水稻雄性不育系及雄性不育突变体筛选研究进展

 为了获得新细胞质源的水稻雄性不育系及雄性不育突变体,以解决目前杂交水稻生产上所面临的不育系来源单一的问题,人们采用了常规育种、诱变育种、组织培养和离体诱变等方法,其中离体筛选尤显其优势性,但也有不少问题有待解决,如能通过离体培养定向地筛选出雄性不育系及雄性不育突变体,无疑将大大提高工作效率。此外,对影响离体筛选雄性不育突变体的因素进行了探讨。     

水稻雄性不育突变体ms102的鉴定和基因定位

水稻(Oryza sativa)隐性核雄性不育突变体是第三代杂交水稻技术的核心。为了挖掘优质雄性不育突变体, 该研究通过筛选优质籼稻黄华占(HHZ)的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变突变体库, 获得1个雄性不育突变体ms102 (male sterility mutant 102)。该突变体营养生长正常, 但花药不开裂, 花粉败育。细胞学分析表明, 突变体花药绒毡层不能正常降解, 导致小孢子发育异常; 遗传分析表明, 该突变体的不育表型由1个已报道编码酰基转移酶的DPW2基因突变造成。研究获得了1个隐性核雄性不育突变体, 进一步证实了DPW2基因在水稻花药发育中的功能。     

大豆细胞核雄性不育基因研究进展

雄性不育是指植物雄蕊不能正常生长和产生有活力花粉粒的现象。利用雄性不育突变体开展杂交育种工作,是快速提高作物单产的有效途径。目前,通过杂种制种已大幅度提高了水稻(Oryza sativa L.)、玉米(Zea mays L.)和小麦(Triticum aestivum L.)等作物的产量。大豆(Glycinemax(L.)Merr.)作为自花授粉作物,通过人工去雄生产杂交种子不仅困难而且经济上不可行。由于适用于杂交种生产的不育系资源短缺,目前大豆还没有实现大规模杂种优势利用。因此,快速实现大豆杂种优势利用迫切需要鉴定稳定的大豆雄性不育系统。本文总结了大豆细胞核雄性不育(genic male sterility, GMS)突变体及不育基因研究进展,同时结合拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻和玉米中已报道的细胞核雄性不育基因,从反向遗传学的角度,为大豆核雄性不育基因的鉴定提供依据。     

四倍体大白菜雄性不育系资源的创制

目前国内外对二倍体大白菜雄性不育系的创制已进行了深入的研究,利用雄性不育系技术育种已相对成熟,而四倍体大白菜育种仍以突破稔性、提高结籽率的自交系选育为主,四倍体雄性不育系的研究尚无相关报道.本研究通过从二倍体大白菜细胞质雄性不育系中筛选含新型甘蓝型油菜CMS基因的资源(CMS后36高)为不育源,依靠人工秋水仙素加倍,经...     

利用改进的MutMap方法克隆水稻雄性不育基因

通过对籼稻黄华占EMS(甲磺酸乙酯)诱变, 筛选得到一隐性核不育的水稻雄性不育突变体osms55, 遗传分析表明该突变体为单基因控制的隐性核不育, 采用高通量的Illumina Infinium iSelect SNP(50 K)芯片检测技术鉴定该突变体的遗传背景, 确认该突变体的遗传背景与黄华占一致。文章利用改进的MutMap方法成功克隆该雄性不育基因, 突变位点与突变表型的共分离分析表明LOC_Os02g40450(MER3)是控制osms55突变体雄性不育的基因, 该基因的剪切识别位点发生变异后导致剪切异常, 造成第5外显子缺失15个碱基, 从而产生雄性不育。改进的MutMap方法无需精确组装的野生型基因组序列作对照, 而是通过将定位群体中有突变表型植株的DNA pool和野生型植株DNA的重测序结果分别与日本晴参考基因组进行比对, 然后再比较突变体和野生型的差异SNP来确定候选基因, 该方法大大降低了野生型基因组测序和组装成本, 进一步扩大了MutMap方法的应用范围。     

作物雄性不育性在育种中的应用概评

概述总结了作物雄性不育性的类别与遗传特点。雄性不育性的遗传机理涉及细胞质遗传的现象,目前已初步探明玉米C群不育系的胞质基因可能是atp6-c,芝麻不育胞质基因拟为atpA。雄性不育化杂交种在实践中主要应用于玉米、水稻和蔬菜中。尽管现有近交理论、DNA甲基化效用、水稻胞质与核不育系遗传等理论提出,雄性不育化育种的基本理论尚需进一步探讨。在雄性不育化育种技术上,要逐步解决难点作物,如小麦、荞麦、菜豆等的不育化育种问题。     

水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用

雄性不育性是植物界存在的普遍现象,雄性不育系在水稻杂种优势利用中起着重要作用.我国水稻杂种优势的利用经历了"三系法""两系法"和"第三代"杂交水稻的发展历程,该历程的实质就是水稻雄性不育系种子生产技术体系的发展.本文综述了细胞质雄性不育系、两用核不育系和隐性核不育系在我国水稻杂种优势利用中的研究进展,展望了水稻雄性不育...     

