雄性不育与三系配套

雄性不育雄性不育是指植物的雌性(雌蕊)正常,雄性(雄蕊)不正常,不能产生花粉或花粉败育的现象.雄性不育现象在植物中普遍存在,玉米、高粱、小麦、水稻、洋葱等作物中都有发现.玉米中有一种雄性不育的变异,植株在开花抽穗期,雄穗上的花药不能显示出来,整个植株不能开花散粉,其雌蕊的发育正常,能接受另一植株的花粉而结实.又如我国科技工作者发现的雄性败育的野生稻等.     

一个辣椒功能性雄性不育系的花器形态及遗传研究

本报道了一个新型辣椒功能性雄性不育系的花器形态和遗传规律。研究表明,新发现的辣椒雄性不育花冠退化,大部分雄蕊萎缩,没有花丝、具发育不完整的花药;虽然花内１～２枚发育正常的雄蕊有少量可育花粉,但由于花萼畸长紧闭,不能开花。雌蕊发育正常,人工辅助自花或异花杂交可正常结果并产生种子。遗传杂交分析表明,该功能性雄性不育遗传上受一对隐性核基因控制,用基因的符号ｆｍｓ表示。     

无花瓣油菜雄蕊心皮化突变体细胞学观察及基因表达分析

油菜是我国重要的油料作物,油菜花器官具有典型的十字花科特点,无花瓣油菜在花期不存在花冠层,这种特点有助于提高油菜产量,预防茵核病的传播。雄蕊心皮化是指花器官的雄蕊结构被具有类似于雌蕊结构的器官代替,这不仅造成了花器官结构的变化也导致了雄性不育。本文通过对无花瓣油菜雄蕊心皮化突变不育分离群体中的雄性可育株和不育株的比较研究,发现心皮化现象是由遗传因素引起的。细胞学观察发现,雄蕊心皮化在花器官发育的早期就已经产生,心皮化的雄蕊中着生类似于胚珠的结构,其顶端细胞的形态和排列方式也与雌蕊柱头相似。花发育相关基因的表达分析表明,B组基因彳丹在不育株3轮花器中的表达都比可育株低,特别是在第二轮花器官中这种差异最为突出。而A组基因AP1在不育株第二轮花器官中的表达量较可育株高。c组基因AGL8、SHPI、SHP2、NAP在不育株心皮化的第二轮花器官中表达都较可育株中高。     

封面说明

正植物雄性不育(Male sterility)通常是指雄蕊不能产生正常有功能的花粉,但雌蕊发育正常可接受其他花粉而受精结实。植物雄性不育不仅是杂种优势利用的重要工具,也是研究植物生殖发育的关键材料。随着高通量测序技术的发展与完善,利用高通量测序技术从转录水平分析败育发生的机理,为植物生殖发育及雄蕊败育机理的解析提供丰富的数据信息。目前在水稻(Oryza sativa)、小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zeamays)、棉花(Gossypium hirsutum)等20多个物种中,包括细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility、CMS)、化学诱导雄性不育(Induced male sterility)、     

五种不同类型甘蓝型油菜雄性不育系花蕾及雌雄蕊干物质变化动态的比较研究

以5种不同类型甘蓝型油菜雄性不育系为材料,以保持系作对照,对甘蓝型油菜雄性不育系的花蕾及雌雄蕊干物质变化动态进行了研究。结果表明,干物质重量雄性不育系花蕾和雄蕊显著小于保持系,而雌蕊则明显大于保持系。大多数不育系雌雄蕊的发育曲线存在拐点,它们出现拐点的时期相同,但方向完全相反。暗示可能雄蕊败育后降解的生物大分子物质被部分运到了雌蕊,才引起了雌蕊干物重的异常增加。     

