同工酶与玉米杂种优势研究V．亲本系同工酶“酶谱纯度”与杂种优势的关系

已有许多关于植物同工酶与产量优势的关 系以及用此方法预测杂种优势的研究报道〔,一”, 近来又有人根据同工酶频率的变化研究轮回选 择对玉米籽粒产量的影响(610我们在同工酶与 玉米杂种优势研究中,观察到有些玉米品种自 交系内不同单株之间虽然已经达到了育种学的 纯度,但酶谱仍有显著不同,这种差异我们称为 “酶谱纯度”不纯。这种“酶谱纯度”不纯的现 象,在玉米及其近缘属中是普遍存在的,即使在 自交系中也有14.7％的系内株间有“酶谱纯度” 不纯的现象［[21。为了探讨自交系内“酶谱纯度” 不纯对杂种优势强弱的影响,我们于1979- 1983年进行了本项研究。     

同工酶与玉米杂种优势研究 Ⅴ.亲本系同工酶“酶谱纯度”与杂种优势的关系

已有许多关于植物同工酶与产量优势的关系以及用此方法预测杂种优势的研究报道,近来又有人根据同工酶频率的变化研究轮回选择对玉米籽粒产量的影响。我们在同工酶与玉米杂种优势研究中,观察到有些玉米品种自交系内不同单株之间虽然已经达到了育种学的纯度,但酶谱仍有显著不同,这种差异我们称为“酶谱纯度”不纯。这种“酶谱纯度”不纯的现     

棉花ms5ms6雄性不育两用系发育过程中POD同工酶分析

为了在生长发育前期简便快速地区分棉花雄性不育A、B两用系的不育株和可育株,采用同工酶分析方法,对POD同工酶进行研究。结果表明,不同器官之间POD同工酶带数及其带的强度存在差异,其中花药的酶带最多、带的强度最高;子房的酶带最少,带的强度最低。同一器官不同发育时期POD同工酶也存在差异,其中在花药发育时期POD同工酶带数及其带的强度差异明显,尤其在单核期和二核期两种不同叶型的两用系A比B分别减少1或2条带。因此,在开花之前根据花药POD同工酶的差异,易于区分A、B两用系中的不育株和可育株。     

油松雌性不育系的POD同工酶和蛋白质多肽分析

用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析了油松雌性不育系和可育系雌配子体发育关键时期的POD和蛋白质多肽的变化。结果表明不育系POD同工酶在雌配子体处于几十个游离核时期活性较高,在雌配子体游离核停止分裂期活性降低,雌配子明显败育的后期,该酶的活性又有所增强。不育系的POD同工酶谱与可育系存在差异,出现了Rf值分别为0.39、0.77两条特异谱带,Rf为0.77的谱带不仅稳定而且表达量很高,Rf值为0.56的谱带表达量明显低于可育株。蛋白质多肽的分析结果表明不育系中存在分子量为18．7kD的特异蛋白质多肽,分子量为38．3kD的蛋白质多肽表达量明显低于可育系。     

普通小麦T型和V型雄性不育系同工酶的比较研究

对不同发育时期花药的COD和POD同工酶电泳分析表明,T型不育系与其保持系、V型不育系与可育株以及两不育类型之间在COD同工酶图谱和酶活性方面的差异主要表现在单核期;而POD同工酶的差异则是在单核早期。     

甘蓝型油菜雄性不育系160S育性转换与利用

以甘蓝型油菜雄性不育系160S为试验材料,分别在自然栽种和人工控温条件下对其花器官形态变化、花粉育性转换和杂种优势等进行了初步研究,以探讨植物温敏雄性不育的发生机制。结果表明:环境温度对160S的花器官形态及育性转换具有明显的作用,高温可使花瓣变小,雄蕊退化,花粉活力、角粒数与自交有效结角率降低,表现为低温可育、高温不育,育性变化趋势表现为完全可育-半不育-彻底败育。160S恢复源广泛,且具有较好的配合力和杂种优势,为利用两系法生产油菜杂交种提供了一个较好的途径。     

玉米温光敏雄性不育系的选育策略

为了选育新类型玉米雄性核不育系,提出了为玉米核不育性添加温光敏感性的设想和选择与鉴定相结合的策略．同时应用分期播种的方法为作物提供不同的生长和发育的环境条件,以鉴定玉米雄穗的育性变化和对不同环境条件温光的反应。研究结果表明．春播环境下可鉴定和选择玉米的不育性,夏播环境下可鉴定和选择其温光敏感性。针对玉米核不育性难以找到保持系的特性,结合两种播期选择两种性状。但春播环境下选择的不育性群体难以通过选择单株来保持其不育性,为记录性群体选择。通过从春播入选的杂合不育性优良株系群体转移到其对应的夏播温光敏感性入选的同一优良群体中进行优良单株选择．能逐渐使不育性和温光敏感性相结合而选育出纯合温光敏不育系。这种新的选择程序主要包括应用分期播种法、记录性选择法和春夏两季交叉式选择法,使含有不育基因的可育株系逐步累积不育基因并增加了温光敏感性而育成玉米温光敏不育系。     

