离体条件下核不育水稻突变为细胞质雄性不育①

来源于水稻无花粉型核不育系南广占的体细胞无性系典败变异株NT1和NT2经过多代回交已经转成类似野败型的核质互作雄性不育系.NT1和NT2的恢保关系与野败型的一致,即野败型的恢复系和保持系同样可作NT1和NT2的恢复系和保持系,NT1现已回交10代,不育性能稳定.     

离体条件下核不育水稻突变为细胞质雄性不育

地水稻无花粉型核不育系南广占的体细胞无性系典败变异株ＮＴ１和ＮＴ２经过多代回交已经转成类似野败型的核质互作雄性不育系。ＮＴ１和ＮＴ２的恢保关系与野败型的一致,即野败型的恢复系和保持系同样可作ＮＴ１和ＮＴ２的恢复系和保持系,ＮＴ１现已回交１０代,不育性能稳定。     

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异Ⅱ.体细胞克隆温敏核不育突变

在胞质型水稻雄性不育系IR66707A和IR69700A经离体培养而获得的136个体细胞克隆中,发现了温敏核不育突变5例。这类突变体在广州地区的自然气候下,早季至晚季前期表现为不育,晚季后期表现为可育。盛夏,在幼穗发育至花粉形成阶段对部分突变材料进行短日照处理。发现对短日照敏感的不育系农垦58S转换为可育,而供试的5例突变及另一对照培矮64S却与未经处理的材料一样仍表现为不育,表明它们的育性与日照长度的变化无关,在同一发育时期进行低温处理的结果显示,低温处理10d及10d以上者可发生育性转换。自交结实率在17.23%-42.19%之间,而未经处理的材料仍然表现不育,表明它们的育性转换与温度有关,以正常品种为父本与突变体杂交,F1全部为可育;F2可育与不育个体的分离比为3：1,以F1为父本与之测交,TF1代中可育与不育具体的分离比为1：1。遗传分析表明,这种温敏核不育突变为一对隐性核基因所控制,获得了由胞质型雄性不育变为胞核型雄性不育的突变体。这在体细胞克隆变异领域中是一种典型的突变。     

籼稻体细胞无性系雄性不育突变的类型

1984—1988年5年间所获得的由体细胞无性系变异起源的雄性不育突变,按它们的性质,可分为花粉败育型,无花粉型和花药退化(或部分退化)型3类。在IR54中,于不同年份(1985和1986年)及不同世代(R_1和R_2代)发现了表型基本相似,基因型可能也相似的两例无花粉型雄性不育突变。在花粉败育型雄性不育突变中,发现1例(54257)为核质互作型雄性不育。以多个品种与之测交,杂种一代中有的表现为育性恢复,有的仍然为雄性不育。能保持其雄性不育的品种有珍汕97、二九矮、新锦粘、162-5(来自IR 52的稳定的体细胞无性系),连续回交3代以上均能基本保持不育(但桂朝2号的回交后代不育性尚不稳定)。能使其育性恢复的品种有IR 24、IR 36、IR 54、双二粘、测64等。初步遗传研究表明,54257表现出十分复杂的核质关系,看来可能具有与野败细胞质完全不同的特性。     

水稻温敏核不育突变体0A15-1的育性表现及遗传学研究

水稻细胞质型雄性不育系IR69700A的幼穗经离体培养,获得一个体细胞克隆突变体0A15-1。经短日照和低温处理表明,0A15-1具有在高温下不育和低温下转为可育的特性,是一例温敏不育突变体。花粉染色显示0A15-l属于典败型不育。通过与明恢63、优B和广陆矮等多个父本的杂交,其F2和BC1群体的育性分离比都揭示0A15-1的不育性状受一对隐性核基因控制,并且为孢子体型雄性不育。该新种质可以用于对相关温敏核不育基因进行分子标记及用于两系法生产杂交水稻。     

