K-77(2)雄性不育小麦花粉壁结构特征

K-77(2)不育花粉内壁比保持系厚将近一倍。在保持系花粉内壁中,有径向排列的、断断续续的、着色深的管状结构。而不育花粉内壁中则没有管状结构,且在不育花粉内壁中形成许多小泡。在花粉粒后期,往往在Z层与内壁连接处断开。推测,由于花粉内壁结构被破坏,影响了正常的营养运输和萌发所需酶的合成而抑制花粉发育。     

K型小麦花粉粒内壁及ATP酶活性与雄性不育的相关性

运用电镜和细胞化学标记技术,研究比较了K型雄性不育系与其保持系花粉粒内壁发育过程中的超微结构和ATP酶活性变化。结果表明,保持系和不育系花粉粒内壁的发生均从花粉第一次有丝分裂后开始,发育初期2种类型的花粉粒质膜上均具有ATP酶活性反应。随着内壁的加厚,保持系花粉粒质膜上的ATP酶活性增加,当内壁加厚到一定程度时,内壁中形成膜性结构的管状通道,在管状通道中具显著的ATP酶活性反应;其成熟花粉粒萌发孔区的细胞质隆起,孔盖被推出,内壁和周围组织具极显著的ATP酶活性反应。不育系花粉粒随着内壁的加厚,质膜上的ATP酶活性变化不明显,内壁比保持系的厚,没有正常的管状通道的形成和ATP酶活性反应;萌发孔区细胞质隆起不明显,孔盖内陷,内壁和周围组织没有ATP酶活性。分析认为,K型小麦雄性不育花粉粒内壁结构的这种畸形变化及ATP酶活性反应的差异,可能是造成花粉粒败育的重要因素。     

小麦胞质不育系花药中脂氧合酶及抗坏血酸过氧化物酶活性的变化(简报)

在花粉单核期和二核期,K型不育系花药的脂氧合酶（LOX）活性低于而T型不育系则高于保持系,两者的抗坏血酸过氧化物酶（AsA-POD）活性均高于保持系。花粉三核期两种类型不育系的LOX活性均明显高于而ASA－POD活性则明显低于保持系。不育系花药的丙二醛（MDA）含量在各发育时期均高于保持系,三核期尤为明显。     

小麦胞质不育系花药中脂氧合酶及抗坏血酸过氧化物酶活性的…

在花粉单核期和二核期,Ｋ型不育系花药的脂氧合酶（ＬＯＸ）活性低于而Ｔ型不育系则高于保持系,两者的抗坏血酸过氧化物酶（ＡｓＡ－ＰＯＤ）活性均高于保持系。花粉三核期两种类型不育系的ＬＯＸ活性均明显于高于而ＡｓＡ－ＰＯＤ活性则明显低于保持系。不育系花药的丙二醛（ＭＤＡ）含量在各发育时期均高于保持系,三核期尤为明显。     

普通小麦雄性不育系及其保持系花粉发育的细胞形态学观察

观察材料为普通小麦品种“小红”做父本、与“早_1”不育系杂交,经连续回交转育而成的高代(B_7F_1)稳定的T型不育系及其保持系。“小红”不育系减数分裂基本正常,花粉发育和保持系相似,在花粉败育过程中有如下异常现象:     

水稻胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层发育过程中的Ca2+分布变化

利用焦锑酸钾沉淀法研究了野败不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层细胞的发育过程及其细胞中Ca2 的分布变化。研究发现保持系绒毡层细胞在单核花粉晚期才开始迅速解体,而不育系绒毡层细胞在花粉母细胞时期就开始出现核膜、细胞膜解体,此过程持续到二核花粉时期。珍汕97A绒毡层细胞从花粉母细胞时期开始,细胞质内有少量颗粒状的Ca2 沉淀;减数分裂时期,绒毡层细胞的内切向壁表面有大量大颗粒的Ca2 沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞周围集聚一层Ca2 沉淀。而保持系绒毡层细胞遮花粉母细胞时期和减数分裂时期细胞内没有Ca2 沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞内的Ca2 沉淀主要分布在解体的细胞质内。推测绒毡层细胞结构发育的异常和Ca2 的异常分布可能与花粉的败育有关。     

