具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异II.体细胞克隆温敏核不育突变

在胞质型水稻雄性不育系IR66707A和IR69700A经离体培养而获得的136个体细胞克隆中,发现了温敏核不育突变5例。这类突变体在广州地区的自然气候下,早季至晚季前期表现为不育,晚季后期表现为可育。盛夏,在幼穗发育至花粉形成阶段对部分突变材料进行短日照处理,发现对短日照敏感的不育系农垦58S转换为可育,而供试的5例突变及另一对照培矮64S却与未经处理的材料一样仍表现为不育,表明它们的育性与日照长度的变化无关。在同一发育时期进行低温处理的结果显示,低温处理10d及10d以上者可发生育性转换,自交结实率在17.23%-42.19%之间,而未经处理的材料仍然表现不育,表明它们的育性转换与温度有关。以正常品种为父本与突变体杂交,F1全部为可育;F2可育与不育个体的分离比为3:1;以F1为父本与之测交,TF1代中可育与不育个体的分离比为1:1。遗传分析表明,这种温敏核不育突变为一对隐性核基因所控制。获得了由胞质型雄性不育变为胞核型雄性不育的突变体,这在体细胞克隆变异领域中是一种典型的突变。     

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。     

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异 Ⅰ.IR66707A及IR69700A体细胞克隆变异的类型

水稻雄性不育系IR66707A及IR69700A来自国际水稻所（IRRI）,它们的不育性只能被保持而不能被恢复,属于胞质型雄性不育。以这两个不育系以及它们与正常品种的杂种F1为供体,经离体培养,共获得了136个体细胞克隆。在R1代中发现了三个类型的突变或变异,即:可育突变、雄性不育和雌雄性均不育的变异。第一类型的可育突变有两例,其R2的可育与不可育（出现分离）之比为3:1,证实为显性单基因突变。第二类型的雄性不育又可分为两种:第一种是不育性可被恢复的,与供体不育系完全不同,其中一部分克隆的不育性不能被保持但可因环境的改变而转换为可育,另一部分克隆的不育性不受环境因素的影响（不具转换能力）,但其不育性既可恢复又可不完全保持（即F1的育性尚有分离）。第二种是不育性不能被恢复,与供体相似。育性不具转换能力的突变可望培育成为核质互作型雄性不育系,而育性可转换的突变则可望培育成为两系杂交稻中的两用核不育系。     

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异 I.IR66707A及IR69700A体细胞克隆变异的类型

水稻雄性不育系IR66707A及IR69700A来自国际水稻所（IRRI）,它们的不育性只能保持而不能被恢复,属于胞质型雄性不育。以这两个不育系以及它们与正常品种的杂种F1为供体,经离体培养,区获得了136个体细胞克隆。在R1代中发现了三个类型的突变或变异,即：可育突变、雄性不和雌雄性均不育的变异。这一类型的可育突变有两例,其R2的可育与不可育（出现分离）之比为3：1,证实为显性单基因突变。第二类型的雄性不育又可分为两种：第一种是不育性可被恢复的,与供体不能系完全不同,其中一部分克隆的不育性不能被保持但可因环境的改变而转换为可育,另一部分克隆的不能性不受环境因素的影响（不具转换能力）,但其不育性既可恢复又可不完全保持（即F1的育性尚有分离）。第二种是不育性不能被恢复,与供体相似。育性不具转换能力的突变可望培育成为核质互作型雄性不育系,而育性可转换的突变则可望培育成为两系杂交稻中的两用核不育系。     

籼稻体细胞无性系雄性不育突变的类型

1984—1988年5年间所获得的由体细胞无性系变异起源的雄性不育突变,按它们的性质,可分为花粉败育型,无花粉型和花药退化(或部分退化)型3类。在IR54中,于不同年份(1985和1986年)及不同世代(R_1和R_2代)发现了表型基本相似,基因型可能也相似的两例无花粉型雄性不育突变。在花粉败育型雄性不育突变中,发现1例(54257)为核质互作型雄性不育。以多个品种与之测交,杂种一代中有的表现为育性恢复,有的仍然为雄性不育。能保持其雄性不育的品种有珍汕97、二九矮、新锦粘、162-5(来自IR 52的稳定的体细胞无性系),连续回交3代以上均能基本保持不育(但桂朝2号的回交后代不育性尚不稳定)。能使其育性恢复的品种有IR 24、IR 36、IR 54、双二粘、测64等。初步遗传研究表明,54257表现出十分复杂的核质关系,看来可能具有与野败细胞质完全不同的特性。     

