水稻与玉米远缘杂交的胚胎学观察(简报)

水稻（Oryza sativa L．）是世界上最重要的粮食作物之一．早在上世纪60年代．一些研究者就已经开始利用远缘杂交来创造新的水稻种质资源。远缘杂交可以突破遗传物质仅在种内交流的局限性．使遗传物质得到在种间交流和重组的机会,扩大基因库．从而获得具有经济价值的各种变异类型的优势。目前,已报道的与水稻进行远缘杂交的作物主要有：     

水稻同源三倍体(149-B)×二倍体F2代稳定群体的验证及分析

14 9 B是由水稻多胚苗SAR 2中筛选出来的自然发生的同源多倍体 ,体细胞鉴定为三倍体 (2n =36 )。以14 9 B做母本与水稻恢复系蜀恢 36 3(R36 3)杂交 ,在杂交F1代中发现有非整倍体和二倍体个体产生 ,其中部分二倍体的自交后代在田间农艺性状表现稳定。对这个稳定F2群体进行微卫星验证 ,结果表明 :F1和F2 群体 4 0个单株的扩增带型整齐一致 ,在各个SSR多态位点只出现一条同父或同母带 ,丢失了来自父本或母本的等位位点 ,说明该F2 群体确系由杂交得来的一个早代稳定群体。     

从农艺性状和分子标记鉴定一个水稻三倍体×二倍体F_2群体的遗传稳定性

一自然发生的三倍体水稻(OryzasativaL.)材料(SAR_3)与二倍体(生47)杂交,在F2代获得了一个稳定群体。群体形态表现、农艺性状分析和微卫星标记三个方面的研究表明:该杂交F2群体确系两个亲本的杂交后代,在杂交后有重组发生并迅速纯合,因而在形态上和遗传上呈现稳定性。对水稻中出现的这种早代稳定现象的利用途径和发生机制进行了探讨     

三倍体观赏百合与二倍体食用龙牙百合的杂交分析

为探讨异源三倍体百合与龙牙百合(BB)的杂交亲和性,实现观赏百合与食用百合的种质融合与创新,该研究以三倍体百合Triumphator(LLO)作母本,龙牙百合为父本,采用常规授粉与切柱头授粉,利用基因组荧光原位杂交(GISH)技术分析母本及子代的基因组成.结果 显示:(1)通过常规授粉和切柱头授粉共获得17个发育良好的...     

普通番茄四倍体与二倍体杂交的杂种不育性研究

以普通番茄的四倍体为母本与二倍体杂交时,花粉萌发、花粉管生长及双受精过程都正常;对受精的胚珠形态结构观察得知:4天前幼胚和胚乳发育正常,授粉后4天胚乳出现异常开始退化,5天时这种异常现象更明显,第7天胚乳已完全解体。幼胚在胚乳完全解体前发育正常,而胚乳解体后,幼胚也开始解体。所以普通番茄二倍体与四倍体杂交的杂种不育的原因,在于胚乳败育以及胚的死亡。     

从水稻同源三倍体中鉴定出无融合生殖种质TAR

水稻杂种优势的成功应用使水稻单产提高了20%,这主要得益于70年代初细胞质雄性不育系的发现和利用。但传统的三系法杂交水稻必须做到不育系、保持系、恢复系“三系”配套,选育程序和杂交种子生产环节较复杂,以致培育目标组合的周期长、效率低、推广环节多,同时种子成本高、价格贵[1]。80年代光敏核不育水稻以其“一系两用、配组自由”等优越性大有取代三系杂交水稻的趋势。但是,光敏核不育特性同时又受温度的调控,加之育性波动等缺陷使两系杂交水稻的研究和利用受到严重制约[2]。80年代后期,科技工作者开始探索利用无融合生殖固定水稻杂种优…     

从农艺性状和分子标记鉴定一个水稻三倍体x二倍体F2群体的遗传稳 …

一自然发生的三倍体水稻材料与二倍体杂交,在Ｆ２代获得了一个稳定群体。群体形态表现,农艺性状分析和微卫星标记三个方面的研究表明：该杂交Ｆ２群体确系两个亲本的杂交的杂交后代。在杂交后有重组发生并迅速纯合,因而在形态上和遗传上呈现稳定性。对水稻中出现的这种早代稳定现象的利用和途径发生机制进行了探讨．     

