不结球白菜细胞质雄性不育相关基因的克隆及表达

从不结球白菜CMS新种质中分离得到的一个cDNA-AFLP差异片段,采用RT-PCR和RACE技术成功克隆了一个α-微管基因的cDNA全长序列,命名为TUBA2(DDBJ登录号为AB445012)。序列分析结果表明,该基因全长1 709 bp,最大开放阅读框为1 353 bp,编码450个氨基酸序列,与已公布的α-微管基因有较高的同源性。系统进化树分析发现,该基因在不同植物间具有高度保守性。Southern杂交表明TUBA2属于不结球白菜多基因家族的一个单一克隆基因。实时定量RT-PCR检测表明,该基因在不育系中的表达量显著低于保持系,同时在不同组织和细胞减数分裂不同时期该基因的表达量也存在明显差异。     

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)。     

不结球白菜新种质P70-203雄性不育细胞质类型的鉴定

本研究根据OguraCMS、PolimaCMS的不育性状相关的线粒体基因序列设计特异引物,对不结球白菜雄性不育系新种质P70-203及其保持系P60-27-1进行PCR分析.研究结果表明,Polima引物P3/P4,P5/P6在不育系与可育系中均无扩增条带;Ogura引物P1/P2在不育系中扩增出750 bp的特异片段,但可育系中无扩增条带.将扩增的特异条带回收并测序,将得到的测序结果在NCBI中进行Blastn同源性比较,结果与青花菜Ogura(登录号:EU604643)和萝卜Ogura(登录号:AB055438)细胞质雄性不育同源性均达到99%.从分子角度初步推测:该雄性不育系新种质P70-203具有Ogura细胞质.     

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.     

诱导二倍体和同源四倍体白菜细胞质雄性不育系不定芽培养基的筛选

以二倍体和四倍体白菜细胞质雄性不育系的子叶为外植体,采用正交设计研究TDZ(0.1、0.5、1.0 mg·L-1)、NAA(0.1、0.5、0.8 mg·L-1)和AgNO3(0、5、10mg·L-1)三因素三水平诱导不定芽的结果表明:二倍体的不定芽再生优化培养基为MS 1.0 mg·L-1TDZ 0.8mg·L-1NAA 5 mg·L-1AgNO3(其再生率为80.7%),三因素影响的顺序为:NAA＞AgNO3＞TDZ;四倍体的不定芽再生优化培养基为MS 0.5 mg·L-1 TDZ 0.5 mg·L-1 NAA 10 mg·L-1 AgNO3(再生率为83.3%),三因素影响的顺序为:AgNO3＞NAA＞TDZ.后者所需TDZ/IAA的比值低于前者.     

不结球白菜雄蕊心皮化雄性不育系HGMSⅡ特性研究

对不结球白菜雄蕊心皮化雄性不育系HGMS和HGMSⅡ进行花器形态比较、同功酶分析及结实性研究.结果表明:HGMSⅡ较好地保留了HGMS花瓣萼片化、雄蕊心皮化鲜明特征,而且花瓣EST和POD同功酶酶带与萼片酶带基本相同,心皮化器官EST和POD同功酶酶带与雌蕊酶带相同.与完全雄蕊心皮化的HGMS相比,HGMSⅡ雄蕊心皮化突变主要发生在花药部位,导致花药丧失了产生花粉的能力,从而保留了HGMS不育性稳定、彻底的优良特性.与HGMS相比,HGMSⅡ开花习性明显改善,柱头表面花粉明显增多,雌蕊发育基本正常,单株平均籽粒产量达到8.96 g,较HGMS增加了7.17 g,增幅达401%,结实性得到了显著提高.     

二角型小麦雄性不育系育性恢复性的研究

以5个同质异核二角型小麦雄性不育系ms(bicor-8222,ms(bicor)-83(37)65,ms(bicor)-偃师9号,ms(bicor)-80(6)及ms(bicor)-90-110为基本材料,与一批优良小麦品种（系）及部分亲本材料为父本进行测交,获得211个组合,考察其F1育性,结果表明;（1）5个同质异核不育系,除二角型非1B/1R不育系ms(bicor)-90-110与二角型1B/1R不育系ms(bicor)-83(37)65,ms(bicor)-偃师9号之间平均恢复度差异显著外,4个1B/1R不育系之间平均结实率差异不显著;（2）对同一不育系而言,与不同恢复系测交,其恢复度呈现连续变异;（3）同型非1B/1R不育系较1B/1R不育系恢复度普遍高;（4）对同一恢复系而言,各不育系测交F1的恢复度差异显著。     