水稻胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层发育过程中的Ca2 +分布变化

利用焦锑酸钾沉淀法研究了野败不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B绒毡层细胞的发育过程及其细胞中Ca2 +的分布变化。研究发现保持系绒毡层细胞在单核花粉晚期才开始迅速解体,而不育系绒毡层细胞在花粉母细胞时期就开始出现核膜、细胞膜解体,此过程持续到二核花粉时期。珍汕97A绒毡层细胞从花粉母细胞时期开始,细胞质内有少量颗粒状的Ca2 +沉淀;减数分裂时期,绒毡层细胞的内切向壁表面有大量大颗粒的Ca2 +沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞周围集聚一层Ca2 +沉淀。而保持系绒毡层细胞遮花粉母细胞时期和减数分裂时期细胞内没有Ca2 +沉淀;单核花粉时期绒毡层细胞内的Ca2 +沉淀主要分布在解体的细胞质内。推测绒毡层细胞结构发育的异常和Ca2 +的异常分布可能与花粉的败育有关。     

水稻细胞质雄性不育系及其保持系幼穗发育过程中内源激素？…

利用酶联免疫测定技术研究了水稻细胞质生不育系珍汕９７Ａ及其保持系珍汕９７Ｂ在幼穗发育过程中叶片,幼穗和花药中内源ＩＡＡ,ＧＡ１＋４,ＡＢＡ和ｉＰＡｓ含量的动态变化,结果表明：１）从穗发育的雌雄蕊形成期到三核花粉期,保持系叶片中ＩＡＡ水平高于不育系,并在二核花粉最高;在幼穗和花药中也可保持系为高。２）保持系与不育系叶片中ＧＡ１＋４含量变化趋势相似,均为先升后降,但从单核到三核花粉期以保持系为高;在粉     

水稻细胞质雄性不育系及其保持系幼穗发育过程中内源激素的变化

利用酶联免疫测定技术研究了水稻细胞质雄性不育系珍汕97A及其保持系珍汕97B在幼穗发育过程中叶片、幼穗和花药中内源IAA、GA1＋4、ABA和iPAs含量的动态变化。结果表明,1）从幼穗发育的雌雄蕊形成期到三核花粉期,保持系叶片中IAA水平高于不育系,并在二核花粉期最高;在幼穗和花药中也以保持系为高。2）保持系与不育系叶片中GA1＋4含量变化趋势相似,均为先升后降,但从单核到三核花粉期以保持系为高;在幼穗和花药中也都以保持系为高。3）不育系叶片中ABA水平在幼穗发育早期明显高于保持系,中期与保持系相近,后期又高于保持系;在幼穗和花药中也都以不育系为高。4）保持系叶片、幼穗和花药中iPAs含量始终显著高于不育系。5）保持系叶片中IAA＋GA1＋4＋iPAs与ABA之比值也始终高于不育系。提示不育系叶片、幼穗和花药中IAA、GA1＋4、iPAs和ABA含量出现了异常,且IAA、GA1＋4和iPAs亏缺以及ABA盈积可能与水稻细胞质雄性不育发生有关。     

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.     

VE型小麦不育-保持系的细胞遗传学研究

利用VE型不育系及其蓝粒标记的同型保持系为材料,采用细胞学鉴定方法对其减数分裂中期的染色体结构进行了观察分析,在花粉母细胞MI的主要染色体结构为2n=21”（包括浅蓝粒种子植株和白粒种子植株）,方差分析结果表明染色体结构上存在极显著差异,认为利用蓝位标记的VE型不育保持系为4E染色体的蓝粒基因片段转移而形成的易位系。田间育性调查表明利用这个保持系生产的不育系的不育性是可靠的．同时,由于蓝粒基因片段的易位仍然能够恢复该不育系的育性,证明了4E染色体的育性恢复基因和蓝色胚乳基因位于同一染色体臂上．对保持系和不育系分别与普通小麦和蓝二体附加系的杂种F1减数分裂的细胞学观察表明,VE型不育、保持系确有促进部分同源染色体配对作用,但在这两个组合中多价体的细胞频率较低．     

水稻细胞质雄性不育系及其保持系幼穗发育过程中的多胺代谢

在幼穗发育过程中,不育系和保持系幼穗多胺含量先剧降后稳定或略回升,精氨酸脱羧酶活性快速下降,而二胶和多胺氧化酶活性缓慢下降。从雌雄蕊形成期到花粉母细胞形成期,不育系的多胺含量和精氨酸脱羧酶活性明显低于保持系;不过,两系二胺氧化酶和多胺氧化酶活性却差别不大。外施D-Arg抑制两系Put合成,也抑制以Put为前体的Spd的合成;外施MGBG抑制Spd和Spm的合成;同时,D-Arg或MGBG对不育系花粉育性影响不大,但明显降低保持系花粉育性,D-Arg＋MGBG对花粉育性的降低效应更强;Put和pd＋Spm可抵消（或部分抵消）D-Arg和MGBG的降低效应。且Put＋Spd＋Spm能使不育系花粉的育性得以轻度恢复。     