通过异倍性水稻间杂交获得同源三倍体植株

以３个二倍体水稻（ＯｒｙｚａｓａｔｉｖａＬ．）（２ｎ＝２ｘ＝２４）和３个同源四倍体水稻（２ｎ＝４ｘ＝４８）为杂交亲本配制６个自交组合和３０个杂交组合,试验结果表明,同源四倍体组合的结实率比较低（１０．０１％－２１．７８％）这可能与其花药内民包含的正常花粉粒比例小而异常花粉粒比例大有关,异倍性杂交组合的结实率更低（０．２０％－１．６４％）但在两种配组方式之间却存在着明显差异,即以同源四倍体水稻为杂交     

杂交水稻体细胞胚胎发生及其再生植株的田间表现(简报)

杂交水稻小穗轴的单个薄壁细胞可以转变成非胚性愈伤组织或迅速分裂的细胞,后者可形成胚状体。与种子植株比较,胚状体植株没有明显的衰退现象。田间性状测定表明,胚状体植株较种子植株具有株形高、叶宽、穗长、穗多、空粒与实粒均多、谷粒长、谷长/谷宽比值大、单株产量高的特点。     

同源四倍体水稻受精与胚胎形成过程的观察

激光扫描共聚焦显微术具有“组织与细胞CT”的功能,可以对整体组织进行扫描并构建三维结构。在水稻胚囊发育研究上建立的整体染色透明激光扫描共聚焦显微术辅助D IC法,对同源四倍体水稻广陆矮4号-4x和L202-4x受精和胚胎发育过程进行了研究,描述授粉后不同时段胚囊发育的特点,发现同源四倍体水稻受精、胚胎和胚乳发育过程及特点与正常的二倍体水稻的基本一致,但在不同发育时段中存在无胚、无胚乳胚囊、胚乳吞噬胚、胚胎发育停滞、胚囊退化等异常。2份材料的异常情况存在差异。这些异常均可能导致结实率降低。     

我国杂交水稻发展现状与存在的若干问题

我国杂交水稻发展现状与存在的若干问题□李文海（浙江农业大学核农所,杭州３１００２９）１简史我国是世界上第一个将水稻杂种优势应用于生产的国家,早在１９６４年,袁隆平首先在我国开始了水稻雄性不育的研究。１９７０年１１月,湖南李必湖和海南冯克珊在海南崖县发...     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻(Oryz a sativa)受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程, 确定合子期, 为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明: 授粉后, 花粉随即萌发, 花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙, 继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中, 而后进入子房, 在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长, 花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞, 释放精子。精子释放前, 两极核移向卵细胞的合点端; 两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后, 先后脱去细胞质, 然后分别移向卵核和极核, 移向卵核的精核快于移向极核的精核; 精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下: 授粉后, 花粉在柱头萌发; 花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0.5小时; 授粉后0.5小时左右, 花粉管进入一个助细胞, 释放精子; 授粉后0.5-2.5小时, 精卵融合形成合子; 授粉后约10.0小时, 合子第1次分裂, 合子期为授粉后2.5-10.0小时; 授粉后1.0-3.0小时, 精核与两极核融合; 授粉后约5.0小时, 初生胚乳核分裂。     