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异II.体细胞克隆温敏核不育突变

在胞质型水稻雄性不育系IR66707A和IR69700A经离体培养而获得的136个体细胞克隆中,发现了温敏核不育突变5例。这类突变体在广州地区的自然气候下,早季至晚季前期表现为不育,晚季后期表现为可育。盛夏,在幼穗发育至花粉形成阶段对部分突变材料进行短日照处理,发现对短日照敏感的不育系农垦58S转换为可育,而供试的5例突变及另一对照培矮64S却与未经处理的材料一样仍表现为不育,表明它们的育性与日照长度的变化无关。在同一发育时期进行低温处理的结果显示,低温处理10d及10d以上者可发生育性转换,自交结实率在17.23%-42.19%之间,而未经处理的材料仍然表现不育,表明它们的育性转换与温度有关。以正常品种为父本与突变体杂交,F1全部为可育;F2可育与不育个体的分离比为3:1;以F1为父本与之测交,TF1代中可育与不育个体的分离比为1:1。遗传分析表明,这种温敏核不育突变为一对隐性核基因所控制。获得了由胞质型雄性不育变为胞核型雄性不育的突变体,这在体细胞克隆变异领域中是一种典型的突变。     

水稻CMS不育系细胞质遗传效应的研究进展

在三系杂交水稻生产中,不育系的细胞质对杂种一代的表现具有一定的效应。同一种不育细胞质对不同性状的效应是不同的;不同的不育细胞质对同一性状的效应也存在着差异;且对大多数性状表现为负向效应。可通过扩大不育细胞质源以选用优质细胞质或选用强优恢复系来减少或消除其负效应,培育同核异质的多胞质不育系来适应杂交水稻生产的需要。     

水稻雄性不育系及雄性不育突变体筛选研究进展

 为了获得新细胞质源的水稻雄性不育系及雄性不育突变体,以解决目前杂交水稻生产上所面临的不育系来源单一的问题,人们采用了常规育种、诱变育种、组织培养和离体诱变等方法,其中离体筛选尤显其优势性,但也有不少问题有待解决,如能通过离体培养定向地筛选出雄性不育系及雄性不育突变体,无疑将大大提高工作效率。此外,对影响离体筛选雄性不育突变体的因素进行了探讨。     

水稻CMS不育系细胞质遗传效应的研究进展

在三系杂交水稻生产中,不育系的细胞质对杂种一代的表现具有一定的效应。同一种不育细胞质对不同性状的效应是不同的;不同的不育细胞质对同一性状的效应也存在着差异;且对大多数性状表现为负向效应。可通过扩大不育细胞质源以选用优质细胞质或选用强优恢复系来减少或消除其负效应,培育同核异质的多胞质不育系来适应杂交水稻生产的需要。     

小麦细胞质雄性不育与不同核基因组及其染色体的关系

本文用１７个中国春小麦的缺体四体、９种不同的核基因组小麦与Ｇ、Ｓ￣ｕ、Ｍ￣ｏ、Ｄ￣２型细胞质中国春小麦杂交,探讨这４种异细胞质中国春小麦的育性与不同染色体、核基因组的关系。实验结果表明,某些染色体对这４种细胞质或某一细胞质类型的育性有影响;某些核基因组对这４种细胞质或某一细胞质类型的育性有较大的影响。     

籼稻体细胞克隆雄性不育系54257/162-5及其保持系

本文报道了籼稻雄性不育系54257/162-5的基本特性,其母本54257及父本162-5均为离体培养起源的体细胞无性系,分别来自 IR_(54)及IR_(52)。 不育系54257/162-5已回交8代,不育株率100％,自交不结实。花粉败育方面,部分个体表现为典败,部分个体表现为染败,或典败与染败兼而有之。试验表明,不育系54257/162-5个体间这种花粉败育的“分离”并非父本不纯所致,乃该不育系固有的特点。 以114恢、测64、IR_(24)、3550、测222及丰桂6号等6个野败型不育系之恢复系与野败不育系及 54257/162-5测交,恢复程度有较大差异。只有3个(114恢、测64及测222)能使54257/162-5的育性恢复;2个(IR_(24)及3550)只能达到半恢复;有1个(丰桂6号)不仅不能恢复,而且保持了其雄性不育。这表明,不育系54257/162-5与野败不育系在细胞质上可能既有相似的一面,也有相异的一面。 讨论了保持系体细胞克隆162-5的基因型,认为它是由恢复系IR_(52)经离体培养直接变为保持系。这在体细胞无性系变异中尚属首例。     

