普通小麦1BL—1RS K,V型雄性不育体系育性恢复的研究

对１ＢＬ－１ＲＳ Ｋ,Ｖ型雄性不育系及其保持素与中国春及其第一部分同源群染色体全部６个缺－四体杂种Ｆ１的育性恢复进行了研究。结果表明：Ｋ型杂种的育笥恢复主要受１ＢＳ上Ｒｆｖ１基因的控制;而Ｖ杂种则受Ｒｆｖ１的１Ｄ染色上育性恢复基因的共同控制;在保持１Ｄ正常剂量的情况下,使恢复系中载有Ｒｆｖ１的１Ｂ染色体（片段）加倍,如１Ａ缺体－１Ｂ四体能使Ｋ,Ｖ型杂种1Ｆ的育性完全恢复。     

不同温度条件下高粱温敏雄性不育系冀130A 育性变化规律及花粉败育研究

以回18A为母本、抗蚜保持系130B为父本,回交8个世代育成夏播高粱不育系冀130A。在选育过程中发现,冀130A的不育度受温度影响。为进一步了解温度对该不育系育性的影响,明确影响育性的临界温度,为杂交制种提供依据,对其进行了播期试验、异地种植和关键时期不同温度处理试验,结果表明:旗叶伸展至抽穗期间平均气温低于23℃,不育度为100%,株间无差异;平均气温高于23℃,部分花粉可育,随着温度升高,可育花粉增多,平均气温超过26℃可明显观察到可育花粉,自交结实率可达30%,株间有差异。通过石蜡制片及显微摄影观察,对不同温度处理条件下花药和花粉特征进行了研究。结果显示:低温导致绒毡层细胞出现明显异常,主要表现为液泡化、径向肥大和延迟退化;低温条件下早期败育的花药,造孢细胞或花粉母细胞较早出现解体,无单核花粉粒产生。旗叶伸展至抽穗期间温度高于26℃时,花粉母细胞减数分裂形成单核花粉粒,之后部分花粉粒出现畸形,但仍有约40%的正常花粉粒可以存活到花药开裂并散粉。低温导致绒毡层细胞出现异常,是花粉败育的主要原因。冀130A的育成,扩大了高粱不育系的差异,有利于商业化的高粱杂交种选育,同时为深入研究高粱不育系的败育机理提供了新种质资源。对冀130A育性转换特性研究为利用该不育系进行杂交种制种选择制种区域和播期奠定了基础。     

小麦温敏不育系YM3314的温敏特性及育性转换

以YM型小麦温敏雄性不育系YM3314为材料,通过分期播种和剪穗再生分蘖的育性试验分析各播期材料的育性与对应发育时期的气象因子相关性,以揭示YM型小麦温敏雄性不育系的温敏特性及其育性转换温度条件.结果表明:YM3314秋播完全不育或育性有稍微波动,春播稳定部分可育;各播期材料的育性与孕穗期和抽穗期日平均温度呈极显著正相关,而与孕穗期的平均相对湿度呈显著负相关;孕穗前5日至抽穗后5日是YM3314育性转换的关键时期,该段时期日平均气温达到18.18℃以上表现部分可育,低于18℃表现不育.研究证实,YM3314具有温度敏感特性,育性转换的敏感时期在孕穗前5日至抽穗后5日,育性转换的临界温度约18℃左右,在二系杂交小麦研究中有重要的利用价值.     

粘、易、偏型非1BL／1RS小麦雄性不育系育性恢复性研究

以粘、易、偏型非1BL/1RS不育系ms(kots)-90-110、ms(var)-90-110为母本,一些优良小麦品种（系）为父本,广泛进行测交和育性恢复性分析,结果表明：（1）粘、易、偏型非1BL/1RS不育系不同于相同细胞质背景下1BL/1RS易位型不育系,突出地表现为：不育性稳定,恢复源广泛,高恢复度恢复系在普通小麦中占较大比例,且F1育性变异幅度小,变异系数低,并可将二者视为选择优良恢复系的辅助指标（2）粘、易、偏型非1BL/1RS不育系安全克服了同质1BL/1RS不育系产生单倍体的缺点,不育系和测交F1无单倍体产生;（3）粘、易、偏型非1BL/1RS不育系持有的易恢复性特点,为常规育种的最新成果直接应用于杂种小麦组配强优势组合创造了极有利条件。     

二角型小麦雄性不育系花粉败育的细胞学研究

应用石蜡切片和醋酸洋红压片法,从细胞学角度对4个同质异核二角型小麦雄性不育系ms(bicor)-8222、ms(bicor)-80(6)、ms(bicor)-5-4及ms(bicor)-5-8的花粉败育过程进行了比较研究。结果表明：(1)4种不育系败育特点总趋势基本雷同,但也因特定核型亦存在一些差异;(2)二角型雄性不育系小孢子发生与其保持系相似,花粉败育就花药而言,中层有延迟退化、解体的趋势,就花粉粒而言,败育主要发生在二细胞花粉粒后期至三细胞花粉粒期;(3)4个不育系花粉败育异常,主要表现为二分体细胞内有微核出现,内缘壁周缘细胞均呈次生纤维状增生;维管束鞘细咆排列不规则,花粉大小不一;(4)花粉败育与营养供应无直接关系,细胞核对花粉育性及育性相关性状相对细胞质影响较小。     