我国棉花细胞质雄性不育系育性恢复的遗传基础：Ⅱ.恢复基因与育性增…

以引自美国的哈克尼西棉细胞质雄性不育系ＤＥＳ－ＨＡＭＳ２７７及其恢复系ＤＥＳ－ＨＡＭＦ２７７为对照,对我国５个棉花细胞质雄性不育系进行了育性恢复的遗传学研究。研究结果：５个不育系的育性恢复受两个独立的显性基因控制,Ｒｆ１和Ｒｆ２称为恢复基因,其中Ｒｆ１为完全显性,Ｒｆ２为部分显性,Ｒｆ１对育性恢复的遗传效应大于Ｒｆ２。育性恢复还可被一个称为育性增强基因（Ｅ）的基因所促进,Ｅ基因与Ｒｆ１和Ｒｆ２基因     

提高光敏感雄性不育水稻花粉单倍体育种效率及不育花粉植株育性转换特点的研究

比较了(光敏s/正常品种)F_1及F_2为供体亲本,对在花药培养时所获得的花粉植株中不育个体/全部花粉植株之比例的影响。结果表明,以F_1为供体亲本,在所获得的二倍体花粉植株(A_1)中,不育株(长日下)约占20%左右;而从F_2分离的不育株为供体亲本,相应的比例为90%左右。对获得不育的花粉植株而言,供体亲本经过F_2的选择,在花粉一代中可以提高育种效率3—4倍。指出,以培育光敏感雄性不育系为目的的花药培养,与一般育种之花药培养采用杂种F_1为供体亲本不同,不仅应对杂种F_2代在长日照条件下进行不育株的选择,而且应在短日照下对这种不育株作育性转换的双重选择。以这种个体作为花药培养的供体亲本,可以大大提高育种效率。 在长日照下表现不育的花粉植株的育性转换具多样性。来自同一组合的不育花粉植株在晚造(短日照)条件下,其花粉有的染色,频率高且稳定;有的虽然可变为染色,但频率不高或不稳定或二者兼有;有些却一直不为Ⅰ-KⅠ染色,或即使染色频率也在10%以下。这一结果与收集全国各地15个光敏核不育系在本昕同期种值条件下的反应十分吻合。这说明通过花药培养,从特定的组合培育出所需要的光敏/光温互作或温敏型的核不育系的可能性是存在的。     

Investigation on the Sterility Changeover of Male Sterility Line CMS7311 in Heading Chinese Cabbage (in English)

Sterility changeover induced by low temperature in male sterility line CMS7311 of heading Chinese cabbage ( Brassica campestris L. ssp. penkinsis ) was investigated under constant temperature, day/night alternating temperature in light-growth-incubator and outdoor natural day/night alternating temperature respectively. It showed that the sterility of CMS7311 has significant change with temperature. The constant temperature of 6-12℃ was suitable to induce the changeover of sterility (CGS) of CMS7311; the shortest treatment time for CGS induction at this temperature was 3 d. The significant value of sterility changeover of CMS7311 occurred at the constant temperature of 6-9℃ after treatment for 6-9 d. The intensity of CGS was stronger under constant temperature than under alternate temperature, but the shortest treatment time inducing CGS has no difference between them. When treated for 9 d under the day/night alternating temperature of 11/7 ℃, its sterility could also turn to normal fertility (near to sterile grade 1 or zero). In normal condition, the interval from the end of temperature treatment to the beginning of CGS induction was 10-16 d. In the condition of natural day/night alternating temperature, the lower limit of temperature for effective CGS induction was at the daily mean temperature (DMT) of 3.5-6.8℃, and the shortest treatment time which could induce the sterility changeover was also longer than that under constant temperature, being 11 d at DMT of 1.5-3.1℃. In addition, for the apical dominance, the flower bud on the first lateral branch showed the CGS 8-10 d later than the flower bud on the main stem under the same temperature with the same days of treatment. The intensity of CGS of CMS7311 on the first lateral branch was also weaker than the flower bud on the main stem.     

大白菜温敏雄性不育系育性转化相关基因的cDNA-AFLP分析

为了分析大白菜温敏雄性不育系TsCMS7311育性转化的相关基因,先对现蕾的TsCMS7311低温处理,然后不同时间连续提取幼蕾(≤1.0 mm,包括顶端分生组织)的RNA,进行cDNA-AFLP表达差异分析.结果表明,用256对引物扩增出连续性差异片段212条,按照时间顺序,划分为4种差异带类型,即无→有→无"、有→无→有"、无→有"、有→无".在175条低温诱导产生的差异带型中,无→有→无"类型165条,占总差异带的78%;无→有"类型10条,占总差异带的5%.对部分差异片段进行回收、克隆、测序,共得到100条序列,其大小为100~700 bp.经BLAST序列比对分析发现,温度调控的育性转化与新陈代谢、能量、防御、细胞构建、蛋白质合成及运输、转录翻译、细胞通信及信号转导等相关蛋白有关.     

