高粱雄性不育与可育花药同工酶及游离组蛋白的比较研究

本文研究了高粱细胞质雄性不育花药、可育花药不同发育时期的COD、PPO、MDH及游离组蛋白变化特征,结果表明,在花粉母细胞减数分裂期,COD、PPO未呈现差异,但到了小孢子单核期,不育花药与可育花药间COD、PPO出现明显差异,并且这种差异一直保持至花粉粒双核—三核期。COD、PPO的变化时期与花粉败育的关键时期(小孢子单核期)相一致。不育花药与可育花药的MDH两者相同,但游离组蛋白在花药发育的不同时期均呈现明显差异。本文作者将不育花药、可育花药的COD、PPO及游离组蛋白中出现的差异归因于不育花药中的细胞质不育基因对核基因表达的调控作用。     

水稻细胞质雄性不育及育性恢复研究进展

植物细胞质雄性不育(CMS)是广泛存在于自然界中的现象,主要表现为不能产生有功能的花粉从而导致不能正常受精结实的自然现象。CMS的起因源于受植物细胞质基因的影响表现出雄性不育的特征,目前研究表明为线粒体的基因引起的雄性不育。相应地,细胞核中存在某类基因能够编码一种蛋白使其育性得以恢复,这一类基因称为育性恢复基因(Rf genes)。杂交水稻的生产依赖于CMS的发掘和利用,并且这也是农作物增产的一条有效途径。迄今为止,水稻中CMS和育性恢复的相关研究较多,机理阐述相对比较深入,本文主要介绍水稻CMS及育性恢复基因的研究及CMS和育性恢复机理的最新研究进展,希望能为揭示水稻CMS与育性恢复机制以及其他作物的CMS/Rf研究提供参考,为新型杂交水稻的培育提供新思路。     

植物细胞质雄性不育及育性恢复研究进展

植物细胞质雄性不育是一种广泛存在于高等植物中的母性遗传性状。细胞质雄性不育不仅为研究核质互作提供了良好材料,同时也是植物杂种优势利用的重要基础,其分子机理是目前研究的重点。多种研究证据表明,线粒体基因与细胞质雄性不育密切相关。随着分子生物学和分子遗传学的不断发展,许多植物的恢复基因已经被定位和克隆,进一步阐明了植物细胞质雄性不育和育性恢复的分子机理。本文综述了近几年植物中细胞质雄性不育和育性恢复相关基因的研究进展,并探讨了细胞质雄性不育/育性恢复系统在育种方面的应用。     

热休克对于高粱细胞质雄性不育系线粒体数目及其育性的影响

对高粱雄性不育系3197A（3A）及其保持系3197B（3B）均分别进行热激处理,以常温处理为对照,以处于花粉母细胞期的小穗材料提取其线粒体,首次采用流式细胞仪测量线粒体的数量。首次观察到：经热激处理后,不育系3A线粒体的数目增加约3．5倍;相反,保持系3B在常温时,线粒体数量为3A的3．55倍,热激后却无明显变化（Fig.1)。同时取热激处理及常温下3A及3B的花药淀粉粒作碘化钾染色,结果表明：热激后3A花药中出现饱满淀粉粒（Fig.2);对其细胞色素氧化酶和过氧物酶同功酶的研究表明,热激后3A电泳酶谱中有新条带出现,而且与3B的带型一致（Fig.3)。     

红菜薹新型细胞质雄性不育系的转育研究

以新型甘蓝型油菜（Brassica napus L.）细胞质雄性不育系（Eru CMS）为不育源,通过远缘杂交结合回交的方法,并运用组织培养、单株选择、异地加代种植的手段成功地将该不育基因转育到了红菜薹上。经检测所得的红菜薹（Brassica campestris L.ssp.chinensis L.var.utilis Tsen et Lee.）不育系苗期遇低温叶片不黄化,不育性稳定,蜜腺正常,不育度和不育株率均为100%。     

核置换培育高粱细胞质遗传雄性不育系的研究

从1958年起,通过使用国内外大量原始材料、中国品种混杂群体等约3,000份材料,进行测交和核置换回交。核置换是采用边引变、边自交、边杂交、边早代测交、边回交置换。早代测交和稳定后测交配合力相结合。同时改革育种程序,加快选育速度,提高效率1—2倍。培育出一些中国种和混血种的各类型不育系。用它配制的杂交高粱,全国应用面积已达一千万亩左右。     

