水稻雄性不育一恢复基因的阈性状和剂量效应假说

杂交水稻不育一恢复基因的遗传行为比较复杂,现有的关于该方面研究的报道不足以解释杂交水稻不育一恢复基因的遗传机理。本文提出杂交水稻不育一恢复基因的阑性状和剂量效应假说,其主要论点有二：(1)恢复基因只有剂量效应,没有显隐性之分,一个品种恢复力的强弱依赖于该品种携带恢复基因的剂量;(2）不育一恢复这一性状属于闻性状,是核质互作的结果,当合子中恢复基因的剂量达到某rA值时,激活了不育系细胞质的育性,因此对于某一不育系来说,其相应的恢保关系可以分为三大类：没有恢复能力的L型品种,可作为保持系;具有完全恢复能力的H型品种,可以作为恢复系;具有部分恢复能力的M型品种。根据此假说得到的推论能够解释杂交水稻不育一恢复基因的遗传行为。     

普通小麦D2型CMS系的育性基因及其遗传特性

通过研究普通小麦D^2型CMS－育性恢复体系中育性基因的种类及其遗传特性。结果表明：（1）D^2型不育系具有较好的不育性保持与恢复特征,在一般的普通小麦品种（系）中具有广泛的恢复（基因）源、可恢复度高（恢复度超过50％的品种或品质占到33．61％）,也能较容易地转育出新的不育系（完全保持不育性的品种或品系占到25．21％）,这一特征明显优于现有T、K、V型等不育系。（2）D^2型不育系的不育性受核内不育基因和抑制基因控制,相应的核基因型分为Al（不育基因）、A2（不育基因＋抑制基因）两类;恢复纱的恢复性受核内主效恢复基因、微效恢复基因和抑制基因控制,相应的核基因型分为C1（主效恢复基因）、C2(驻效恢复基因＋微效恢复基因）、C3（微效恢复基因）、C4（主效恢复基因＋抑制基因）、C5（主效恢复基因＋微效恢复基因＋抑制基因）、C6（微效恢复基因＋抑制基因）6种。环境条件的变化对育性基因、尤其是微效恢复基因和抑制基因的遗传效应有不同程度的影响。D^2型不育有效杂交组合的模型为：A1＋C1`A1 C2、A2＋C2。（3）D^2型不育系等位恢复基因的遗传表现为不完全显性,非等位恢复基因的遗传表现出积效应,这正是强恢复系德育的理论依据之一。     

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。     

萍乡显性核不育水稻育性相关基因的定位和遗传分析

萍乡显性核不育水稻(Pingxiang Dominant Genic Male Sterile Rice,PDGMSR)是在水稻中首次发现的显性核不育材料,其育性由两对显性基因互作控制,一对是萍乡显性核不育基因Ms-p,另一对是显性上位恢复基因(dominant epistatic fertility restorer gene,Rfe)。两者共同存在时显性上位恢复基因能抑制不育基因的表达,从而使育性表现可育。本实验用一个对萍乡显性核不育水稻有恢复能力的水稻品种E823与萍乡显性核不育水稻配制杂交组合,将(萍乡核不育水稻/E823)F2作为定位群体,根据F3株系的育性分离,选择育性分离株系对应F2单株(基因型为Ms-pMs-pRefrfe和Ms-pms-pRferfe)构建可育池,用对应F2株系中的不育单株(基因型为Ms-pMs-prferfe或Ms-pms-prferfe)构建不育池,将显性上位恢复基因Rfe定位在水稻10染色体RM311和RM3152一侧,遗传距离分别为7.9cM和3.6cM。根据已有的Ms-p的定位结果,合成10染色体部分微卫星引物,对不育单株进行分析,发现RM171和RM6745位于Ms-p的两侧,距离分别为0.3cM和3.0cM。根据10染色体的测序结果,将Ms-p界定在约730kb的范围内,并构建了Ms-p的电子重叠群。植物显性核不育的育性恢复机理存在“复等位基因”和“显性上位互作”两种假说,贺浩华等用经典的遗传学方法证明了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。理论上认为,确定其遗传机理最为有效的方法是基因定位,如果不育基因和恢复基因位于同一位点,则其遗传机理属于“复等位基因”,否则为“显性上位互作”。本实验将不育基因和恢复基因定位在水稻10染色体不同的位点,用基因定位的方法证实了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。     

