光敏核不育水稻短日照植株的雄性器官和育性异常

采用形态学方法比较观察了 10个水稻 (OryzasatavaL .)雄性核不育系的雄性器官的发育状况 :1)雄性核不育系短日照植株的自交结实率和花粉可育度均显著低于对照 ;2 )程度不同地存在花药开裂和散粉障碍 ,有多寡不等的柱头无任何花粉附着 ,且附着在不育系柱头上的花粉萌发力弱 ;3)胚囊发育状况及异交结实率均未见异常。说明光敏核不育水稻短日照植株自交结实率低下乃因雄性核不育基因表达所致。     

提高光敏感雄性不育水稻花粉单倍体育种效率及不育花粉植株育性转换特点的研究

比较了(光敏s/正常品种)F_1及F_2为供体亲本,对在花药培养时所获得的花粉植株中不育个体/全部花粉植株之比例的影响。结果表明,以F_1为供体亲本,在所获得的二倍体花粉植株(A_1)中,不育株(长日下)约占20%左右;而从F_2分离的不育株为供体亲本,相应的比例为90%左右。对获得不育的花粉植株而言,供体亲本经过F_2的选择,在花粉一代中可以提高育种效率3—4倍。指出,以培育光敏感雄性不育系为目的的花药培养,与一般育种之花药培养采用杂种F_1为供体亲本不同,不仅应对杂种F_2代在长日照条件下进行不育株的选择,而且应在短日照下对这种不育株作育性转换的双重选择。以这种个体作为花药培养的供体亲本,可以大大提高育种效率。 在长日照下表现不育的花粉植株的育性转换具多样性。来自同一组合的不育花粉植株在晚造(短日照)条件下,其花粉有的染色,频率高且稳定;有的虽然可变为染色,但频率不高或不稳定或二者兼有;有些却一直不为Ⅰ-KⅠ染色,或即使染色频率也在10%以下。这一结果与收集全国各地15个光敏核不育系在本昕同期种值条件下的反应十分吻合。这说明通过花药培养,从特定的组合培育出所需要的光敏/光温互作或温敏型的核不育系的可能性是存在的。     

水稻两用核不育系培矮64S花药培养条件的研究

研究了水稻培矮６４Ｓ花药培养的几个条件,认为低温预处理天数以７～８ｄ为宜,诱导愈伤组织的培养基宜采用Ｎ６或ＳＫ３．     

RAPD在水稻温敏核不育研究的应用

ＲＡＰＤ是新发展起来的一种分子标记技术,近来得到广泛应用,我们对这种技术的实验程序进行了研究,摸索出了ＲＡＰＤ反应的适宜条件,并在不影响扩增结果的前提下,缩短反应时间,提高了仪器的利用率,有利于大量样品的分析,进而用这种技术对温敏核核不育水稻安农Ｓ－１及其原始株进行分析,在２００个引物中发现了１个引物在２种材料中扩增带型有差异,并初步认为此差异与不育相关。     

航天与60 Co-γ射线辐射诱变对光温敏核不育水稻M1代农艺性状的影响研究

研究航天搭载、~(60)Co-γ射线及其复合处理光温敏核不育水稻干种子M_1代的发芽率、幼苗生长、植株生长发育及其农艺性状变化.结果表明,对M_1代的生物学效应(抑制或刺激),因不同性状和不同的处理方式而不同;两种光温敏核不育水稻在当代对三种不同诱变处理的辐射敏感性表现一致,而两种光温敏核不育水稻各自对三种不同诱变处理的敏感性不一致.     

光敏核不育水稻等位突变系的AFLP分析

通过对NK58S和NK58F这一对光敏核不育水稻等位突变系的AFLP分析,比较了AFLP,RAPD及RFLP检测DNA多态性的相对效率。结果表明,这三种分子标记的DNA多态性检出效率依次为AFLP>RAPD>RFLP;找出了水稻AFLP分析的最适反应条件;通过AFLP和集群混合分析(Bulked segregating analysis,BSA),筛选出了一批与水稻光敏核不育(PGMS)基因连锁的多态性AFLP产物,已完成了对4个多态性AFLP产物的克隆,Southern杂交证明其中2个为单拷贝顺序,另外2个为低拷贝顺序。对上述三种分子标记各自的优缺点及它们在DNA多态性检测中的适用之处进行了分析探讨。     