应用水稻基因芯片分析小麦光温敏核雄性不育系的基因差异表达

小麦光温敏雄性不育系是二系法杂交小麦应用技术体系的核心与基础,其育性严格受光周期和温度控制.了解光温敏雄性不育机理将促进二系法杂交小麦育种技术的应用和发展,而筛选控制不育的关键基因是揭示光温敏雄性不育分子机理的前提.由于小麦基因组信息有限,根据小麦与水稻有较高同源性,尝试利用水稻基因组芯片筛选小麦光温敏雄性不育系BS366冷胁迫响应基因.得到9个差异表达基因,这些基因参与基因表达调控、胁迫应答、信号转导、代谢等重要生命过程,为解析小麦光温敏雄性不育机理提供了有益信息.利用雄蕊cDNA半定量PCR法验证表明,NADH（nicotinamide adenine dinucleotide hydrate）脱氢酶亚基4L、锌指富含DHHC（deaf/hard of hearing connection）结构、线粒体物质运输蛋白、外被体蛋白COPⅠδ（coat proteinⅠδ）亚基和ABC（ATP-binding cassette）转运蛋白5个基因,在低温和对照温度下表达存在明显差异,可作为育性相关候选基因开展下一步研究.     

拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位与功能分析

经EMS诱变野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana）群体筛选得到一株雄性不育突变体ms1142,突变体的果荚短小,不含种子。细胞学观察和扫描电镜结果表明,突变体花药发育过程中,花药中小孢子外壁异常、破裂,最后没有花粉形成。遗传分析表明,该突变体为隐性单核基因突变所致;利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于第1条染色体的BAC克隆F16P17上44kb区间内,目前尚未见该区间内有雄性不育基因的报道。以上结果结合生物信息学分析表明,MS1142是一个新的调控花药发育的关键基因。该工作为花药发育关键基因MS1142的克隆及功能分析奠定了基础。     

水稻配子体,孢子体细胞质雄性不育系线粒体体外翻译产物的分析

对水稻配子体细胞质雄性不育系粤泰Ａ,保持系粤泰Ｂ,Ｆ１代泰优２号和孢子体细胞质雄性不育系珍汕９７Ａ,保持系珍汕９７Ｂ,Ｆ１代汕优６３及另一种孢子体细胞质雄性不育系马协Ａ,保持系马协Ｂ,Ｆ１代马协６３的黄化苗线粒体离体翻译产物进行ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析。结果表明：粤泰Ａ的线粒体比粤泰Ｂ,泰优２号少合成２条多肽,Ｂ与Ｆ１的带型相近,Ａ特异合成４０．７ｋＤ多肽;     

拟南芥雄性不育突变体ms1502的遗传及定位分析

通过EMS诱变、背景纯化与遗传分析,从拟南芥（Arabidopsis thaliana）中筛选到了一棵隐性单基因控制的雄性不育突变体ms1502。细胞学观察发现,突变体在小孢子从四分体释放出后花药绒毡层过早衰亡,小孢子的内容物不正常地凝聚,最终无法形成正常的花粉粒。利用图位克隆的方法对该基因MSl502进行了定位,结果表明MS1502位于第4条染色体上分子标记F25124和T12H20之间105kb区间内。目前该区间内尚未见到花药发育必需基因（不育基因）的报道,因此MS1502是一个控制花粉发育的新基因。     

Ar+诱变拟南芥雄性不育材料花器官表型分析及小孢子发生细胞形态学观察

利用低能氩离子作为诱变源诱变拟南芥种子,选用诱变剂量为1.5×1017ions/cm2,30 keV的能量。在其M2群体中根据有无果荚及其果荚是否异常,筛选出tc243不育突变体。用石蜡切片技术,在光学显微镜下观察拟南芥部分雄性不育材料小孢子发育过程和各时期的花形态特征,分析雄性不育的原因。从花表型上分析导致雄性不育的原因有三个方面:(1)柱头伸长过快;(2)花药生长过慢;(3)花药开裂晚。从小孢子发生的细胞形态学观察表明花粉败育主要发生在小孢子四分体时期,此时绒毡层正常,小部分四分体正常,大部分四分体外面的的胼胝体过早降解释放游离小孢子,此时的绒毡层还没解体不能提供小孢子发育所需要的营养物质,使过早释放的小孢子不能正常发育,导致最后形成大量没有活力的花粉粒。     