VE型小麦不育—保持系的细胞遗传学研究

利用ＶＥ型不育系及其蓝粒标记的同型保持系为材料,采用细胞学鉴定方法对其碱数分裂中期的染色体结构进行了观察分析,在花粉母细胞ＭＩ的主要染色体２ｎ＝２１（包括浅蓝粒种子植株和白粒种子植株）,方差分析结果表明染色体结构上存在极显著差异,认为利用蓝粒标记的ＶＥ型不育保持系为４Ｅ染色体的蓝粒基因片段转移而形成的易位系,田间育性调查表明利用这个保持系生产的不育系的不育性是可靠的。同时,由于蓝粒基因片田间育性     

桔梗花粉母细胞减数分裂及雄性败育的细胞生理学研究

以桔梗不育系PA及其保持系PB为试验材料,采用石蜡切片和改良苯酚品红染色压片法对花粉母细胞减数分裂和雄配子体发育过程进行比较,探讨桔梗雄性不育系小孢子形成过程和败育发生的细胞生理学机理。结果表明:(1)桔梗保持系PB花粉母细胞减数分裂的细胞质分裂为同时型,同一花药减数分裂较同步;在中期Ⅰ和中期Ⅱ,少数细胞中可见赤道板外染色体;四分体以四面体为主,成熟花粉粒为二核花粉。(2)不育系PA花粉母细胞减数分裂后期Ⅰ开始出现异常,表现为细胞质形态改变,末期Ⅱ之后细胞质不能分裂,形成异常四分体,胼胝质壁不能溶解,四分体难以释放出游离小孢子而被降解,导致败育。(3)在发育过程中,桔梗不育系花蕾游离脯氨酸、可溶性蛋白含量低于保持系,而SOD活性、丙二醛含量均高于保持系。(4)桔梗不育系PA及其保持系PB花粉母细胞减数分裂和雄配子体发育过程存在明显差异,桔梗雄性败育过程大体可分为4个阶段,即后期Ⅰ细胞质异常、末期Ⅱ之后细胞质不能分裂、四分体难以释放游离小孢子、四分体被降解仅残留碎片。研究认为,桔梗不育花蕾(开花前)生长发育过程中,体内活性氧代谢紊乱、丙二醛积累及游离脯氨酸等"物质代谢损亏"可能是引起桔梗雄性败育的原因。     

云南紫稻细胞质雄性不育系花药发育过程中Ca2+的分布特点

运用焦锑酸钾沉淀法研究了云南紫稻细胞质雄性不育系和保持系花药在发育过程中Ca^2 的分布特点。结果表明,保持系的花粉母细胞和小孢子的胞质内部基本无Ca^2 的沉淀,后期花粉外壁出现Ca^2 的沉淀;保持系早期的绒毡层细胞形态正常,胞内有少量Ca^2 沉淀,后期绒毡层细胞开始凋亡,胞质凝集,胞内出现大量Ca^2 的颗粒。不育系花粉母细胞在减数分裂时期败育,胞质液泡化,内部出现大量Ca^2 的沉淀;不育系绒毡层细胞形态正常,胞内无Ca^2 的沉淀。绒毡层与花粉母细胞、小孢子之间出现大量Ca^2 颗粒。探讨了不育系花药花粉母细胞中以及与绒毡层细胞之间Ca^2 的异常积累与雄性不育的关系。     

细胞质雄性不育水稻幼穗和花粉发育期的蛋白酶活性变化

水稻细胞质雄性不育系珍汕97A,在花粉母细胞形成期以后可溶性蛋白含量迅速降低。单核期仅为花粉母细胞形成期的56％,二核期和三核期分别为花粉母细胞形成期的36．4％和30．3％。保持系珍汕97B虽在花粉母细胞形成期后可溶性蛋白含量降低,但在二核期则有所增高,表现为鞍形变化过程。在花粉母细胞形成期后,珍汕97A的酪蛋白水解酶活性增高,单核期为前一时期的1倍,而珍汕97B的酶活性增幅较小。第一次枝梗分化期珍汕97A的内肽酶活性较珍汕97B高,而雌雄蕊形成期两者的酶活皆降低。整个发育期中珍汕97A的内肽酶活性较珍汕97B高15％至55．5％。珍汕97A在幼穗第一次枝梗分化期时氨肽酶活性较珍汕97B高。第二次枝梗分化期后,不育系和保持系的氨肽酶活性均下降。但花粉母细胞形成期后,珍汕97A的氨肽酶活性迅速增高,三核期达最高水平,这可能意味着此时大量蛋白质被水解。蛋白酶类抑制剂的实验表明,在雌雄蕊形成期后不育系和保持系含有半胱氨酸型氨肽酶和约10％含金属型氨肽酶;而在三核期,保持系的氨肽酶则主要为半胱氨酸型。不育系三核期含有的BAPA内肽酶包括半胱氨酸型、丝氨酸型,以及部分含金属酶类;而保持系三核期的内肽酶仅为丝氨酸型。不育系肽酶类型的变化,可能反映酶基因编码的去抑制。     