萍乡显性核不育水稻育性相关基因的定位和遗传分析

萍乡显性核不育水稻(Pingxiang Dominant Genic Male Sterile Rice,PDGMSR)是在水稻中首次发现的显性核不育材料,其育性由两对显性基因互作控制,一对是萍乡显性核不育基因Ms-p,另一对是显性上位恢复基因(dominant epistatic fertility restorer gene,Rfe)。两者共同存在时显性上位恢复基因能抑制不育基因的表达,从而使育性表现可育。本实验用一个对萍乡显性核不育水稻有恢复能力的水稻品种E823与萍乡显性核不育水稻配制杂交组合,将(萍乡核不育水稻/E823)F2作为定位群体,根据F3株系的育性分离,选择育性分离株系对应F2单株(基因型为Ms-pMs-pRefrfe和Ms-pms-pRferfe)构建可育池,用对应F2株系中的不育单株(基因型为Ms-pMs-prferfe或Ms-pms-prferfe)构建不育池,将显性上位恢复基因Rfe定位在水稻10染色体RM311和RM3152一侧,遗传距离分别为7.9cM和3.6cM。根据已有的Ms-p的定位结果,合成10染色体部分微卫星引物,对不育单株进行分析,发现RM171和RM6745位于Ms-p的两侧,距离分别为0.3cM和3.0cM。根据10染色体的测序结果,将Ms-p界定在约730kb的范围内,并构建了Ms-p的电子重叠群。植物显性核不育的育性恢复机理存在“复等位基因”和“显性上位互作”两种假说,贺浩华等用经典的遗传学方法证明了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。理论上认为,确定其遗传机理最为有效的方法是基因定位,如果不育基因和恢复基因位于同一位点,则其遗传机理属于“复等位基因”,否则为“显性上位互作”。本实验将不育基因和恢复基因定位在水稻10染色体不同的位点,用基因定位的方法证实了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。     

上位性对光敏核不育水稻不育性不稳定性的影响

以来源于农垦５８Ｓ的籼型光敏核不育水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｗａ Ｌ．）培矮６４Ｓ（长日低温下不育性稳定）和８９０２Ｓ（长日低温下不育性不稳定）及其人Ｆ１、Ｆ２群体为材料,通过长日低温和不同长日生态条件的７种处理,并结合ＲＦＬＰ分子标准记,研究了影响光敏核不育基因的育性不稳定性的遗传及其基因定位和基因互作对其育性不稳定性的影响。结果表明：影响光敏核不育基因的育性不稳定性表现为微效基因的作用,定位了     

上位性对光敏核不育水稻不育性不稳定性的影响

In this study the authors selected two indica photoperiod-sensitive genic male sterile (PSGMS) rice (Oryza sativa L.), Peiai 64S (the sterility is stable) and 8902S (the sterility is instable), and their F1,F2 populations. The genetic basis for sterile stability of PSGMS lines was studied under long-day low-temperature environments and different ecological conditions, and the genes which affected the sterile stability were mapped using RFLP analysis. The major results are as follows: The sterility instability of PSGMS lines was controlled by minor effective genes. The linkage map of Peiai 64S and 8902S has been constructed. According to Mapmaker/QTL program, seven QTLs were identified that influence the sterile stability for PSGMS lines under the long-day condition, such as L2, L3a, L3b, L5, L6, L7 and L10. They were located on the chromosomes 2, 3, 5, 6, 7, and 10 of the rice linkage map, respectively. The interaction was detected under different long-day conditions and affected the sterility stability of PSGMS. The major interactions were between additive and additive and between additive and dominance. The variances explained of epistasis were between 2.04% and 11.94%. The repeatability of the interaction was very high under different long-day conditions. The implications of these findings in hybrid rice development are also discussed.     

Effect of Methylglyoxal- bis (Guanylhydrazone) Treatment on Polyamine Contents of Photosensitive Genic Male Sterile Rice and Its Relationship with Fertility Transformation

Treatments with methylglyoxal-bis (guanylhydrazone) (MGBG) apparently decreased pollen fertility and bagged seed settings of Nongken 58S short day fertile rice plants, without affecting its normal growth. 10 - 4 mol·L- 1 MGBG was the optimum concentration for short day fertile rice plants, whereas MGBG in different concentrations did not function very well when spraying on long day sterile rice plants. The treatment mainly reduced the seed settings of the middle and bottom branches in short days and had little effect on those of the top branches. MGBG treatment resulted in an increase of putrescine content and a reduction of spermidine and spennine; the latter of which could be inferred as one of the causes of sterility.     