国内辣椒雄性不育育种及分子生物学研究进展

辣椒是常异花授粉植物,杂种制种成本较高。利用雄性不育育种可以降低杂种成本,近年来成为育种单位及科研院所研究的热点。介绍了国内开展辣椒雄性不育育种的情况,阐述了有关辣椒雄性不育研究的进展,涉及已被利用的遗传类型、不育系的来源和恢复系的研究,对近年来开发的不育和保持基因标记、恢复基因标记、基因的克隆进展进行了描述,为国内辣椒育种研究者提供参考。     

拟南芥雄性不育突变体fne的遗传与定位分析

在T-DNA插入突变体Salk_118481株系的群体中,筛选到一株雄性不育突变体,用T-DNA序列上的一对引物进行PCR鉴定表明其基因组中没有T DNA插入。通过背景纯化与遗传分析发现该雄性不育突变体是由单个隐性基因控制的,引起不育的主要原因是在花药发育的第13~14期,花丝不能伸长以完成授粉,故该突变体命名为fne （filament no elongation）。利用图位克隆的方法对FNE基因进行了定位,结果表明FNE基因位于第五条染色体上分子标记MBD2和MMG4之间的97kb区间内。目前该区间内尚未见到控制花丝伸长基因的报道,因此,FNE基因是一个控制花丝伸长的新基因。     

水稻温敏核不育突变体0A15-1的育性表现及遗传学研究

水稻细胞质型雄性不育系IR69700A的幼穗经离体培养,获得一个体细胞克隆突变体0A15-1。经短日照和低温处理表明,0A15-1具有在高温下不育和低温下转为可育的特性,是一例温敏不育突变体。花粉染色显示0A15-l属于典败型不育。通过与明恢63、优B和广陆矮等多个父本的杂交,其F2和BC1群体的育性分离比都揭示0A15-1的不育性状受一对隐性核基因控制,并且为孢子体型雄性不育。该新种质可以用于对相关温敏核不育基因进行分子标记及用于两系法生产杂交水稻。     

陆地棉新型核雄性不育系21A的初步研究

利用辐射诱变和回交育种成功培育出21A雄性不育系,经遗传分析和等位性测验发现,该不育性受1对隐性基因控制,它与国内发现的msc1、msc2、msc3、msc74个陆地棉隐性不育基因彼此是非等位基因;采用NCⅡ遗传交配设计,用21A不育系作母本,5个常规棉品种作父本,配制杂交组合,对10个组合的F1产量和品质性状的竞争优势和配合力进行分析,结果表明,该不育系杂种优势明显,一般配合力高,易于筛选优良的杂交组合,在生产优质杂交种方面具有很大的利用价值。     

核型高梁雄性不育自然突变体的研究

本文对多穗高梁自然突变体(多A)进行了细胞学、遗传学和同工酶电泳的分析研究,取得以下结果: “多A”雄性不育性状由一对细胞核隐性等位基因控制,它与核、质型雄性不育系(3A)之间未发现有亲缘关系。染色体行为在减数分裂过程中有数目不等的不联会、早离及落后现象发生,正常染色体数目为n=10。“多A”不育花粉单核期的过氧化物同工酶为11条带,“多B”可育花粉为8条带。三核期的花粉,“多A”为7条带,“多B”为5条带。     

基因工程创造新的植物雄性不育系研究的新进展

报道了利用基因工程方法创造植物雄性不育系,恢复系及不育系的筛选和保留的研究成果。     

玉米雄性不育研究的重要进展

玉米雄性不育研究的重要进展周洪生（中国农业科学院作物育种栽培研究所北京１０００８１）利用细胞质雄性不育生产玉米杂交种可免除人工去雄的辛苦,节省大量人力财力．自从１９５０年第一个玉米雄性不育杂交种在美国问世以来,玉米细胞质雄性不育的育种研究曾有过较大的...     

水稻离体育性变异研究

对野败型不育系珍汕９７Ａ、保持系珍汕９７Ｂ、恢复系ＩＲ２４、ＩＲ２６、泰引１号、明恢６３、红莲型不育系红源Ａ、包台型不育系包源Ａ、光敏核不育系农垦５８ｓ、温敏核不育系Ｗ６１５４ｓ等１０个水稻材料的幼穗在不同的培养基上培养、再生植株及对其后代进行育性鉴定,探讨了体细胞无性系变异中雄性不育突变发生的机率以及影响离体筛选雄性不育变异体因素。因素表明：在５个材料（珍汕９７Ｂ、红源Ａ、包源Ａ、Ｗ６１５４ｓ和