水稻双受精过程的细胞形态学及时间进程的观察

应用常规石蜡切片和荧光显微镜观察水稻（Oryza sativa）受精过程中雌雄性细胞融合时的形态特征及时间进程,确定合子期,为花粉管通道转基因技术的实施提供理论依据。结果表明：授粉后,花粉随即萌发,花粉管进入羽毛状柱头分支结构的细胞间隙,继续生长于花柱至子房顶部的引导组织的细胞间隙中,而后进入子房,在子房壁与外珠被之间的缝隙中向珠孔方向生长,花粉与花粉管均具有明显的绿色荧光。花粉管经珠孔及珠心表皮细胞间隙进入一个助细胞,释放精子。精子释放前,两极核移向卵细胞的合点端：两精子释放于卵细胞与中央细胞的间隙后,先后脱去细胞质,然后分别移向卵核和极核,移向卵核的精核快于移向极核的精核：精核与两极核在向反足细胞团方向移动的过程中完成雌雄核融合。大量图片显示了雌雄性核融合的详细过程以及多精受精现象。水稻受精过程经历的时间表如下：授粉后,花粉在柱头萌发：花粉萌发至花粉管进入珠孔大约需要0．5小时：授粉后0．54,时左右,花粉管进入一个助细胞,释放精子：授粉后0．5—2．5小时,精卵融合形成合子：授粉后约10．0小时,合子第1次分裂,合子期为授粉后2．5-10．04,时：授粉后1．0-3．04,时,精核与两极核融合：授粉后约5．0小时,初生胚乳核分裂。’     

异源六倍体水稻AACCDD和三倍体水稻ACD生殖特性的细胞胚胎学研究

利用异源多倍体杂种优势是多倍体水稻研究的第三阶段,但异源多倍体杂种常常不育。为明确其不育特点,本文以本实验室通过远缘杂交获得的栽培稻（AA）品种DTS137和高秆野生稻O．alta（CCDD）的杂种三倍体ACD和加倍形成的六倍体AACCDD为材料,分别对其花粉和胚囊发育过程进行石蜡切片观察,发现3x与6x之间以及6x雌性和雄性生殖方式和前途具有明显的不同：（1）异源三倍体ACD水稻杂种花粉败育彻底,败育发生在小孢子母细胞时期,绒毡层细胞提前解体：大孢子母细胞不能进行减数分裂,与周围的珠心组织一起发生解体,雌性完全败育。（2）异源六倍体水稻杂种（AACCDD）的雄性败育发生在小孢子母细胞减数分裂的细线期,此期小孢子母细胞发育停滞,随后解体;而雌性器官的发育基本正常。推测异源六倍体杂种的不育性与不同基因组间存在着部分核质不亲和性有关。据此,为了克服六倍体水稻AACCDD的不育性和验证该杂种雌性可育的结论,以栽培稻（AA）的PMeS二倍体品系HN2026．2x为父本与之杂交,通过胚挽救成功获得回交杂种BC1F1植株,经根尖染色体鉴定为2n=4x=48,系由AACD组成。虽然该异源三基四倍体是不育的,但为随后的染色体加倍创造AAAACCDD同源异源八倍体,进而获得结实的同源异源多倍体杂种打下了良好的基础。     

杂交水稻抗稻瘟病细胞突变体育种

杂交水稻是我国居世界领先地位的科技成果。杂交水稻在我国粮食增产中发挥了重要的作用。种植面积已达两亿多亩,占全国水稻种植面积的五分之二。稻瘟病是影响杂交水稻高产稳产的重要因素,每年造成数十亿斤粮食损失,是生产上一项急待解决的问题。为此,我们开展了以提高亲本恢复系抗病性为中心的杂交水稻抗稻瘟病细胞突变体育种新途径的研究。     

禾本科三倍体: 形成、鉴定与利用

禾本科三倍体的形成途径包括2n配子融合、倍性间杂交、多精受精和胚乳培养。其中, 2n配子融合和倍性间杂交分别为自然界和人工合成三倍体的主要途径。该文介绍了形态学观测、染色体分析、流式细胞术和分子标记等倍性鉴定方法在禾本科三倍体中的应用及其优缺点。目前, 三倍体在禾谷类作物中无直接应用价值, 但可作为通往多倍体、非整倍体和转移异源基因的遗传桥梁。多年生禾本科三倍体(特别是异源三倍体)在饲草或能源作物中已得到广泛应用, 在该类型禾本科作物中均可直接尝试三倍体育种。多倍体的三倍体育种和无融合生殖三倍体育种可作为未来禾本科三倍体的研究方向。三倍性胚乳培养可以一步合成三倍体, 多精受精可以实现遗传上3个不同基因组的一步融合, 在三倍体研究中应予以重视。鉴于2n配子融合、多精受精的稀有特性和倍性间杂交、胚乳培养频繁的染色体变异, 高通量三倍体鉴定技术的发展将是三倍体研究实现突破的关键。     