热激处理与水稻雄性不育系育性转变关系的初步研究

本实验对水稻雄性不育系珍汕97A及其保持系在幼苗(2叶或3叶)和孕穗期(抽穗前8天)分别进行一次热激处理,并比较了其同工酶组成、花粉育性以及自交结实性的变化。同工酶分析结果表明,热激处理能使不育系与保持系花药的POX和Est的表达发生不同的改变,导致两系在这两种同工酶组成上的原有差异缩小;育性观察结果显示,在正常温度条件下,热激处理对珍汕97A的育性表达几乎无影响,而在有高温作用(穗分化发育阶段的日平均温度高于30℃)的条件下,3叶期幼苗往后的热激处理似乎能不同程度地提高珍汕97A的育性稳定性。简要讨论了热激处理与不育系育性转变间的关系。     

在杂交作物分子育种中利用普通核雄性不育的几个可能途径

由一对隐性基因控制的普通核雄性不育性遗传方式能够满足对植物最佳雄性不育系选育的要求,是水稻等作物杂种优势利用的极好遗传工具。如果能解决其不育系繁殖问题,将优于现有的其他杂种优势利用方式。克隆出普通核雄性不育性的可育基因,通过叶绿体转化,将核雄性不育性可育基因向普通核雄性不育株细胞质转移,创造普通核雄性不育株的保持系;通过种子成熟后表达的启动子;和以位点特异性重组技术为基础的基因开关以及化学诱导启动子的利用,都可能繁殖出100%不育株率的普通核雄性不育系,创造普通核雄性不育性利用的新途径,对植物杂种优势利用产业有十分重要的意义。     

水稻杂种一代与亲本幼苗基因表达差异的分析

杂种优势是一种普遍存在的生物学现象,其形成的原因十分复杂。本世纪初,Bruce和Shull相继提出的杂种优势形成的显性互补假设和超亲优势假设至今仍作为一种理论模型而缺乏实验证实。水稻杂种优势的利用自70年代三系配套技术建立得到了广泛的应用,但水稻杂种优势形成的遗传学基础目前还知之甚少。在水稻杂种优势形成机理研究中,分别从生理生化代谢、同工酶分析、DNA限制性片段多态性和DNA含量差异进行了分析,但杂种优势形成的分子机理仍未得到阐明。杂种优势的形成是与异质化相关的过程,它涉及到两个遗传背景不同的体系的相互作用。因此,在相互作用过程中,亲本基因的表达与调控就决定了杂种一代的基因表达类型和特性。因此,我们从分析基因表达与调控入手,运用mRNA差异展示技术分析了玉米杂种一代与亲本基因表达的差异,揭示了不少有意义的现象。本研究以水稻籼型杂交组合(汕优63:珍汕97A×明恢63)为材料,探讨水稻杂种一代与亲本基因表达的差异,揭示了杂种优势形成过程中的一些重要现象。     

离体培养的玉米花药及花粉植株后代过氧化物酶同工酶的分析

近年来,同工酶技术在生物学研究中已得 到广泛的重视与应用^[8,9,11,12]。一些研究表明, 同工酶可以用于预测杂种优势^[3,4]、筛选抗病品 种^[2]鉴定远缘杂交种和花药培养获得的花粉 植株^[10]。我们对玉米不同材料、未培养与培养 的花药以及花粉植株后代的过氧化物酶同工酶 的表现进行了研究,以便探明过氧化物酶同工 酶在不同材料上的差异;在培养过程中酶的变 化以及与花粉植株后代的遗传学表现之间的关 系。本文将报道上述实验结果。     

大麦核质互作型雄性不育系花粉败育过程的细胞学研究(简报)

雄性不育系在作物的杂种优势利用中具有重要的价值。研究其花粉败育过程有利于了解败育机理,并为化学杀雄和化学保雄提供理论     

离体培养的玉米花药及花粉植株后代过氧化物酶同工酶的分析

近年来,同工酶技术在生物学研究中已得到广泛的重视与应用。一些研究表明,同工酶可以用于预测杂种优势、筛选抗病品种、鉴定远缘杂交种和花药培养获得的花粉植株。我们对玉米不同材料、未培养与培养的花药以及花粉植株后代的过氧化物酶同工酶的表现进行了研究,以便探明过氧化物酶同工酶在不同材料上的差异:在培养过程中酶的变化以及与花粉植株后代的遗传学表现之间的关系。本文将报道上述实验结果。     