光敏核不育水稻农垦58S与其衍生不育系的叶绿体DNA的比较

扩增了光敏核不育系农垦58S及从它衍生出来的5个两用核不育系叶绿体DNA的ORF（open reading frame）100、ORF29-TrnC^GCA、rps16（ribosomal proteins16）基因内含子和TrnT^UGU-TrnL^UAA（tRNA^Thr（UGU）-tRNA^-Leu（UAA）等4个片段,并测定了其序列。研究结果表明,粳型光敏核不系农垦58S的叶绿体为粳型。农垦58S衍生的核不育系中,粳型核不育系7001S以及3个籼型核不育系1103S、培矮64S和广占63S的叶绿体DNA为粳型,与选育者提供的细胞质系谱一致。籼型核不育系W6154S的叶绿体DNA为籼型,与选育者提供的细胞质系谱不一致,推断选育者在选育过程中更换过细胞质（曾用不育系作过父本）。5个粳型叶绿体DNA的rps16基因内含子和TrnT^UGU-TrnL^UAA间区的序列相互之间有1-2个单核苷酸的变异。     

抗南方水稻黑条矮缩病水稻光温敏核不育系的筛选和鉴定

对东乡野生稻(Oryza rufipogon Griff.)3个生态群落株系及协青早B//协青早B/东乡野生稻的BC1F6株系进行了南方水稻黑条矮缩病抗性鉴定,筛选出抗性较好的种质资源。利用筛选到的协青早B//协青早B/东乡野生稻抗性株系,与光温敏核不育系C47S杂交转育,鉴定筛选到6份抗性较好的光温敏核不育系,为选育抗南方水稻黑条矮缩病的两系杂交稻组合奠定了材料基础;同时研究发现,来源于东乡野生稻的对南方水稻黑条矮缩病的抗性可能由数量性状基因控制。     

光敏核雄性不育水稻叶绿体的光合特性

本文报告了在育性转换敏感期光周期处理对湖北光敏核雄性不育水稻（农垦５８ｓ）最新全展叶叶绿体光合特性的影响。结果表明：与短日照（ＳＤ）相比,长日照（ＬＤ）处理的农垦５８ｓ水稻叶绿体只有较低的ＰＳⅡ光化活性和ＰＳⅡ原初光能转化效率,其ＰＳⅡ和全链的电子传递速率低,叶绿体中叶绿素ｂ的含量较少,叶绿素ａ／ｂ值比短日照处理的高约１０％。长日照处理使农垦５８ｓ叶绿体的光化活性普遍下降,这可能是导致农垦５８ｓ败育的初始原因之一。     

水稻不育系安农S-1育性转换及相关基因的表达分析

通过在自然环境和高温温室内对安农S-1的不同部位进行高温、低温诱导处理,对水稻温敏核不育系安农S-1的温度敏感时期和诱导部位进行了研究。总共进行了8种处理,结果表明：安农S-1的育性转换时期是从花粉母细胞形成到减数分裂的四分体时期之前。在育性转换时期,处于高温的条件下,根部低温处理不能诱导安农S-1可育,穗部低温处理可以使安农S-1保持可育,可见安农S-1的温度敏感部位在幼穗。aprz基因和育性相关,用RT-PCR方法研究了aprt基因在安农S-1不同部位和不同温度环境的表达变化,结果显示,在幼穗中aprt基因的表达在高温环境中被大幅度下调,而在叶中和根中的变化比较小,这说明幼穗对温度最敏感,从侧面验证了引起安农S-1育性转换的温度敏感部位是在幼穗。     

水稻核不育系4个柱头性状的遗传分析

为改良水稻(Oryza sativa)核不育系柱头性状提供遗传信息, 调查了粳型核不育系7001S、籼型核不育系Z913S及其杂交、自交获得的F₁、F₂和F_2:3群体的4个柱头性状, 分析了4个性状间的相关性, 并利用主基因+多基因遗传模型对2个世代4个性状进行遗传分析。结果表明, 4个性状两两间呈极显著正相关, 相关系数介于0.274-0.897之间。除F_2:3群体中花柱长度和柱头外露率分别表现出受2对加性-显性主基因和1对负等效加性-显性主基因+多基因控制外, F₂和F_2:3群体的柱头长度、花柱长度、柱头-花柱总长度以及柱头外露率均表现出受2对主基因和多基因控制, 且F_2:3群体中控制花柱长度的主基因表现出加性-显性效应, 其余均表现出加性-显性-上位性效应。2个世代中4个性状均以主基因遗传为主。     

