苎麻雄性不育系生化代谢和育性遗传研究

用不同温度和日长处理盆栽材料,测试苎麻雄性不育系的温光反应;于雌雄性器官发育期取盆栽植株顶部展开叶往下数第7叶,分析不育系的生化代谢;根据杂交及自交后代育性分离情况,鉴定不育系的不育性遗传方式。结果如下：高温加速营养生长,而短日促进生殖生长,短日高温明显加快不育系的发育进度,但高温的促进作用随日长增加而减弱,以至消失。不育系的叶片粗蛋白质、氨基酸含量比可育系减少,尤其是天门冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和精氨酸减少明显,但游离脯氨酸含量增加。这些物质代谢的变化,可能是导致苎麻雄性不育的原因。不育系GS14—1、SS370、GSA-2、GS15—8和SS387等的不育性遗传与1对相对性状的遗传方式相符,已找到不育系的保持系和恢复系。     

苎麻雄性不育材料的生理生化特性初探

在苎麻(Boehmeria nivea(L.) Gaud)雌雄性器官发育期取功能叶,现蕾后取幼蕾(直径小于0.4mm)、中蕾(直径0.4-1.2mm)、大蕾(直径大于2.0mm),比较分析苎麻雄性不育材料C26、C4与可育材料B8、B16的可溶性糖含量、淀粉含量、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量以及过氧化物酶(POD)活性的差异。结果表明,不育材料在各时期的花蕾中可溶性糖含量都高于可育材料的,以大蕾最为明显,C26比B8高0.58%,C4比B16高0.83%;淀粉和游离脯氨酸含量从中蕾期开始,不育材料明显低于可育材料,到大蕾期差异最大(淀粉含量B8/C26为1.81,B16/C4为1.46;游离脯氨酸含量B8是C26的7.35倍,B16为C4的3.94倍);在相同花蕾期,可育材料的POD活性略高于不育材料。可溶性蛋白质含量在可育材料和不育材料中无明显规律性。这些物质的代谢可能是导致苎麻雄性不育的原因。     

成花光敏感的雌雄性不育苎麻活性氧代谢研究

为研究成花光敏感雌雄不育苎麻(Floral initiation photo-sensitive male and female sertile ramie,SMSFS)的败育与活性氧代谢的关系,对SMSFS及其回复突变株SMSFS(R)花器官的活性氧(ROS)清除酶活性和丙二醛(MDA)含量测定．结果表明：SMSFS蕾的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显高于可育株SMSFS(R),而膜脂过氧化产物MDA的含量低于SMSFS(R);与蕾期相比,败育期SMSFS雌雄花除POD活性有所上升,而SOD和CAT活性则显著下降,MDA含量升高并高于开花期可育株．可见活性氧代谢的失衡引起了的膜脂过氧化,与SMSFS雌雄性败育明显相关．     

高粱3197A雄性不育系热激处理后代的可育性遗传

对高梁细胞质雄性不育系3197A经热激处理后获得的可育结实后代进行了连续多代自交及回交观察,结果表明,由热激诱导的可育性变化不能稳定遗传。从H2代开始,其可育率逐代降低。到H5代,分离出的可育株数仅占观察植株总数的1．9％。H5代可育株与不育株花药总RNA与HSP70热激蛋白基因探针Northern杂交结果表明,H3A可育株均能与HSP70基因探针杂交,显示较强的杂交信号。而其不育株,有的完全不能与HSP70基因探针杂交,有的显示微弱的杂交信号。说明3197A雄性不育系热激可育后代的遗传稳定性与HSP70基因的转录状况有关。     

棉花洞A型核雄性不育系花药败育过程中的生化变化

研究了陆地棉洞A型核雄性不育系(抗A1,MA)不育和可育花药不同发育时期可溶性碳水化合物、游离氨基酸和IAA、GA3、ABA含量的动态变化。结果表明,不育花药中可溶性糖含量偏高,缺乏淀粉积累;有4种游离氨基酸含量在可育与不育花药问存在显著差异,其中不育花药天门冬氨酸含量偏高,这可能是其败育的原因之一,而脯氨酸、精氨酸、苯丙氨酸含量异常,则是不育花药败育的结果;在花药主要败育时期之前,不育花药中ABA含量极显著偏高,IAA、GA3含量极显著偏低。不育花药中IAA、GA3、ABA含量变化与洞A型核雄性不育系花药败育密切相关。     