高粱的杂种优势与同工酶

Schwarcz 在玉米胚乳中发现有酯酶同工酶的“杂种酶带”;chiang Pai 等在栽培稻和野生稻的杂种第一代中,也发现有过氧化物酶的“杂种酶带”;Beckman 在授粉后16天的玉米胚乳中发现有亮氨酰肽酶同工酶的“互补酶带”;Gupta 在水稻胚乳中发现酯酶同工酶与粒重优势有关。李继耕发现玉米胚乳中有与杂种优势有关的四种过氧化物酶酶谱类型。本试验的目的是研究高梁杂种同工酶酶谱型与产量优势的关系。     

玉米细胞质雄性不育及其育性恢复基因的研究进展

玉米是杂种优势利用最成功的作物之一,采用细胞质雄性不育(CMS)进行玉米杂交种生产已成为杂种优势利用的有力工具。CMS是由于细胞质和细胞核的基因表达产物的不协调而产生的不育性,可被核基因组中的恢复基因恢复。根据育性恢复专效性,玉米CMS材料主要分为T、C和S三种类型。综述了这三种类型不育及其恢复基因的研究进展,分析了在不育化制种中的应用情况。     

雄性不育高粱四种酶在热激过程中的反应

热激时,雄性不育高梁中4种酶的同工酶的变化以细胞色素氧化酶最大,酸性磷酸酯酶次之,淀粉酶第三,酯酶最小,说明不同酶对热激的反应不同,故与育性的关系也有差异。苗期与穗期同工酶谱互不对应,表明酶随发育而改变。不育系的细胞色素氧化酶酶带C5,C8随温度上升而减弱,达40℃时与可育的保持系相似,此现象与不育系的雄蕊在40℃时呈现可育态同时发生,说明此酶带与育性相关。     

植物细胞质雄性不育系育种的反向核置换技术分析

通过不育细胞质为选择背景,在田间事先鉴定出杂种后代的优异完全不育株,用花药培养或诱导孤雌生殖使其纯合,测定其配合力,可以筛选到优良的目标不育系。以下3种方法则可能通过目标不育系而获得其同型保持系：一是通过体细胞变异(花药培养)产生;二是在不育系孕穗期高温或低温处理使其转换成可育,选择仍具有不育保持能力的作为保持系,或作为轮回亲本,将其细胞核换到可育细胞质中;三是用原生质体融合的方式向不育系导入已杀死细胞核的可育细胞质而获得配套保持系。它可以使杂种优势利用变得有预见性,可能提高现有杂种优势水平。在创造雄性不育新质源,排除微效可育基因,进行不育系的定向改造,选育高配合力不育系,以及加速育种进程等方面具有重要价值。     

在杂交作物分子育种中利用普通核雄性不育的几个可能途径

由一对隐性基因控制的普通核雄性不育性遗传方式能够满足对植物最佳雄性不育系选育的要求,是水稻等作物杂种优势利用的极好遗传工具。如果能解决其不育系繁殖问题,将优于现有的其他杂种优势利用方式。克隆出普通核雄性不育性的可育基因,通过叶绿体转化,将核雄性不育性可育基因向普通核雄性不育株细胞质转移,创造普通核雄性不育株的保持系;通过种子成熟后表达的启动子;和以位点特异性重组技术为基础的基因开关以及化学诱导启动子的利用,都可能繁殖出100％不育株率的普通核雄性不育系,创造普通核雄性不育性利用的新途径,对植物杂种优势利用产业有十分重要的意义。     

水稻不育花药中H_2O_2的积累与膜脂过氧化的加剧

水稻7017、二九矮细胞质雄性不育系及其保持系花药的POD,CAT和SOD活性研究的结果表明,单核早期时不育及可育花药的酶活性差异不明显,单核晚期、二核及三核期的不育花药显著低于可育花药。在不育花药中缺少两条Cu-Zn SOD同工酶带,而且O_2~ 产生效率为可育的4.1～5.5倍,并有H_2O_2和MDA的积累。不育花药中H_2O_2的积累和膜脂过氧化的加剧可能与花粉败育有关。     

光敏核不育水稻育性转换的光温生态

光敏核不育水稻的花粉育性,可依种植地区与种植季节而变化。同一品系既可用作不育系而制杂交稻种子,又可自交繁殖而省去保持系。为水稻杂种优势利用改“三系法”为“二系法”开辟了新途径。光敏核不育材料育性可转换是该材料的宝贵之处。同时,这种可转换特性,特别是温度参预育性转换的调控引起的育性波动,给生产利用带来了一定困难。这种困难同其他科学研究中所遇到的困难一样,有待于进一步研究,加以