一种新型无花瓣油菜突变不育系花器官的形态解剖研究

在自育的甘蓝型油菜(Brassica napus)无花瓣品系AP197中, 发现并育成由4对隐性核基因控制的无花瓣油菜突变不育系AMS971。AMS是一种雄蕊心皮化为不结实的假性雌蕊而引起的新的雄性不育类型, 不育性非常彻底, 其植株形态特征与AP197相同。比较花器官发现, AMS971除一个正常的雌蕊外,还有6个梭形的心皮化假性雌蕊。假心皮化雌蕊上部变成近似倒U形的柱头结构区, 下部是完全突变的半开裂心皮, 其上着生4~14个不等的裸露的幼小胚珠; 蜜腺比正常油菜小, 数目为0~4个, 这与AP197没有差异。AMS971的四轮花器官由于突变造成了大小和重量的重新分配。推断AMS为类似拟南芥属B功能缺失的突变体。     

可育与雄性不育万寿菊雌雄配子体发育的比较研究

对可育系和雄性不育系万寿菊的大、小孢子发生及雌、雄配子体发育过程进行了系统地比较观察。结果表明：可育系和不育系万寿菊雌蕊的发育基本相同,二者的雌蕊为二心皮一室,每室1胚珠,单珠被,薄珠心,倒生型胚珠。大孢子母细胞经减数分裂形成线形排列的4个大孢子,合点端为功能大孢子。胚囊发育类型为蓼型。可育系小孢子母细胞经过减数分裂形成四面体形的四分体,成熟花粉是二细胞型,表面有刺。其花药为四室,药壁发育属双子叶型,腺质绒毡层。雄性不育系万寿菊特化小花在花芽分化时即没有产生雄蕊原基,因而不具雄蕊结构,为结构型雄性不育。     

一种新型无花瓣油菜突变不育系花器官的形态解剖研究

在自育的甘蓝型油菜(Brassica napus)无花瓣品系AP197中,发现并育成由4对隐性核基因控制的无花瓣油菜突变不育系AMS971.AMS是一种雄蕊心皮化为不结实的假性雌蕊而引起的新的雄性不育类型,不育性非常彻底,其植株形态特征与AP197相同.比较花器官发现,AMS971除一个正常的雌蕊外,还有6个梭形的心皮化假性雌蕊.假心皮化雌蕊上部变成近似倒U形的柱头结构区,下部是完全突变的半开裂心皮,其上着生4～14个不等的裸露的幼小胚珠;蜜腺比正常油菜小,数目为0～4个,这与AP197没有差异.AMS971的四轮花器官由于突变造成了大小和重量的重新分配.推断AMS为类似拟南芥属B功能缺失的突变体.     

丹桂和籽银桂花芽分化的研究

采用石蜡切片技术, 对不育的丹桂(Osmanthus fragrans ‘Dangui’ )和可育的籽银桂(Osmanthus fragrans ‘Ziyingui’)花芽分化的过程进行了研究。结果表明, 桂花(Osmanthus fragrans Lour.)花芽形态分化可分为花芽分化初始期、总苞分化期、花原基分化期、顶花花被分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期6个阶段。雄蕊的发育在丹桂和籽银桂之间基本没有区别, 都能形成完整的花粉囊和成熟的花粉粒。但是, 雌蕊的发育在可育的籽银桂与不育的丹桂之间存在明显差异。根据花芽分化的过程证明, 丹桂的不育是由于雌蕊发育不正常导致的。     

植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子基础

植物细胞质雄性不育是广泛存在于高等植物中的现象,其表现为母性遗传、花粉败育,但雌蕊正常。细胞质雄性不育在杂交种子生产中起着重要作用,研究其分子作用机制有利于更有效地利用细胞质雄性不育。随着一些不育基因和恢复基因相继被克隆,人们对一些细胞质雄性不育和恢复系统的分子作用机理已经有一定了解。本文综述了近年来对植物细胞质雄性不育基因和恢复基因作用机理研究的进展。     

植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子基础

植物细胞质雄性不育是广泛存在于高等植物中的现象, 其表现为母性遗传、花粉败育, 但雌蕊正常。细胞质雄性不育在杂交种子生产中起着重要作用, 研究其分子作用机制有利于更有效地利用细胞质雄性不育。随着一些不育基因和恢复基因相继被克隆, 人们对一些细胞质雄性不育和恢复系统的分子作用机理已经有一定了解。本文综述了近年来对植物细胞质雄性不育基因和恢复基因作用机理研究的进展。     