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。     

小麦K,V型胸质雄性不育育性恢复的细胞学研究

以Ｋ、Ｖ型１Ｂ／１Ｒ不育系分别和四个非１Ｂ／１Ｒ恢复系杂交,观察了异质杂种小麦的花粉母细胞减数分裂。以Ｔ型细胞质和普通小麦胞质作比较,研究了Ｋ、Ｖ型异源细胞质对１Ｂ·１Ｂ／１Ｒ杂合核型染色体配对的影响。实验结果表明,Ｋ、Ｖ胞质背景下,育性恢复度与１Ｂ·１Ｂ／１Ｒ杂合核型染色体配对行为不直接相关。减数分裂中期Ｉ、Ｋ、Ｖ、Ｔ型异源细胞质对杂合核型染色体配对的影响随父本遗传背影不同而异。后期Ｉ,三类异质     

粘型小麦雄性不育系减数分裂特征及育性恢复研究

调查了粘型1B／1R和非1B／1R小麦雄性不育系,保持系及其F2的花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ染色体联会情况、后期Ⅰ出现落后染色体的细胞频率以及末期Ⅱ含有微核的四分体的频率,结果表明：（1）粘果山羊细胞质对1B／1R型不育系减数分裂染色体配对水平具有特异性降低作用;（2）粘型1B／1R不育系减数分裂中期Ⅰ出现单价体细胞频率与后期Ⅰ出现落后染色体细胞的频率呈正相关,也与含微核的四分体频率呈正相关,而对应保持系则没有相关性;（3）粘果山羊草细胞质对非1B／1R不育系减数分裂过程影响不大,5个1B／1R不育系减数分裂过程中,3个时期染色体行为变异率的差异是特定的1B／1R核型与粘果山羊草细胞质互作的结果;（4）粘型1B／1R不育系杂交R2单株减数分裂3个时期染色体行为变异率与其恢复度成反比,这类不育系减数分裂中染色体行为不同步是其恢复不高且变异较大的一重要原因。     

主要农作物细胞质雄性不育系育性恢复基因研究进展

提升作物产量、抗逆性和品质的主要手段之一是利用杂种优势,其中细胞质雄性不育/恢复(CMS/Rf)系统是应用最广的雄性不育系统。研究细胞质雄性不育系育性恢复机理是"三系"法选育的重要分子遗传学基础。目前,各个作物已经创制了不同类型的不育系。随着分子技术、基因组学和测序技术的深入,大量育性恢复基因已被定位,且部分已被克隆和功能鉴定。针对主要作物中恢复基因的遗传模式,分子标记定位、克隆及CMS/Rf系统在杂交育种中的应用进行了系统总结。希望本文能为今后恢复系分子标记辅助选育,或利用转基因、基因编辑手段创制新恢复系提供思路。     

光照强度对温光敏细胞核雄性不育小麦育性的影响

以具有低温不育、高温可育特性的温光敏细胞核雄性不育小麦C412S和C404S为材料,以其回交转育亲本、育性正常的C412和C404为对照,用人工气候箱研究了光照强度对温光敏细胞核雄性不育小麦育性表达的影响。结果表明,在低温条件下(日温8℃/夜温6℃),C412S和C404S在不同光照强度(160μmol/m2.s和300μmol/m.2s)下自交结实率都为0,表现为完全不育。在较高温度条件下(日温18℃/夜温14℃),从花粉母细胞形成期到开花期的光照处理,C412S在160μmol/m.2s弱光照下的自交结实率仅为5.4%,表现为高不育,在300μmol/m2.s较强光照下的自交结实率高达65.0%,表现为高度可育;而另一不育系C404S在2种光照强度下的自交结实率分别为69.9%和73.2%,都达到了高度可育水平。表明光照强度对温光敏细胞核雄性不育小麦的雄性育性表达具有重要影响,但不同材料对光照强度的响应程度有所差异。     