多子房性状应用于杂种小麦的研究：Ⅰ.多子房性状基因和细胞 …

利用单体分析和多亲本常规杂交,研究发小麦多子房性状基因遗传传递规律和细胞质效应。结果表明：小麦多子房性状有显、隐性两种基因类别,均位于６Ｂ染色体;粘果山羊草和偏凸山羊草细胞质对Ｆ１杂合显性多子房性状具有抑制表达作用。多子房小麦对Ｋ、Ｖｅｎ型不育系有着不同程度的育性恢复能力,恢复度变幅为４．８２％￣４８．６７％。     

多子房性状应用于杂种小麦的研究Ⅰ.多子房性状基因和细胞质效应

利用单体分析和多亲本常规杂交 ,研究了小麦多子房性状基因遗传传递规律和细胞质效应。结果表明 :小麦多子房性状有显、隐性两种基因类别 ,均位于 6B染色体 ;粘果山羊草和偏凸山羊草细胞质对 F1杂合显性多子房性状具有抑制表达作用。多子房小麦对 K、Ven型不育系有着不同程度的育性恢复能力 ,恢复度变幅为 4.82 %～ 48.67%。     

水稻光(温)敏核不育系与核质互作不育系的遗传关系剖析

1991─1992年,分析了7个光(温)敏核不育系与15 个核质互作不育系杂交F1及部分F2植株在长日照和短日照条件下的育性表现,结果清楚地表明,有些光敏核不育系能够保持核质互作不育系的雄性不育性,有些光(温)敏核不育系则能够恢复或部分恢复; 有些光敏核不育系对某一核质互作不育系具有保持能力,对另一核质互作不育系则具有恢复能力; 并初步推测光(温)敏核不育基因与核质互作不育基因是独立发生的,当核质互作不育系中细胞质和细胞核的隐性不育基因一起作用时,能够掩盖光(温)敏不育基因及其育性恢复基因的表达。     

油菜优质新不育系黔油2AB选育及遗传研究

利用双低油莱品种油研2号的天然不育可遗传突变株,采取田间选择和品质筛选相结合、不育株后代连续兄妹交保持纯化的定向培育方法,育成甘蓝型油莱双低不育系——黔油2AB。经田间性状和遗传鉴定表明：其恢保关系有别于其它不育源,育性受两对细胞核显性基因(杂合型两型系)控制,属细胞核显性不育系;该不育系芥酸含量低于1％、硫甙含量低于30μmol／g,含油量达40％以上;其育性分明、不育性稳定而彻底;具有田间长势强、经济性状好,较抗(耐)油菜菌核病和配合力较强等优点,是开展优质杂交油菜品种选育的重要亲本材料。     

水稻7种不同细胞质源滇型不育系间恢保关系研究

本研究选用7种细胞质源不同的滇型不育系为母本,10个常用品种或品系为父本,得到70个杂交组合.通过分析70个杂交后代的花粉可育度和自然结实率可知,这7个细胞质源不同的滇型不育系之间的保持关系基本一致;5个滇一型恢复系对这7个不育系的恢复能力差异较大.鉴于7种不同细胞质源不育系的保持关系相同,使转育同核异质不育系成为可能,从而为实现滇型杂交水稻细胞质多样化提供了实验依据.     

油菜优质新不育系黔油2AB选育及遗传研究

利用双低油菜品种油研2号的天然不育可遗传突变株,采取田间选择和品质筛选相结合、不育株后代连续兄妹交保持纯化的定向培育方法,育成甘蓝型油菜双低不育系--黔油2AB.经田间性状和遗传鉴定表明其恢保关系有别于其它不育源,育性受两对细胞核显性基因(杂合型两型系)控制,属细胞核显性不育系;该不育系芥酸含量低于1%、硫甙含量低于30μmol/g,含油量达40%以上;其育性分明、不育性稳定而彻底;具有田间长势强、经济性状好,较抗(耐)油菜菌核病和配合力较强等优点,是开展优质杂交油菜品种选育的重要亲本材料.     