丹桂和籽银桂花芽分化的研究

采用石蜡切片技术,对不育的丹桂（Osmanthus fragrans ‘Dangui’）和可育的籽银桂（Osmanthus fragrans ‘Ziyingui’）花芽分化的过程进行了研究。结果表明,桂花（Osmanthus fragrans Lour.）花芽形态分化可分为花芽分化初始期、总苞分化期、花原基分化期、顶花花被分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期6个阶段。雄蕊的发育在丹桂和籽银桂之间基本没有区别,都能形成完整的花粉囊和成熟的花粉粒。但是,雌蕊的发育在可育的籽银桂与不育的丹桂之间存在明显差异。根据花芽分化的过程证明,丹桂的不育是由于雌蕊发育不正常导致的。     

丝瓜雄花和雌花发育特点的研究

丝瓜为单性花,雌雄同株植物。雄花发育过程中,不出现雌蕊原基,即无“两性期”。雄花发育早期,分化出五个雄蕊原基,以后发育成五个分离的雄蕊。雌花发育早期,有雄蕊原基的形成,即具“两性期”。以后随着雌花的发育,雄蕊逐渐退化。雌蕊具三心皮下位子房,发育早期,子房基部的胎座呈中轴胎座状,向上逐渐过渡转化形成侧膜胎座。     

2012年第5期《遗传》封面说明

植物雄性不育是指植物不能产生具有正常生殖功能的雄配子,而雌性生殖器官正常可育的现象。雄性核不育在植物界中普遍存在,但基本上都是隐性的,显性核不育非常少见,迄今仅在10余种作物中发现了24例显性核不育材料。水稻中已发现5份显性核不育材料,其中只有"三明"显性核不育材料遗传稳定,基本不受环境影响。本研究利用一个     

芥菜型油菜细胞质雄性不育系WJS01A的比较鉴定北大核心CSCD

芥菜型油菜细胞质雄性不育(CMS)系WJS01A是一种稳定不育系,其败育彻底,不受环境条件的影响。该研究从形态、细胞特征、遗传和分子生物学等方面对WJS01A进行鉴定,以揭示其败育机制,为该不育系在油菜育种中的应用提供理论基础。结果表明:(1)不育系WJS01A的花序结构与正常芥菜型油菜差异不大,但在花蕾饱满度、花朵张开度及花瓣长度和宽度方面略低于正常的芥菜型油菜;它的雌蕊发育正常,但花药、花丝缩短,致使雄蕊高度显著低于柱头,花药白化无花粉产生。(2)将WJS01A衍生的甘蓝型油菜背景不育系WNJ01A以及Polima(Pol)、Ogura(Ogu)和Kosena(Kos)不育系分别与其恢复系或保持系测交,结果显示来源于WJS01A的不育类型与Pol、Ogu和Kos等材料的恢保关系明显不同,仅Hui01可以恢复WNJ01A的育性。(3)不育系WJS01A属于无花粉囊型不育,败育时期为花药原基到孢原细胞时期。(4)线粒体不育基因多重PCR可以明显区分WJS01A、WNJ01A与Pol、Ogu、Kos,但是目前的引物组合不能区分WJS01A与正常的芥菜型油菜。(5)线粒体基因组的限制性片段长度多态性(RFLP)分析表明,在所检测的8个探针/酶组合中均可以将不育系WJS01A与其他4种细胞质雄性不育系区分开,说明WJS01A是一种显著不同于Pol、Ogu和Kos等的细胞质雄性不育类型。WJS01A的利用可以丰富和拓宽当前油菜杂种优势利用的遗传基础,为缓解当前油菜杂种优势利用中不育胞质单一性问题提供新的种质。     