苎麻细胞质雄性不育“三系”ISSR 特异片段克隆和序列分析

利用ISSR 分子标记技术对苎麻细胞质雄性不育“三系”mtDNA 进行多态性分析; 在选用的38 个ISSR引物中, 有6 个引物的扩增产物在不育系、保持系和恢复系之间存在差异。对这些特异性片段进行克隆和序列测定, 结果表明: 片段21-MS 全长956 bp , 包含一个525 bp 的完整编码区, 共编码174 个氨基酸。片段31-M􊄯R 全长778 bp , 包含一个404 bp 的不完整编码区, 共编码134 个氨基酸; 其核苷酸和氨基酸序列与已报道的多种植物中的番茄红素β-环化酶基因分别存在71%～76%和73%～77%的同源性。     

苎麻细胞质雄性不育"三系"ISSR特异片段克隆和序列分析

利用ISSR分子标记技术对苎麻细胞质雄性不育"三系"mtDNA进行多态性分析;在选用的38个IS-SR引物中,有6个引物的扩增产物在不育系、保持系和恢复系之间存在差异。对这些特异性片段进行克隆和序列测定,结果表明:片段21-MS全长956bp,包含一个525bp的完整编码区,共编码174个氨基酸。片段31-M/R全长778bp,包含一个404bp的不完整编码区,共编码134个氨基酸;其核苷酸和氨基酸序列与已报道的多种植物中的番茄红素β-环化酶基因分别存在71～76和73～77的同源性。     

水稻雄性不育突变体D63的育性基因遗传分析与精细定位

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理籼稻品种冈46B获得雄性不育突变体D63,并对该突变体进行表型鉴定、遗传分析和基因定位。结果显示D63突变体花药瘦小呈乳白色,花药内完全无花粉粒,属于无花粉型雄性不育。与野生型亲本冈46B相比,D63突变体成熟期株高降低了13.7%,穗伸出度减少了266.7%,自交结实率为0,其他农艺性状无显著差异。遗传分析表明该不育性状受1对隐性核基因控制,该突变基因定位于第2号染色体长臂靠近着丝粒区域In Del标记J2和J4之间,与J2和J4的遗传距离分别为0.2 c M和0.1 c M,该定位区间的物理距离为105.8 kb。候选基因分析结果表明,D63突变体在编码分泌性成束糖蛋白基因LOC_Os02g28970编码区第1580位碱基A突变为C,使编码蛋白的氨基酸序列第527位组氨酸(His)突变为脯氨酸(Pro)。D63突变体与已报道的mtr1突变体表型上不同之处主要是后者花药含有败育花粉粒,二者表型上的差异可能是由于LOC_Os02g28970基因序列突变位点不同,以及它们分别属于籼、粳亚种2个不同遗传背景所致。     

Amino acids in anthers of Milo and in cytoplasmic genetic male sterile sorghums (Sorghum bicolor L. Moench) of Indian origin

Summary Amino acid composition of proteins from anthers of milo and Indian origin male steriles were determined. Comparison of amino acid between A and B lines showed lower contents of histidine, threonine, glutamic acid, glycine, leucine and phenylalanine and higher contents of alanine, serine, proline and tyrosine in line A compared to line B. Alanine content in anthers of A lines was more than two fold higher than that in the anthers from B lines. Marked differences in amino acid composition of anthers of A and B lines are suggestive of their involvement in male sterility. Cytoplasmic male steriles of Indian origin M35-1A and M31-2A showed greater similarity but differed from milo, VZM2A and B.     

BT型细胞质雄性不育水稻及其三系的线粒体DNA研究

用RAPD技术对BT型水稻胞质雄性不育系秀A及其保持系秀B、恢复系湘晴以及杂种F1代的线粒体DNA进行了比较分析。结果表明不育系与其保持系间存在显著差异;不育系与其F1之间mtDNA也存在差异。在引物OPJ－08的扩增产物中,秀A扩增出一条分子量为800bp的多态性片段,在引物OPK－10的扩增产物中,杂种F1扩增出一条分子量为900bp的片段。把这两片段回收、克隆并制备探针,OPJ－08800的Southern杂交结果显示不育系与其F1杂交图谱存在多态性;OPK－10900的Suthern杂交结果显示不育系与其保持系同存在差异。推测这两片段与育性可能有一定的联系。     