起源于组织培养的籼稻雄性不育体细胞无性系变异

IR8及IR54的成熟种子与幼穗培养在MS培养基,蔗糖6％附加生长刺激素及其它成分的条件下,在再分化植株第一代(R_1)中各发现了1株雄性不育突变(其中来自IR54的1株为育性嵌合体)。在IR24及IR54体细胞无性系第二代(R_2)各发现1个株系分离出雄性不育与育性正常两类植株。上述雄性不育有花粉败育与无花粉型两类。IR24对无花粉型的雄性不育(来自IR54)为半恢复。F_1及R_2代的育性分离完全符合15/16∶1/16的模式,表明雄性不育为两对独立的核基因所控制。通常雄性不育是通过杂交(包括远缘与品种间)理化诱变或自发突变产生的。最近在烟草上通过原生质体融合也获得了雄性不育。但从体细胞培养的无性系及其后代中获得雄性不育的突变,本研究乃属首次。     

籼稻体细胞克隆雄性不育系54257/162-5及其保持系

本文报道了籼稻雄性不育系54257／162-5的基本特性,其母本54257及父本162-5均为离体培养起源的体细胞无性系。分别来自IR54及IR52。不育系54257／162-5已回交8代。不育株率100%。自交不结实。花粉败育方面。部分个体表现为典败。部分个体表现为染败。或典败与染败兼而有之。试验表明,不育系54257／162-5个体间这种花粉败育的“分离”并非父本不纯所致。乃该不育系固有的特点。以114恢、测64、IR24、3550、测222及丰挂6号等6个野败型不育系之恢复系与野败不育系及54257／162-5测交。恢复程度有较大差异。只有3个（114恢、测6d及测222)能使54257／162-5的育性恢复;2个(IR24及3550)只能达到半恢复;有1个(丰桂6号)不仅不能恢复,而且保持了其雄性不育。这表明,不育系54257／162-5与野败不育系在细胞质上可能既有相似的一面,也有相异的一面。讨论了保持系体细胞克隆162-5的基因型。认为它是由恢复系IR52经离体培养直接变为保持系。这在体细胞无性系变异中尚属首例。     

两份太空诱变玉米雄性不育突变体的遗传研究

从搭载神舟4号飞船的4份玉米自交系后代中选育出两份雄性不育突变体, 对其进行育性鉴定, 并分析不育性状的稳定性及遗传特点。以不育材料的不育株为母本, 同群体的可育株和其他自交系为父本进行杂交, 结合自交、回交分析其后代的育性表现; 同时, 以具有正常细胞质的自交系为母本, 育性完全恢复的测交F1植株为父本进行反交, 对其反交的F1及F2进行育性观察分析。结果表明：这两份不育材料不育株的花药内无花粉或含少量畸形花粉, 败育彻底, 花粉败育表现为典败型。不育性状在不同年份、不同季节、不同地点下稳定遗传, 属可遗传的单基因控制的隐性核不育类型。     

水稻光感雄性核不育基因的研究与利用

导致植物雄性不育的原因十分复杂,既有基因的作用,也有染色体畸变,细胞质因子以及不利环境因素的影响,但光周期与育性相关性只在极少数植物中有过报道。1973年,湖北省石明松等人在单季晚粳稻农垦58中发现了一株天然雄性败育株。这一天然不育株在长日照下表现为不育,短日照下则表现为可育,首次发现了水稻雄性不育性同光周期之间的关系,这种不育性基因已被有关专家命名为“光感雄性核不育基因”。光照实验表明这一自然突变不育株在长光照下表现为不育,在短光照下则表现为可育。温度对不育度的影响不显著,因此可以排除温度对这种不育特性的影响,即排除“温敏”的可能性。进一步实验指出,抽穗期前15天的日照时数与结实率的相关性达极显著水平,表明     

光敏感雄性不育水稻的体细胞与花药培养及再生植株性状表现研究

对8个光敏感雄性不育籼稻杂种一代及其亲本花药培养的研究发现,光敏不育粳稻虽然为雄性不育,但其愈伤组织诱导率与植株再生能力不在一般正常粳稻品种之下,为籼稻“新会粘”的28倍。绝大多数光敏不育之籼粳杂种的花药培养能力也是十分高的。在起源于体细胞及花药的光敏不育水稻之再生植株共1146株试管苗中,发现少数在5月下旬及6月上旬抽穗的已表现为完全雄性不育。这些材料之幼穗的第二枝梗分化时(4月下旬至5月上旬)之日长尚不足13小时,远在农垦58S的临界日长14小时之下。在8个组合的籼粳光敏杂种一代花粉植株中,有的组合完全表现为粳型(组合4及7,表2),有的完全表现为籼型(组合2及6),多数则两者兼有。在全部80个愈伤无性系中,单倍体20个,二倍体58个,多倍体2个。58个二倍体无性系申不育的为20个,占34.5%。其中在晚造短日照条件下能转变为可育的有11个,占二倍体的19%,占二倍体不育的55%。所有光敏不育花粉植株,在早造条件下I-KI之花粉染色率与结实率均为0%,在晚造(9月份之后)条件下,能转换为可育。但不同组合、不同无性系之间育性转换的频率与稳定性差异颇大。     