一个辣椒功能性雄性不育系的花器形态及遗传研究

本文报道了一个新型辣椒功能性雄性不育系的花器形态和遗传规律。研究表明,新发现的辣椒雄性不育花冠退化,大部分雄蕊萎缩、没有花丝、具发育不完整的花药;虽然花内1～2枚发育正常的雄蕊有少量可育花粉,但由于花萼畸长紧闭,不能开花。雌蕊发育正常,人工辅助自花或异花杂交可正常结果并产生种子。遗传杂交分析表明,该功能性雄性不育遗传上受一对隐性核基因控制,用基因符号fms表示。 Abstract: The floral organ morphology and inheritance of a new functional male sterile line 235A in Capsicum annuum L.were investgated.The corolla of the 235A degenerated and most of its shrivelling stamen had incompletely developed anther and stigma.A few fertile pollens in one or two completly developed stamen were not emerged because anthers were closed by much longer calyx.Completly developed pistil could produred fruits and seeds by man-pilinations.Inheritant analysis showed that the new functienal male steriliy in pepper was controled by a signal nuclear recessive gene.The gene symbol fms were assigned to this character.     

平基槭花性别分化的细胞形态学观察

平基槭为杂性花,雄花与两性花同株,本文对其花性别分化过程进行了细胞形态学观察。结果发现,在花性别分化的早期,雄花和两性花的花芽中雌、雄蕊原基均具备,只是在花芽发育到一定时期,雄花的雌蕊原基发生选择性败育,败育发生在大孢子母细胞减数分裂为4个大孢子时期。两性花的雌蕊可以正常膨大结实,雄蕊花药虽然可以形成二核花粉,但不能正常开裂,属于不育雄蕊。初步分析认为,两性花雄蕊花药不能正常开裂与花粉囊壁纤维层木质化程度低有关。     

植物隐性核不育材料姊妹交后代的育性分离模式

植物隐性核不育材料姊妹交后代的育性分离模式王山荭,杨丽,刘秉华（中国农业科学院作物育种栽培研究所北京１０００８１）植物雄性不育是由于遗传、环境或理化因素引起的雄性器官退化、发育不良或花粉败育而不能行使正常生殖功能的现象。细胞核基因控制的雄性不育性,即...     

丹参雄性不育系Sh-B的鉴定与花粉发育过程的解剖学研究

在显微水平上对新发现的丹参雄性不育系Sh-B花药发育过程进行了解剖学观察,并对其花粉活力和结实率进行了鉴定。结果显示:根据花器官及花药的形态、大小以及花丝的长度,可以将Sh-B不育株分为3个不育类型,即Sh-B1、Sh-B2和Sh-B3。这3种不育类型均属于雄性不育,其花丝不到正常可育株的1/2,花药干瘪而瘦小,内无花粉粒或花粉无活力;其根、茎、叶以及种子形态结构与正常可育植株基本相似。产生雄性不育的主要原因有:花粉囊药室内壁纤维层加厚,影响花药壁开裂;小孢子母细胞周围不产生胼胝质或产生的胼胝质很少;绒毡层细胞延迟解体;花粉粒畸形。在其花药发育的小孢子母细胞时期、四分体形成前期、单核期、双核期均可能产生雄性不育的小孢子或花粉粒。     

峨眉拟单性木兰雄性不育的细胞形态学及生理生化特性研究

峨眉拟单性木兰(Parakmeria omeiensis)是木兰科(Magnoliaceae)拟单性木兰属(Parakmeria)的常绿乔木,属于国家Ⅰ级保护的极度濒危植物。为探究峨眉拟单性木兰两性花中雄性败育发生的时期及花药不同发育时期的生理生化特性,以两性花中的不育雄蕊和雄花中的可育雄蕊为材料,利用石蜡切片观察2种雄蕊的花药发育过程,并测定不同发育时期的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的含量,分析过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性。结果表明：(1)不育雄蕊与可育雄蕊在减速分裂时期出现明显差异,不育雄蕊的绒毡层致密、没有发育,四分体未形成,随后解体,花粉囊中无花粉;可育雄蕊的绒毡层和小孢子母细胞发育正常,成熟时花粉囊开裂,花粉粒溢出。(2)不育雄蕊的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量,在减数分裂时期、单核期和花粉成熟期都显著低于可育雄蕊。(3)不育雄蕊POD活性整体呈上升趋势,在减数分裂时期、单核期和花粉成熟期都显著高于可育雄蕊;不育雄蕊CAT活性整体呈下降趋势,显著低于同时期的可育雄蕊。综上认为,两性花中雄性败育发生在减速分裂时期,其败育的主要原因是物质能量代谢降低...