辣椒胞质雄性不育系和保持系内源激素含量的比较

以2个辣椒品系(199807、199803)的胞质雄性不育系和相应保持系为实验材料,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定IAA、(Z ZR)、GA3和ABA等内源激素含量,用气相色谱分析仪测定乙烯(ETH)释放量,对辣椒胞质雄性不育系和相应保持系内源激素含量变化规律进行研究.实验结果表明:在四分小孢子之前,花药中的IAA含量不育系显著高于保持系,在四分小孢子时期花药和花蕾中的IAA含量出现转折,到花粉粒成熟期的花蕾和花药以及开花期叶片中的IAA含量均是不育系显著低于保持系;小孢子各发育时期花药以及花期叶片中GA3含量均是不育系高于保持系,但花粉粒成熟期化蕾中GA3含量为不育系低于保持系;小孢子不同发育时期的花药以及花期叶片中ABA含量始终足不育系显著高于保持系,而花粉粒成熟期花蕾中ABA含量不育系与保持系没有显著差异;花粉粒成熟期的花蕾和花期叶片中ETH释放量表现为不育系显著高于保持系.同时,花粉粒成熟期的花蕾、花药和叶片中IAA/ABA、(Z ZR)/ABA、GA3/ABA、IAA/GA3、(Z ZR)/GA3等5个激素的比值均有不育系低于保持系的趋势.本实验结果说明辣椒的育性表现与花器和叶片等组织中内源激素的含量变化有关,花药和花期叶片中IAA亏缺、GA3和ABA增加以及化蕾和叶片中ETH过度产生,都有可能导致辣椒雄性不育.     

Proteomic approach for investigation of cytoplasmic male sterility (CMS) in Brassica

The alloplasmic ‘Tournefortii’ CMS system fromB. napus was chosen for a comprehensive investigation of the protein content of the mitochondrial compartment in male sterile and fertile near isogenic lines. As proteins involved in the male sterile phenotype may be expressed in a tissue-specific manner, mitochondrial preparations were made from different tissues and checked for the purity of the organelles with a new and highly sensitive method (BN-PAGE). InBrassica, only mitochondrial preparations from 4-5-day-old seedlings and from flower buds were found to be sufficiently pure. High resolution, two-dimensional gel electrophoresis of total protein from anthers and from mitochondrial protein of male sterile and fertile seedlings of near isogenic lines revealed distinct differences in the protein patterns. Several explanations for the occurrence of these differences, which may be the starting point for a detailed molecular analysis and a better understanding of the CMS syndrome, are discussed.     

甜椒胞质雄性不育雄配子发育的解剖学和超微结构研究

运用石蜡切片和电子显微镜超薄切片方法观察了甜椒(Capsicum annuum L．)细胞质雄性不育系8A和保持系8B雄配子发育过程。结果表明：不育系和保持系都能正常进行减数分裂,绒毡层细胞无明显差异,形成了正常的四分孢子。在四分体单核居中期后,不育系的绒毡层细胞异常膨大并伸进药室,挤压花粉粒,同时绒毡层细胞提前降解,不育系单核晚期花粉粒开始崩出内含物。致使不育系的雄配子在双核花粉粒形成之前就完全裂解,不能发育成正常的花粉粒。此外,超薄切片还观察到不育系花粉粒在单核早期绒毡层细胞线粒体空泡化,这种变化表明雄性不育的遗传缺陷包括在花药发育早期发生的线粒体结构变化。     

Effect of sulfur-containing agrochemicals on growth,yield, and protein content of soybeans (Glycine max (L.) Merr)

In this study, effect of different forms of sulfur-containing agrochemicals on growth, yield, and protein content of soybean grains have been evaluated. Three forms were used, such as powdery, solute, and pasty, in which elemental sulfur is contained in a nanostructured state. Plants treated with powdered and solute sulfur-containing agrochemicals had the highest growth and grain yield values, and the effect of applying pasty sulfur-containing agrochemicals did not differ from the control, in which there was low yield on all variants. The use of powdered and solute sulfur-containing agrochemicals increased all protein fractions in soybeans. The results show that the use of powdered and solute sulfur-containing agrochemicals is necessary to boost the yield of soy and increase the supply of proteins in the grains. A key factor in the availability of sulfur for soybean plants is the conversion of sulfur to a nanodisperse state. This study provides relevant information about sulfur-containing agrochemicals, which can promote higher seed yields and increase the content of protein in soybeans.