YS型小麦温敏雄性不育系A3017育性相关基因的SSH分析

以人工气候箱控温条件下YS型小麦温敏不育系A3017的不育幼穗和可育幼穗为材料,分别构建了不育和可育条件下基因特异表达的抑制消减杂交cDNA文库.在两个库中分别随机挑选100个阳性克隆进行测序,经BLAST序列比对分析,共获功能已知的EST 78条.比较发现,不育条件下与细胞质相关的基因表达数量(63.4%)远高于可育条件下的基因数量(35.1%),参与蛋白质合成、蛋白质修饰/加工/储藏、转运和信号传递过程基因的比例也均高于可育条件下的,而参与能量代谢过程基因的比例则明显偏低.分析认为,在不育和可育条件下的基因表达差异可能是导致温敏雄性不育系育性变化的关键,这为进一步从分子基础上揭示YS型小麦温敏雄性不育系育性转换机制奠定了基础.     

结球白菜温度敏感细胞质雄性不育系CMS7311育性转换的研究

在人工控温和田间自然变温条件下,研究了结球白菜9Brassica campestris L.ssp.penkinsis)胞质雄性不育系CMS7311育性转换的温度特征。结果表明：随温度变化CMS7311有明显的育性转换,人工恒温和人工变温条件下诱导CMS7311发生育性转换（不育→可育）的温度范围为日均温6－12℃,有效诱导的最短时间为3d,显诱导的温度范围为6－9℃。自然变温条件下,有效诱导的温度低限为日均温3.5-6.8℃,但诱导育性转换的最短时间要适当加长。无论恒温还是变温,在日均温9℃下处理9d育性转换达到最大,接近正常可育（0级或1级）。正常情况下,温度处理后到发生育性转换大约需要10－16d,育性转换发生在孢原细胞形成至花粉分化阶段。由于白菜生长的顶端优势作用,在相同诱导条件下,同一植株侧枝较主枝的育性转换时间晚8－10d,且转换程度较弱。     

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。     

YS型小麦温敏不育系育性转换基因的cDNA-AFLP分析

对YS型小麦温敏雄性不育系A3017不育与可育条件下不同发育时期的幼穗提取mRNA,进行cDNA- AFLP表达差异分析,64对引物组合获得差异片段1160个。统计分析表明,单核期表达的差异片段数最多,认为这一时期是育性转换的关键时期。对其中12个在不育或可育条件下表达的差异片段进行同收、克隆、测序,经 BLAST序列比对分析表明,可育条件下的4个EST与物质转运和能量代谢过程的铁转运蛋白1和ATP合酶α亚基,基因表达调控的反转录转座子跳跃多聚蛋白和转座子相似序列同源。不育条件下有5个EST与细胞内信号传导的ZCCT转录因子和光敏色素蛋白,基因表达调控的转座酶、染色体浓缩因子和亮氨酸富集蛋白的编码基因同源。结果表明YS型小麦温敏雄性不育系A3017的育性转换与细胞内基因表达调控、物质和能量代谢及信号传导过程有关。     

二角山羊草细胞质小麦雄性不育系的育性特异性分析

利用大量小麦亲本材料和优良品种(系)与具有粘果、易变、偏凸和二角山羊草细胞质的小麦雄性不育系杂交,并对其杂交F1过氧化物同工酶进行了分析,结果表明：(1)二角山羊草细胞质与小麦核内的遗传物质组成两个不同的核质互作不育系统,粘、易、偏型不育系育性基本表现一致,而二角型不育系除了与前三种不育系具有相同的1BL／1RS保持系以外,对某些小麦近缘植物的杂交后代材料还表现出育性特异性。(2)粘、易、偏和二角型同核异质不育系5-1及其与V9125杂交F1过氧化物同工酶分析表明,粘、易、偏和二角型不育系5-1过氧化物同工酶带型基本表现一致,粘、易、偏不育系5-1与V9125杂交F1过氧化物同工酶带型基本表现一致,而二角型不育系5-1杂交F1过氧化物同工酶则表现出酶带减少变弱。     