粘类小麦细胞质雄性不育基因的初步研究

许多细胞质雄性不育(CMS)基因涉及ATP合成酶基因或细胞色素氧化酶基因的片段,该研究选用‘中国春'小麦(Triticum aestivum)的atp1+atp9、atp6、atp8、cox2、cox3、nad9和T型小麦不育系的orf256基因片段作探针,对粘类小麦不育系、保持系、恢复系及其F1进行Northern杂交分析,以探寻粘类小麦不育系的CMS候选基因.结果发现,atp6在4种粘类不育系中的转录本大于保持系;cox3在4种不育系中的转录本小于保持系.由此推测atp6或cox3基因可能参与了粘类小麦CMS的形成.     

高粱线粒体基因组的翻译产物与细胞质雄性不育性

本实验用蛋氨酸标记离体线粒体合成的多肽,用SDS-聚丙烯酰胺凝肢电泳分离并作放射性自显影,对3个不育系及其保持系的分析表明:(1)不育系比保持系多2个特异多肽,分子量为65,000和23,000道尔顿,而且这两个特异多肽在幼苗期与孕穗期表现不同。(2)3197A与白马丁A为两个同质异核不育系,其线粒体合成的多肽完全一致,而与3197A细胞质不同的粒息A不育系则缺少90,000道尔顿以上的高分子量多肽。(3)3197A的母本和F_1也具有不育系中的特异多肽,但合成量显著减弱。由此可以看出,高梁细胞质雄性不育性与线粒体基因组的表达有密切联系。     

细胞质雄性不育高粱叶绿体 ndh D 基因的序列变异

片段SAAU－02 700特异地扩增自7种具可育细胞质的高粱材料的总DNA,含有叶绿体psa C(88bp)和ndh D(192bp)基因的部分序列。该片段与Eco Ri HindⅢ酶切的总DNA,线粒体DNA和叶绿体DNA杂交,在总DNA中获得了0.74kb的杂交带,而在叶绿体中获得0.74kb和0．45kb两条杂交带。与线粒体DNA无杂交;与经Hae Ⅲ酶切的总DNA杂交,在不育系中获得4．9kb的杂交带,而保持系的杂交带为4．45kb。参考GenBank中高粱的近缘物种玉米叶绿体基因组的序列,构建了ndh D基因区的酶切位点图谱,借此分析得出高粱不育系的叶绿体ndh D基因序列已发生改变。这种变异与高粱细胞质雄性不育反生的关系正在探讨中。     

高粱雄性不育系及可育系的呼吸酶和游离全蛋白质的电泳分析

为了探讨植物雄性不育的机理,我们在对高粱雄性不育系及可育系(保持系和恢复系)的细胞学研究和细胞化学的比较研究中,发现小孢子发育过程中,两者在细胞形态、酶、蛋白质及核酸方面都存在着差异。Alam和Sandal研究了苏丹草花药呼吸酶和蛋白质,发现不育系细胞色素氧化酶、过氧化物酶和蛋白质的电泳区带都少于可育系。蛋白质和酶的差异是由它们的基因直接决定的,所以研究这个问题,有     

高粱雄性不育系及可育系的呼吸酶和游离全蛋白质的电泳分析

为了探讨植物雄性不育的机理,我们在对 高粱雄性不育系及可育系（保持系和恢复系）的 细胞学研究^[2]和细胞化学的比较研究中^[3]发现 小抱子发育过程中,两者在细胞形态、酶、蛋白 质及核酸方面都存在着差异。Alam和Sandal[" 研究了苏丹草花药呼吸酶和蛋白质,发现不育 系细胞色素氧化酶、过氧化物酶和蛋白质的电 泳区带都少于可育系。蛋白质和酶的差异是由 它们的基因直接决定的,所以研究这个问题,有 助于对雄性不育本质的认识。1977和1978年 我们采用了聚丙烯酞胺凝胶电泳法,对高粱雄 性不育系和相应的保持系以及恢复系,在不同 发育时期的幼苗和不同发育时期的花药中的细 胞色素氧化酶、过氧化物酶同工酶和全蛋白质, 进行了电泳分析。所得结果报道于后。     

热休克对于高粱细胞质雄性不育系线粒体数目及其育性的影响(英文)