红莲型杂交水稻的研究与发展

1972年,武汉大学科研人员以红芒野生稻为母本,与江西地方品种莲塘早父本杂交,在后代中发现了雄性不育株.再用莲塘早多代回交,于1974年获得了不育性稳定的株系,命名为红莲型细胞质雄性不育系(Honglian-type cytoplasmic male sterility,HL-CMS),莲塘早为其保持系,红莲型细胞质雄性不育水稻由此问世.与单核期花粉败育的野败型水稻不同,红莲型属于二核期配子败育类型,花粉碘染为圆败,是杂交水稻新质源.40年来,武汉大学科研人员将基础研究、应用研究和产业化紧密结合,促进了红莲型杂交水稻的发展.分子功能验证发现,不育系线粒体内一编码79个氨基酸的可读框OrfH79为HL-CMS不育基因,ORFH79蛋白破坏线粒体正常功能后导致花粉败育.遗传分析发现,HL-CMS为双基因恢复模式,进而克隆了恢复基因Rf5和Rf6.育性恢复机理研究表明,恢复基因RF5蛋白与GRP蛋白互作,组装成400~500kD的分子复合体作用于atp6-OrfH79 mRNA,从而恢复不育性.借助分子标记辅助选择技术,创制出新的CMS和多基因恢复水稻材料,并用于育种实践,选育出高产优质红莲型杂交水稻新组合红莲优6号、珞优8号和粤优9号等,相继通过了湖北省、广西省和农业部国家农作物品种审定委员会等审(认)定,构建的红莲型杂交水稻亲本繁殖提纯体系突破了产业化瓶颈.当前,红莲型杂交水稻在中国长江流域、华南稻区已大面积种植,在越南、印度尼西亚、马来西亚、孟加拉和菲律宾等东南亚国家也表现优异,展现出广阔的应用前景.     

三倍体和二倍体银鲫的精子发生

应用透射电子显微镜观察了行雌核发育生殖的三倍体(体细胞具有150±染色体)和二倍体 (2n=100)银鲫(Carassius auratus gibelio Bloch)的精子发生过程.两种倍性的雄性的精子发生过程中,染色体数和细胞核的体积均呈3∶2的关系;而精巢的结构、细胞的形态和细胞器的构成均无明显的区别.其精子发生经历了精原细胞、初级精母细胞、次级精母细胞和精子细胞几个阶段,精子细胞再经过精子形成过程成为精子;三倍体银鲫的精子发生与二倍体一样能正常完成减数分裂,形成形态和功能正常的雄性配子.正常的精子发生过程证明,体细胞具有150±条染色体的黑龙江银鲫是已经初步完成二倍化的三倍体,雄性个体在生殖群体中起着重要的作用;推测黑龙江银鲫的二倍体实际可能是四倍体,则三倍体的黑龙江银鲫为偶倍性的六倍体,因此其减数分裂可以正常进行,同时又经历了一定程度的二倍化,所以雄性可育,且参与繁殖后代 [动物学报 54(3):467-474,2008].     

杂交水稻结实率的研究

对杂交水稻常规水稻在结实期间剑叶和谷粒中的蔗糖含量的变化,穗上不同部位的结实情况,实粒率和千粒重的动态变化以及它们之间的关系,结实率对有机营养供应变化的反应等方面进行了比较研究。结果表明,杂交水稻结实率较低主要是由于穗的中、下部尤其是稳下部出现较多的秕粒造成的;与常规水稻比较,杂交水稻在灌浆的前中期,剑叶和籽粒中的蔗糖含量高,籽粒增重快,后期则相反;穗上部和下部的结实率和千粒重皆差异大;在实粒增加过程中,千粒重与常规水稻相同时,实粒率低,在灌浆后期,实粒率对有机营养应给的变化较敏感,早、晚季及“库”“源”关系变化时,结实率和千粒重的变化幅度大。本文还对杂交水稻结实率较低和较不稳定的原因进行了探讨。