玉米同核同质系在研究细胞质雄性不育中的应用

以94个Operon公司的10碱基RAPD引物,对玉米同核同质系（I）中的野生型正常可育株478（F）和其突变的不育株478－cms的线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD分析。结果表明：仅OPZ－19、OPAA－15与OPS－01 3个引物在同核同质系（I）的野生型正常可育株和其突变的不育株之间扩增出多态产物OPZ－19420、OPAA－15600与OPS－1400。提示在同核同质系的野生型正常可育株和其突变的不育株的mtDNA之间同源性很高,多态性很低,同核同质系相当于在mtDNA水平上的近等基因关系,所找到的多态就在所研究的目标基因附近,因此它是研究mtDNA基因的良好体系。上述3个多态扩增结果在同核同质体系（I）的姐妹同核同质系（Ⅱ）中进行了验证, 结果表明仅2个引物OPZ－19、OPAA－15在姐妹同核同质系（Ⅱ）的野生型正常可育株苏478（F）和其突变的不育株苏478－cms之间获得了与同核同质系（Ⅰ）相同的多态性扩增产物OPZ－19420、OPAA－15600。即这两个多态性产物在两套同核同质系中同时存在,因而这两个多态性产物与育性直接相关的可能性很大。     

细胞质雄性不育水稻线粒体基因组的RFLP分析

利用RFLP技术,比较研究了在农业生产上广泛应用的9种细胞质雄性不育体系的线粒体基因组,结果表明：1）9种水稻雄性不育细胞质的遗传相似性变化范围为0．615～1．000。所有配子体雄性不育细胞质的遗传相似性变化范围为0．6431．000,其中QXA,DY1A和YM15A这3种细胞质的遗传相似性为1．000。所有孢子体雄性不育细胞质的遗传相似性为1．000,2）在配子体细胞质雄性不育水稻中,用3个探针（atpa,atp9＋nad6,cox2）与2种内切酶（HindⅢ,BamHⅠ）的组合未发现不育系与保持系之间的多态性,但在探针atp6,cob,和had2的杂交带型中找到了不育系和保持系之间的一些差异。YTA和YTB在5个探针．内切酶组合（atp61HindⅢ,coblHindⅢ,atp61BamHⅠ,coblBamHⅠ,nad21BamHⅠ）中存在差异。3种细胞质（QX,SJ,DY1）的不育系和保持系之间的差异是相同的,都出现在atp6／HindⅢ,atp6／BamHⅠ,cob／BamHⅠ等3个组合中。YM15A和YM15B在4个组合（atp6／HindⅢ,atp6／BamHⅠ,cob／BamHⅠ,nad2／BamHⅠ）中存在差异。LYA和LYB的差异出现在cob／HindⅢ,cob／BamHⅠ,nad2／BamHⅠ这3个组合中;3）在孢子体细胞质雄性不育水稻中,所有不育系的带型是一样的,所有保持系的带型也一样。不育系和保持系的差异出现在atp6／HindⅢ,cob／HindⅢ,atp6／EcoR,Ⅰcob／EcoRⅠ,cox1／EcoRⅠ,atp6／BamHⅠ,cob／BamHⅠ,cox1／BamHⅠ,cox2／BamHⅠ等9个组合中。这些结果在分子水平上揭示了9种雄性不育细胞质的线粒体基因组存在结构多样性,并为其细胞质雄性不育分子机理的研究打下了基础。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系301A线粒体不育基因片段分析

提取细胞质雄性不育系301A、212A和'陕3A'及其共同保持系'中双2号'线粒体DNA,根据已报道的Polima油菜细胞质雄性不育相关基因orf224序列设计引物,对3种不同来源的线粒体DNA PCR产物进行分析.结果显示,这3种甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料所获得片段序列完全一致,且与已报道的Polima油菜线粒体中细胞质雄性不育相关基因orf224序列完全相同.研究表明,不育材料301A从分子角度讲属于Polima系统,不育系301A、212A和'陕3A'线粒体中与细胞质雄性不育相关线粒体基因片段orf224具有高度同源性.     

水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用

雄性不育性是植物界存在的普遍现象,雄性不育系在水稻杂种优势利用中起着重要作用.我国水稻杂种优势的利用经历了"三系法""两系法"和"第三代"杂交水稻的发展历程,该历程的实质就是水稻雄性不育系种子生产技术体系的发展.本文综述了细胞质雄性不育系、两用核不育系和隐性核不育系在我国水稻杂种优势利用中的研究进展,展望了水稻雄性不育...     