辣椒雄性不育系与保持系花药POD、SOD和EST同工酶表达差异研究

利用辣椒质核互作雄性不育材料,采用聚丙酰胺凝胶垂直板电泳技术,研究了在花药发育不同时期,甜椒和辣椒核质互作雄性不育系及其保持系POD、SOD和EST同工酶的差异.结果表明:不育系与保持系,在花药发育的不同时期POD同工酶表达种类及表达活性之间存在差异,其中甜椒不育系在减数分裂期POD同工酶的活性非常低,辣椒雄性不育系在减数分裂期及花粉成熟期分别多一条POD特征带.不育系与保持系之间SOD同工酶的表达活性及其表达种类无明显差异.在减数分裂期和花粉成熟期,甜椒和辣椒不育系与保持系花药EST同工酶酶带均存在明显的差异.     

辣椒细胞质雄性不育与活性氧代谢的关系

通过测定辣椒保护酶活性和膜脂过氧化产物,研究了辣椒胞质雄性不育三系与膜脂过氧化的关系.结果表明,从花粉母细胞减数分裂前至花粉成熟期,三系之间SOD活性无明显差异,不育系花药中的CAT和POD活性均显著或极显著低于保持系和恢复系,而O2-·产生效率、MDA含量则显著或极显著高于保持系和恢复系.同时,在花药发育过程中,由于质、核差异,保持系的CAT活性明显高于恢复系,SOD和POD活性保持系和恢复系之间无明显差异.     

高粱恢复可育基因的非配子融合转移及其后代表现

在同一受精卵中,同时研究三系育性遗传物质之间的相互作用及其表达情况,对于植物雄性不育机理的认识是重要的,如用一般的“(不育系×保持系)×恢复系”的方式是不能实现的。我们采用了把失去受精能力的高粱恢复系5号花粉匀浆涂于母本不育系3197A的柱头上,然后授以保持系3197B的新鲜花粉的方法,使恢复系花粉匀浆参与不育系×保持系的授粉过程,成功地获得了具有3197A、3197B和恢复系5号三者遗传特性的后代,达到了恢复系雄性可育基因通过非配子融合转移的目的。本试验不但为研究植物雄性不育的本质和寻找父本花粉恢复基因的载体创造了条件,而且在育种方法上,为转移某些特异的有益基因,开辟了一条新途径。     

玉米新选细胞质雄性不育系小孢子发育的细胞学观察及DNA甲基化分析

细胞质雄性不育在高等植物中普遍存在,是杂种优势利用的重要工具,为推动植物杂种优势的利用发挥了重要作用。文章以本课题组前期新选的玉米细胞质雄性不育系A1、A2及保持系18(红)为材料,利用石蜡切片技术对不育材料小孢子发育过程进行细胞学观察,采用高效液相色谱法(HPLC)对不同发育时期的叶片及不同发育时期的雄穗DNA进行甲基化分析,从细胞学和表观遗传学角度了解不育系A1、A2的败育机制。结果表明：不育材料A1、A2小孢子发生败育的主要时期为四分体时期至单核小孢子中期。在不育系A2中还存在另一种败育方式,即在花粉母细胞时期表现出败育特征。甲基化分析结果表明,保持系18(红)的叶片DNA甲基化水平从苗期到拔节期迅速上升,而不育系A1、A2叶片DNA甲基化水平基本保持不变;保持系雄穗DNA甲基化水平表现为从花粉母细胞时期到双核期逐渐升高,而不育材料A1、A2从花粉母细胞时期到双核期的雄穗DNA甲基化水平表现为先上升后下降的趋势,达到最高峰的时期均出现在小孢子发育的四分体时期。从小孢子发育的细胞学观察结果可以发现,小孢子败育的主要时期往往具有较高的甲基化水平,推测DNA甲基化水平变化可能与不育材料A1、A2的花粉败育有关。