水稻白化苗性状的遗传分析

携有白化苗性状的水稻品种金龙与不含有白化苗性状的其它九个水稻品种杂交,F1苗期表现全绿,F2苗期绿叶苗与白叶苗的分离比经X^2测验完全符合3：1的遗传模式,从F2中选出的白苗F3仍表现为白化苗,从F2中选出的绿苗F3里面有的株系表现为全绿（即绿苗纯合体）,有的株系表现为分离,仍符合3：1的分离比。水稻白化苗性状由隐性单基因控制,不受细胞质的影响。结合两系杂交制种及杂交稻生产,利用杂交手段,已经成功地转育出含有纯合白化苗基因的不育系。     

水稻育性调控的分子遗传研究进展

杂交水稻为世界粮食安全做出了重要贡献。细胞质雄性不育和光/温敏不育分别是三系和两系杂交稻生产利用的遗传基础,而(亚)种间杂种不育则是杂交稻生产中要克服的主要技术瓶颈。因此,水稻育性调控是杂交水稻生产技术的关键,也是研究植物核质互作和物种生殖隔离等基础科学问题的重要模型。我国植物遗传学家在阐明杂交水稻育性调控的分子遗传基础领域做出了重要贡献。本文回顾了我国杂交水稻的发展历程,系统总结了杂交水稻生产涉及的细胞质雄性不育与恢复、光/温敏不育与育性转换、杂种不育与亲和性的遗传基础和分子作用机制,探讨了我国杂交水稻生产存在的问题,指明了水稻杂种优势利用的发展方向。     

红莲型杂交水稻的研究与发展

1972年,武汉大学科研人员以红芒野生稻为母本,与江西地方品种莲塘早父本杂交,在后代中发现了雄性不育株.再用莲塘早多代回交,于1974年获得了不育性稳定的株系,命名为红莲型细胞质雄性不育系(Honglian-type cytoplasmic male sterility,HL-CMS),莲塘早为其保持系,红莲型细胞质雄性不育水稻由此问世.与单核期花粉败育的野败型水稻不同,红莲型属于二核期配子败育类型,花粉碘染为圆败,是杂交水稻新质源.40年来,武汉大学科研人员将基础研究、应用研究和产业化紧密结合,促进了红莲型杂交水稻的发展.分子功能验证发现,不育系线粒体内一编码79个氨基酸的可读框OrfH79为HL-CMS不育基因,ORFH79蛋白破坏线粒体正常功能后导致花粉败育.遗传分析发现,HL-CMS为双基因恢复模式,进而克隆了恢复基因Rf5和Rf6.育性恢复机理研究表明,恢复基因RF5蛋白与GRP蛋白互作,组装成400~500kD的分子复合体作用于atp6-OrfH79 mRNA,从而恢复不育性.借助分子标记辅助选择技术,创制出新的CMS和多基因恢复水稻材料,并用于育种实践,选育出高产优质红莲型杂交水稻新组合红莲优6号、珞优8号和粤优9号等,相继通过了湖北省、广西省和农业部国家农作物品种审定委员会等审(认)定,构建的红莲型杂交水稻亲本繁殖提纯体系突破了产业化瓶颈.当前,红莲型杂交水稻在中国长江流域、华南稻区已大面积种植,在越南、印度尼西亚、马来西亚、孟加拉和菲律宾等东南亚国家也表现优异,展现出广阔的应用前景.     

水稻光敏核不育系的选育

湖北光敏感核不育水稻的发现,为两系杂交稻奠定了基础。农垦58S为晚梗型,经济性状不理想,直接利用于生产较困难,必须将光敏核不育特性转育到优良的籼、粳品种中,选育出符合生产要求的光敏核不育系,才有生产利用价值。光周期诱导水稻雄性育性转换特性是由1—2对主效基因控制的,可以通过杂交转育。自八十年代以来,湖北和全国的水稻遗传育种学家开展了水稻光敏核不育系的选育,到1991年止,由农垦58S为源的通过省级以上鉴定的水稻光(温)敏核不育系18个,其中籼稻10个粳稻8个,由光、温敏核不育系配制的两系杂交稻组合开始用于生产。     

