ为供体,通过花药培养,获得了２６个愈伤系共１９６９株花粉植株。根据花粉一代（Ｈ１）的倍性和育性,可把它们分为三种类型,即ａ）单倍体：有１个愈伤系４１株全为单倍体植株;ｂ）不分离型：有１９个愈伤系的群体育性不分离,全部植株均在不育期表现败育,其它性状有差异但不显著;ｃ）分离型：其余６个愈伤系表现分离,其中３个各有２－７株单倍体植株出现,并且这些愈伤系中均     

甲基乙二醛-双(脒腙)处理对光敏核不育水稻多胺含量的影响及其与育性转换的关系

ＭＧＢＧ（ｍｅｔｈｙｌｇｌｙｏｘａｌｂｉｓ（ｇｕａｎｙｌｈｙｄｒａｚｏｎｅ））处理短日可育、处于光敏感时期的农垦５８Ｓ,可显著降低花粉可育度和自交结实率,但并不影响其正常的生长。ＭＧＢＧ处理长日不育株时效果不明显。以１０－４ｍｏｌ·Ｌ－１处理短日可育株效果最佳。ＭＧＢＧ主要影响穗子中下部枝梗的结实,对上部结实影响较小。ＭＧＢＧ处理引起腐胺增加而使亚精胺和精胺减少,推测亚精胺和精胺的减少是育性下降的原因之一。     

杉木雄性不育株与可育株的过氧化物酶同工酶和呼吸强度的比较研究

本文对杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ（Ｌａｍｂ．）Ｈｏｏｋ．）雄性不育株与可育株在小孢子发生和发育过程中的雄球花和叶进行过氧化物酶同工酶和呼吸强度的研究。结果表明：可育株雄球花在其小孢子发生和发育过程中有三个呼吸高峰,可划分为７个时期－－花芽分化期、小孢子囊分化和造孢细胞形成期、造孢细胞＂休眠＂期、小孢子母细胞形成和减数分裂期、四分体时期、雄配子体形成期、撒粉期。而不育株只出现前二个呼吸峰和前５个时期,在小孢子母细胞形成后,呼吸强度降至低谷,导致能量供应短缺和减数分裂异常,引起败育。不育株叶在其造抱细胞＂休眠＂期无呼吸峰出现可能与其败育有关。不耷株雄球花过氧化物酶同工酶酶谱明显不同于可育株。作者认为：杉木雄性不育是由核不育基因和细胞质不育基因共同调控的结果,调控过氧化物酶同工酶表达可能有三种不同的遗传功能。过氧化物酶对呼吸作用有一定影响,但各种过氧化物酶同工酶并非等效。