对高梁雄性不育系 ３ １９７Ａ（３Ａ）及其保持系 ３ １９７Ｂ（３Ｂ）均分别进行热激处理,以常温处理为对照,以处于花粉母细胞期的小穗为材料提取其线粒体,首次采用流式细胞仪测量线粒体的数量。首次观察到：经热激处理后,不育系 ３Ａ线粒体的数目增加约 ３．５倍;相反,保持系３Ｂ在常温时,线粒体数量为３Ａ的３．５５倍,热激后却无明显变化（Ｆｉｇ．１）。同时取热激处理及常温下３Ａ及３Ｂ的花药淀粉粒作碘化钾染色,结果表明：热激后３Ａ花药中出现饱满淀粉粒（Ｆｉｇ．２）;对其细胞色素氧化酶和过氧物酶同功酶的研究表明,热激后３Ａ电泳酶谱中有新条带出现,而且与３Ｂ的带型一致（Ｆｉｇ．３）。     

小麦T型细胞质雄性不育系与可育系叶片蛋白质双向电泳分析

利用育性恢复基因(Rf3)的近等基因系1031-1、S-165和1031-1与S-165之间的正交与反交,创建了四个实验品系(1031-1、S-165、不育品系、反交品系);采用改进的蛋白质聚丙烯酰胺凝胶双向电泳技术,从发育遗传学的角度,对小麦T型细胞质雄性不育和可育株旗叶表达的相关蛋白产物进行差异分析。通过对旗叶蛋白的双向电泳分析,发现4个品系有相近的蛋白质双向电泳图谱。没有相应穗中差异蛋白质的出现。从蛋白质水平上证实了不育基因与恢复基因表达具有器官特异性特征。     

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。     

辣椒细胞质雄性不育花药败育及淀粉粒分布的细胞学观察

用PAS反应对辣椒细胞质雄性不育系8214A和保持系8214B花药中的淀粉粒分布进行研究.在减数分裂前,保持系花药与不育系花药的结构和淀粉粒分布相似.保持系花药减数分裂后,药壁绒毡层细胞开始液泡化并体积增大,在药隔薄壁细胞中积累了许多较小的淀粉粒;在小孢子晚期,绒毡层细胞退化,在药隔薄壁细胞中淀粉粒体积增大;在二胞花粉时期,随着花粉大液泡的消失花粉中出现淀粉粒;花粉成熟时,其细胞质中积累了丰富的淀粉粒.不育系花药减数分裂后,由于药室腔的空间不能扩大,四分体被挤压在一起,最终四分体小孢子败育.不育花药的维管组织发育正常,但较多的淀粉粒积累在药隔薄壁细胞中.该种辣椒雄性不育系中.花粉的败育发生在四分体时期.绒毡层细胞结构异常可能影响糖类物质向药室的正常转运.该种辣椒雄性不育系的绒毡层异常与花粉败育有关.     

油菜细胞质雄性不育与育性恢复机理的研究进展

油菜细胞质雄性不育不仅是研究核质互作的理想材料,同时也是杂种优势利用的最有效方式之一。目前对油菜细胞质雄性不育的研究主要包括不育基因的来源、不育基因的结构特征、不育基因的作用机理以及育性恢复的分子机制等。对目前国际上主要的油菜细胞质雄性不育类型(pol CMS、nap CMS、kos CMS、ogu CMS和tour CMS)在分子水平上的研究进展进行了综述。包括线粒体不育基因相关区域的确定和结构特点,不育形成的分子机理以及恢复基因的定位和作用机制等。     

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。     

植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子生物学研究进展

植物细胞质雄性不育（CMS）和恢复系统在作物杂交种子生产中具有重要的意义。综述了目前已发现的与植物CMS相关的线粒体DNA位点,育性恢复基因对CMS相关DNA位点表达的影响,育性恢复基因的分子标记定位、克隆,及育性恢复分子机理等方面的研究进展,并讨论了恢复基因在植物分子育种上的应用。     

植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子基础

植物细胞质雄性不育是广泛存在于高等植物中的现象,其表现为母性遗传、花粉败育,但雌蕊正常。细胞质雄性不育在杂交种子生产中起着重要作用,研究其分子作用机制有利于更有效地利用细胞质雄性不育。随着一些不育基因和恢复基因相继被克隆,人们对一些细胞质雄性不育和恢复系统的分子作用机理已经有一定了解。本文综述了近年来对植物细胞质雄性不育基因和恢复基因作用机理研究的进展。