水稻白化苗性状的遗传分析

携有白化苗性状的水稻品种金龙与不含有白化苗性状的其它九个水稻品种杂交,F_1苗期表现全绿,F_2苗期绿叶苗与白叶苗的分离比经 X~2测验完全符合3:1的遗传模式,从 F_2中选出的白苗 F_3仍表现为白化苗,从 F_2中选出的绿苗 F_3里面有的株系表现为全绿(即绿苗纯合体),有的株系表现为分离,仍符合3:1的分离比。水稻白化苗性状由隐性单基因控制,不受细胞质的影响。结合两系杂交制种及杂交稻生产,利用杂交手段,已经成功地转育出含有纯合白化苗基因的不育系。     

籼型光敏核不育水稻育性可转换性的基因定位和基因互作研究

本研究以来源于农垦58S的籼型光敏核不育系培矮64S(短日条件下育性难转换)和8902S(短日条件下育性易转换)及其F１、F２群体为材料,通过短日不同光温和不同生态条件4种处理,利用RFLP分子标记研究了影响光敏核不育水稻在短日条件下的育性可转换性的遗传、基因定位和基因互作,主要结果表明：影响光敏核不育水稻的育性可转换性表现为微效基因的作用,定位了7个控制光敏核不育水稻的育性可转换性QTL,即S2、S3a、S3b、S5、S8和S10。揭示了基因互作真实存在于光敏核不育水稻中,基因互作形式和互作类型对光敏核不育水稻的育性可转换性的影响表现多种多样,不同类型的基因互作所解释的遗传变异处于2.15%～10.07%之间。     

新版教材中问题解答3则

1　什么叫两系法杂交水稻我国是世界上第 1个将杂交优势应用于水稻生产的国家。袁隆平于 196 4年开始水稻杂交优势的应用研究 ,于 1973年实现籼型三系 (不育系、保持系和恢复系 )配套 ,而两系法杂交水稻中的不育系则是一种光敏型核雄性不育类型。所谓光敏型核雄性不育是指雄蕊育性对光照敏感 ,在夏季长日照下表现为雄性不育 ,在秋季短日照下雄性又可育。有研究表明 ,在短日照下光感核不育基因不表达 ,但在穗分化期的任何阶段给予长日照 ,该基因即可表达 ,只有从第 2次枝梗原始体分化期开始 ,持续给予长日照花粉才彻底败育 ,由此可见从第 2次…     

大豆细胞质雄性不育育性恢复基因Rf3的定位

在植物细胞质雄性不育/恢复系统中,一个不育基因能够被不同的恢复基因所恢复.在利用"三系"法进行杂交大豆选育过程中同样发现,作为父本的恢复系恢复能力不尽相同,可能存在不同的育性恢复基因.本研究以大豆细胞质雄性不育系JLCMS84A为母本,以恢复系JLR1为父本配制杂交组合,以所获得的F2分离群体为试验材料,在大豆盛花期(...     

谷子显性雄性核不育基因的发现与利用

植物界的雄性不育现象绝大部分都是由隐 性雄性不育基因控制的。1978年我们在澳大利 亚谷和吐鲁番谷的杂交后代中发现一份雄性不 育材料。从1978-1984年7个世代的遗传表 现为：和400个谷子普通品种杂交,其不育株 自由授粉、其不育株和分离出来的可育株杂交、 和原父回交,F,就出现育性分离,不育与可育的 比率都为1：1;其可育株后代育性不分离;其不 育株自交子一代育性分离,不育与可育的比率 为3:1。如此证明,这份雄性不育材料的不育 性是受显性雄性不育基因控制的。     

籼型光敏核不育水稻育性可转换性的基因定位和基因互作研究

本研究以来源于农垦58S的灿型光敏核不育系培矮64S（短日条件下育性难转换）和8902S（短日条件下育性蝗转换）及其F1,F2群体为材料,通过短日不同光温和不同生态条件4种处理,利用RFLP分子标记研究了影响光敏偿育水稻在短日条件下的育性可转换性的遗传,基因定位和基因互作,主要结果表明：影响光敏不育水稻的育性可转换性表现为微效基因的作用,定位了7个控制光敏核不育水稻的育性可转换性QTL,即S2,S3a,S3b,S5,S8和S10,揭示了基因互作真实存在于光敏核不育水稻中,基因互作形式和互作类型对光敏核不育水稻的育性可转换性的影响表现多种多样,不同类型的基因互作所解释的遗传变异处于2．15％－10．07％之间。