不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系花药发育的解剖学研究

以秋水仙素人工诱变获得的不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系为材料,采用石蜡切片法研究其花药发育过程.结果显示:四倍体Pol CMS与保持系花药发育差异明显,不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期,不形成药室,属无花粉囊型.极少数温敏型花药能产生1~2个花粉囊,但四分体时期绒毡层提早退化,导致成熟小孢子数目减少.四倍体保持系花药发育过程与二倍体基本一致,同一时期的可育小孢子四倍体比二倍体大,二倍体花粉粒都为3个萌发孔,而四倍体多为4个萌发孔.四倍体保持系同一花粉囊中花粉粒发育有不同步现象,花粉粒败育频率比二倍体高.研究表明,不结球白菜同源四倍体Pol CMS比其二倍体Pol CMS不育更彻底,更具应用性.     

大白菜线粒体DNA有效、快速提取方法

目的:建立一种有效、快捷的大白菜线粒体DNA(mtDNA)提取方法。方法:采用差速离心和蔗糖衬垫相结合的方法先从大白菜胞质雄性不育系及保持系叶片中分离出线粒体,然后用SDS—蛋白酶K裂解法提取mtDNA。结果:琼脂糖凝胶电泳表明,采用该方法提取的mtDNA片段大小在30~45kb之间,电泳条带清晰,无明显降解发生;以提取的mtDNA为模板进行RAPD反应,不育系和保持系均扩增出较多的条带,而且呈现出丰富的多态性,大小分布在500bp-3000bp之间,且条带清晰,没有脱尾现象。结论:该方法提取mtDNA,省时、省钱,对实验设备要求较低,而且分离出的mtDNA质量较高,能满足后续分子生物学研究工作需要。     

大白菜细胞质雄性不育系和其保持系的RAPD分析

利用RAPD技术对大白菜细胞质雄性不育系CMS341-7和其保持系3411-7的基因组DNA进行了比较分析,共使用了269个随机引物,其中有163个引物在两系之间都得到了扩增产物,79个引物扩增结果在两系之间表现出了遗传多态性。找到了不育系和保持系的特异扩增条带CMSOPL01670和MOPB04600。并对这些特异片段的来源及其在细胞质雄性不育中的作用进行了讨论。     

大白菜及近缘作物核不育两用系的育性遗传多样性探讨

在大白菜及其近缘芸薹属作物中,根据仅表现可育和不育这类核不育材料遵循孟德尔规律的事实,提出了育性遗传多样性通式GMS=[(Mf>Ms>mf>ms)±a＋b]n（a=0,1,2;b=0,1,2;n=1,2,3）,并就此展开了讨论。 Abstract：Based on the fact that within the heading Chinese cabbabe-pe-tsai and related crops,those genic sterile materials showing only fertility and sterility follow Mendel law,fertility hereditary diversity formula GMS=[(Mf>Ms>mf>ms)±a＋b]n（a=0,1,2 b=0,1,2 n=1,2,3） was presented and discussions were made.     

甘蓝胞质雄性不育系及其保持系花药和叶片生化特性分析

对甘蓝胞质雄性不育系CMS158及其保持系花药激素、游离氨基酸和叶片叶绿素含量进行了比较研究。结果表明,不育系花药KT和IAA含量极显著低于保持系,GA含量不育系和保持系没有显著差异。游离氨基酸总量不育系花药极显著高于保持系,脯氨酸和胱氨酸含量不育系花药极显著低于保持系,赖氨酸含量两系无明显差异,苏氨酸在两系中均未检出,其余氨基酸含量均是不育系花药高于保持系;不育系花药中丝氨酸含量最高,保持系花药中脯氨酸含量最高,两系中天冬氨酸和脯氨酸含量的差异最大。叶片叶绿素含量不育系和保持系无显著差异。     

植物细胞质雄性不育分子机理研究进展

本文从线粒体基因组、线粒体基因、线粒体转录RNA、线粒体蛋白、转基因植物以及花粉败育机理六个方面详细介绍了植物细胞质雄性不育分子生物学研究的技术和方法。综述了植物细胞质雄性不育分子机理研究的进展 ,并对植物细胞质雄性不育分子机理的前景作了展望。     

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。     

胞质雄性不育系冀2658A细胞质对陆地棉主要性状的影响

利用棉花(Gossypium hirsutum)雄性不育不仅可以培育优质的杂交种,还能提高棉花制种效率并降低制种成本。该研究以冀2658系及其同核异质不育系冀2658A为母本,以6个恢复系为父本配制12个杂交组合。利用F1代研究棉花细胞质对棉花农艺性状、抗病性、种子中粗脂肪和粗蛋白含量、纤维品质及产量性状的影响。结果表明,冀2658A的细胞质主要影响棉花杂交种F1代的产量相关性状、黄萎病抗性及棉籽粗脂肪含量等,表现为衣分显著降低(比对照组低1.61%),黄萎病抗性增强(黄萎病指数比对照组低18.29%),棉籽中的粗脂肪含量降低(比对照组低2.88%)。该研究初步探讨了胞质不育型细胞质对陆地棉主要性状的影响,为陆地棉胞质雄性不育系的利用提供了理论参考。