水稻细胞质雄性不育系与保持系的呼吸途径比较

比较水稻细胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B之幼穗、叶片和花药的呼吸代谢。结果表明：不育系花药的总呼吸速率、抗氰呼吸所占总呼吸比例和细胞色素氧化酶（COD）、苹果酸脱氢酶（MDH）和6－磷酸葡萄糖脱氢酶（6－PGDH）活性低于保持系;幼穗中则仅6－PGDH低于保持系;叶片间各指标均无差异。Na3PO4可抑制保持系的叶片和幼穗及不育系叶片总呼吸的30％,而仅能抑制不育系幼穗总呼吸的24％;丙二酸则抑制不育系与保持系的叶片和幼穗的总呼吸的70％。     

湖北光敏感核不育水稻不育性的遗传规律

本文选用5个常规粳稻品种和3小光敏感核不育系与湖北光敏感核不育水稻农垦58S杂交,用花粉育性、套袋自交结实率、自然结实率和大田目测4种育性指标同时鉴定同一植株育性,观察分析杂种后代在长日下植株育性的表现。结果表明：光敏核不育水稻不育性的遗传行为表现为受1对隐性主基因控制,不同的遗传背景对不育性的遗传行为表现有不同程度的影响。     

细胞质雄性不育水稻幼穗和花药的呼吸酶活性研究

研究珍汕97A和珍汕97B的雌雄蕊原基形成期、花粉母细胞形成期和花粉母细胞减数分裂期的幼穗及单核期、二核期和三核期的花药中呼吸代谢三羧酸循环（TCA）的苹果酸脱氢酶（MDH）和异柠檬酸脱氢酶（IDH）及戊糖途径（PPP）的磷酸葡萄糖脱氢酶（G6PDH）、磷酸葡萄糖酸脱氢酶（6PGDH）和5一磷酸核糖异构酶（RSPI）的活性。结果表明：可育花药的5种酶活性皆高于同期不育花药;而幼穗中,TCA途径中的MDH和IDH在不育系与保持系之间无差异,PPP途径的G6PDH和6PGDH及R5PI则保持系高于不育系。这说明不育系中PPP发生的变化早于TCA途径,PPP途径的改变可能与小孢子败育有着更为直接的关系。     

光敏感雄性不育水稻的体细胞与花药培养及再生植株性状表现研究

对8个光敏感雄性不育籼稻杂种一代及其亲本花药培养的研究发现,光敏不育粳稻虽然为雄性不育,但其愈伤组织诱导率与植株再生能力不在一般正常粳稻品种之下,为籼稻“新会粘”的28倍。绝大多数光敏不育之籼粳杂种的花药培养能力也是十分高的。在起源于体细胞及花药的光敏不育水稻之再生植株共1146株试管苗中,发现少数在5月下旬及6月上旬抽穗的已表现为完全雄性不育。这些材料之幼穗的第二枝梗分化时(4月下旬至5月上旬)之日长尚不足13小时,远在农垦58S的临界日长14小时之下。在8个组合的籼粳光敏杂种一代花粉植株中,有的组合完全表现为粳型(组合4及7,表2),有的完全表现为籼型(组合2及6),多数则两者兼有。在全部80个愈伤无性系中,单倍体20个,二倍体58个,多倍体2个。58个二倍体无性系申不育的为20个,占34.5%。其中在晚造短日照条件下能转变为可育的有11个,占二倍体的19%,占二倍体不育的55%。所有光敏不育花粉植株,在早造条件下I-KI之花粉染色率与结实率均为0%,在晚造(9月份之后)条件下,能转换为可育。但不同组合、不同无性系之间育性转换的频率与稳定性差异颇大。     

雄性不育水稻小孢子败育与花药的有机自由基水平

以电子自旋共振(ESR)检测细胞质雄性不育(CMSR)和湖北光敏核不育水稻(HPGMR)花药的有机自由基水平。在小孢子单核期到三核期的花药中有机自由基为无超精细分裂的单峰信号,其特征 g 因子在2.0024—2.0031之间。细胞质雄性不育系 V_(20)A 和珍汕97A 三核期小孢子的花药干样品中有机自由基是二核期的3.2—3.8倍,相应的保持系则只增加15—43%。光敏核不育水稻农垦58s 和 W6154s 在6月份花药转向全不育的自然条件下,花药的有机自由基也随小孢子发育及采样期推延而增加。表明雄性不育过程发生了自由基代谢异常。