辣椒雄性核不育基因的遗传研究及其在杂交育种中的应用

辣椒(Capsicum annuum L.)雄性核不育和核-质互作型不育类型已在杂交种的选配中得到应用。核不育类型由细胞核内的基因控制,而核-质互作型雄性不育则由细胞核和细胞质内的基因共同控制。综述了辣椒雄性不育的遗传及其杂交育种的研究进展,包括辣椒连锁遗传图谱的构建、核基因的定位、连锁分子标记的发展,为深入研究辣椒雄性不育的遗传机理及基因克隆提供参考。     

陆地棉核不育株扦插繁殖与宿生保持及杂种优势利用

利用广西南宁冬季无霜冻的气候特点,对陆地棉(Gossypium hirsutum L.)洞A细胞核雄性不育扦插株与宿生株及其杂交一代进行比较研究.结果表明:(1)1 a生扦插株开花较早,茎粗、主茎节间长度、铃重、子指4个性状显著好于实生株,但扦插株的种子产量显著低于实生株,其原因是果枝扦插形成的僵苗占扦插株的23.04%,而且扦插株全为不育株,实生株中则有50%左右的可育株;(2)2 a生扦插株性状与实生株无显著差异;(3)由扦插繁殖的不育株和种子繁殖的不育株配制的杂交F1代的产量与纤维品质无显著差异.因此认为,扦插繁殖陆地棉核不育株用于多年杂交制种是可行的,选择营养枝扦插是陆地棉核不育株扦插繁殖需要注意的关键问题. 宿生株及其杂交一代进行比较研究.结果表明:(1)1 a生扦插株开花较早,茎粗、主茎节间长度、铃重、子指4个性状显著好于实生株,但扦插株的种子产量显著低于实生株,其原因是果枝扦插形成的僵苗占扦插株的23.04%,而且扦插株全为不育株,实生株中则有50%左右的可育株;(2)2 a生扦插株性状与实生株无显著差异;(3)由扦插繁殖的不育株和种子繁殖的不育株配制的杂交F1代的产量与纤维品质无显著差异.因此认 ,扦插繁殖陆地棉核不育株用于多年杂交制种是可行的,选择营养枝扦插是陆地棉核不育株扦插繁殖需     

籼稻光(温)敏核不育系抽穗与结实对光周期和温度的反应特性

在控制光长与温度的人工气候室,研究了7个核不育系籼稻抽穗与结实的光、温反应特性。二九青S、安农S-1、衡农S,CY8526S,W6154S,KS-14植株抽穗的感光性均弱,光周期敏感期(PSP)为-6至8天,仅8902S中等,PSP为31天,抽穗的高温促进率(TSR)一般为20％左右,感温性均属中等:KS-14为41％属强级。它们结实对光周期一般不敏感,仅二九青S、CY-8526S8902S在LD下结实率明显下降,但未达到全不育程度,因此均不是光敏核不育系;它们结实对温度均极敏感,30℃高温下5个品系全不育,W6154S在高温与20℃低温下都近于全不育;衡农S则在低温下近于全不育。供试7个不育系全为温敏不育系,它们结实的最适温度范围相当狭窄。     

Molecular Control of Male Reproductive Development and Pollen Fertility in Rice

Anther development and male fertility are essential biological processes for flowering plants and are important for crop seed production. Genetic manipulation of male fertility/sterility is critical for crop hybrid breeding. Rice (Oryza sativa L.) male sterility phenotypes, including genic male sterility, hybrid male sterility, and cytoplasmic male sterility, are generally caused by mutations of fertility‐related genes, by incompatible interactions between divergent allelic or non‐allelic genes, or by genetic incompatibilities between cytoplasmic and nuclear genomes. Here, we review the recent advances in the molecular basis of anther development and male fertility‐sterility conversion in specific genetic backgrounds, and the interactions with certain environmental factors. The highlighted findings in this review have significant implications in both basic studies and rice genetic improvement. [ Yao‐Guang Liu (Corresponding author)]     

温度对温敏核雄性不育水稻花粉育性与花药蛋白质的影响

温度对温敏不育水稻二九青Ｓ花粉育性的影响极为明显,在３０℃高温下,其花粉接近全不育;２０℃低温下花粉不育度亦高,但不及３０℃高温下显著。与原种二九青相比,高低温均使二九青Ｓ花药可溶性蛋白质含量明显增加,低温下更为显著;蛋白质ＳＤＳＰＡＧＥ图谱表明经３０℃处理的二九青Ｓ花药蛋白质组分比原种二九青少了３条谱带。安农Ｓ－１在高温下花药中无花粉发育;而花药可溶性蛋白质含量高于造温（２５℃）下;ＳＤＳＰＡＧＥ蛋白质图谱也表明高温下少１条谱带。