温敏不育系A3314在中国不同生态地点的育性表现

利用作者参与发明的ZL00105488．0专利方法选育的小麦温度敏感不育系A3314在中国元谋、杨陵、石家庄、互助、依安、贵阳、武威7个不同纬度地点种植的自交结实率,结合各点光温条件的分析表明：A3314在黄淮冬麦区、云贵冬麦区、西北春麦区、东北春麦区各点,按当地小麦生产正季播种均表现稳定雄性不育;而在黄淮和云贵冬麦区春播(夏播)则自交结实,适宜条件下自交结实率可达60％以上。说明该温敏不育系的雄性育性受温度的制约,而与日长无明显相关。根据A3314的育性表现,推测它在中国大部分小麦产区均可安全用于杂交小麦制种。     

两类二角山羊草细胞质小麦雄性不育系的细胞学研究

对具有二角山羊草(Aegilops bicornis)细胞质的同质异核1BL／1RS型小麦雄性不育系ms(Ae．bicornis)-5-1和非1BL／1RS不育系ms(Ae．bicornis)一V9125进行了花药发育细胞学分析。幼穗染色体制片显示,1BL／1RS不育系ms(Ae．bicornis)-5—1减数分裂正常,非1BL／1RS不育系ms(Ae．bicornis)-V9125减数分裂期染色体排列不整齐,出现不正常的四分体和含微核的小孢子。花药发育的细胞学观察表明,1BL／1RS不育系ms(Ae．bicornis)-5—1表现为染败,花药各壁层的发育是正常的;BC3代的非1BL／1RS不育系ms(Ae．bicornis)-V9125表现为园败,且发生了药室合并现象,从细胞学角度证明了二角型小麦不育系存在两个核质互作不育系统。     

几种小麦雄性不育系育性恢复性的比较研究

以三种小麦胞质雄性不育系(Q型不育系、T型不育系和 AL型不育系)与 13 个 Q型胞质恢复系进行杂交,以花粉碘染率为指标,比较研究了不同恢复系对不同不育系的恢复度。研究发现,尽管 Q型胞质恢复系本身育性正常,但它与Q型不育系杂交后所得 F1 代,育性有较大变幅,花粉碘染率 0.177 7~0.774 7。有些恢复系如QR3、QR3 37、QR30207等对AL型不育系、恢复系 QR2 143 对 T型不育系的恢复度(杂种花粉碘染率)较高,达0.85以上。在对供试恢复系对不同不育系的恢复度进行 t检验后发现,这三种不育系在恢复程度上无显著差别,说明它们可能是同类不育系,或者可能是所涉及的恢复系具有广泛恢复能力。在上述三种类型不育系中,QA92 8的可恢复程度偏低,其原因可能是其核遗传背景不同。     

Identification of a UDP-glucosyltransferase conferring deoxynivalenol resistance in Aegilops tauschii and wheat

Aegilops tauschii is the diploid progenitor of the wheat D subgenome and a valuable resource for wheat breeding, yet, genetic analysis of resistance against Fusarium head blight (FHB) and the major Fusarium mycotoxin deoxynivalenol (DON) is lacking. We treated a panel of 147 Ae. tauschii accessions with either Fusarium graminearum spores or DON solution and recorded the associated disease spread or toxin-induced bleaching. A k-mer-based association mapping pipeline dissected the genetic basis of resistance and identified candidate genes. After DON infiltration nine accessions revealed severe bleaching symptoms concomitant with lower conversion rates of DON into the non-toxic DON-3-O-glucoside. We identified the gene AET5Gv20385300 on chromosome 5D encoding a uridine diphosphate (UDP)-glucosyltransferase (UGT) as the causal variant and the mutant allele resulting in a truncated protein was only found in the nine susceptible accessions. This UGT is also polymorphic in hexaploid wheat and when expressed in Saccharomyces cerevisiae only the full-length gene conferred resistance against DON. Analysing the D subgenome helped to elucidate the genetic control of FHB resistance and identified a UGT involved in DON detoxification in Ae. tauschii and hexaploid wheat. This resistance mechanism is highly conserved since the UGT is orthologous to the barley UGT HvUGT13248 indicating descent from a common ancestor of wheat and barley.     

粘型小麦不育系育性恢复性的细胞遗传学研究

利用5个粘性不育系分别与中国春的二体,1B重双端体及1B°1D^Ⅳ缺四体杂交,调查其F1的育性及其F1减数分裂中期Ⅰ的染色体配对情况和后期Ⅰ出现落后染色体的细胞频率。结果表明：（1）5个不育系与中国春二体杂交F1的自交结实率存在明显差异。中国春的1B重双端体使5个不育系的自交结实率大幅度下降,中国春的1B°1DⅣ缺四体使各不育系表现全不育;（2）5个不育系和3个父本杂交F1减数分裂中期Ⅰ出现单价体细胞的频率与其后期Ⅰ出现落后染色体细胞的频率不存在直接相关;（3）5个不育系与中国春二体的杂交F1自交结实率与其减数分裂中期Ⅰ出现单价体细胞的频率呈正相关。相关系数为0.9695**,与后期Ⅰ出现落后染色体细胞的频率不直接相关。