籼稻体细胞克隆雄性不育系54257/162-5及其保持系

本文报道了籼稻雄性不育系54257/162-5的基本特性,其母本54257及父本162-5均为离体培养起源的体细胞无性系,分别来自 IR_(54)及IR_(52)。 不育系54257/162-5已回交8代,不育株率100％,自交不结实。花粉败育方面,部分个体表现为典败,部分个体表现为染败,或典败与染败兼而有之。试验表明,不育系54257/162-5个体间这种花粉败育的“分离”并非父本不纯所致,乃该不育系固有的特点。 以114恢、测64、IR_(24)、3550、测222及丰桂6号等6个野败型不育系之恢复系与野败不育系及 54257/162-5测交,恢复程度有较大差异。只有3个(114恢、测64及测222)能使54257/162-5的育性恢复;2个(IR_(24)及3550)只能达到半恢复;有1个(丰桂6号)不仅不能恢复,而且保持了其雄性不育。这表明,不育系54257/162-5与野败不育系在细胞质上可能既有相似的一面,也有相异的一面。 讨论了保持系体细胞克隆162-5的基因型,认为它是由恢复系IR_(52)经离体培养直接变为保持系。这在体细胞无性系变异中尚属首例。     

太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传及外施赤霉素分析

为了解太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传规律和原因,该研究以不育突变体为母本,自交系178、478为父本,对测交 F1、F2群体进行育性鉴定和株高分析,对 F2可育株进行基因型和株高分析,对姊妹交后代分离群体进行育性鉴定和株高、雄穗长度、节间数、节间长度分析,同时,还对姊妹交后代分离群体进行施赤霉素处理,调查育性和株高的变化。结果表明：178和478背景下的 F1表现出与测交母本一样的极显著差异;在178和478核背景下的 F2中,不育株株高极显著矮于可育株,两核背景下的不育株间株高差异不显著,而可育株间株高差异极显著;F2中纯合和杂合可育株的株高差异不显著;姊妹交后代分离群体中不育株株高、雄穗长度、节间数和节间长度极显著小于可育株;外施赤霉素的不育株在苗期表现出对赤霉素一定的敏感性,但株高最终未恢复正常高度。因此,得出该突变体矮化表现稳定,与不育性状并存,且不受细胞核背景的影响;核不育基因对植株株高的矮化无剂量效应;突变体的矮化与雄穗长度、节间数和节间长度有关;突变体不完全属于赤霉素不敏感型,其矮化并不是单一缺乏赤霉素而引起。该研究结果为认识太空诱变玉米核不育突变体矮化的遗传和生理机制提供了参考。     

ADH在光敏感核不育水稻中反应特征的研究

乙醇脱氢酶(ADH)活性在湖北光敏感核不育水稻(HPGMR)幼穗发育的育性诱导阶段对光周期反应非常敏感。此时,在短日照或远红光处理的条件下,乙醇脱氢酶同工酶AdhII活性高,湖北光敏感核不育水稻原始不育株农垦58雄性可育;在长日照或红光间断长暗期的条件下,AdhII活性陡降,表现雄性不育。因此认为AdhII与湖北光敏感核不育水稻育性转换有关,可能是它参予了育性基因表达的调控作用。     

无花粉型水稻温敏核不育系籼S的育性表现与细胞学观察

温敏核不育水稻籼S是从优质常规稻籼黄占自然突变而来的一个无花粉型光温敏核不育种质资源。在广州(23°08′N)自然条件下,一年中具有明显的“可育-不育-可育”的育性转换,5月初至10月底为稳定不育期。在人控光温条件下,低温诱导其由不育转为可育需要较长的持续时间,日均温21℃需7d以上,23.5℃需15d以上。细胞学观察表明其无花粉败育主要是由减数分裂时期的异常引起的,表现为小孢子母细胞粘连与液泡化、减数分裂受阻于前期Ⅰ的细线期、进行无丝分裂与异常的胞质分裂,始终没有正常四分体的形成,而是产生大小不同、核数不等的异常细胞,并最终解体消失。其花粉败育特点不同于以往研究过的光温敏核不育水稻,具有花粉败育时期早而败育彻底的特点。     

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的因素, 结果表明：在5个材料 (珍汕97B、红源A、包源A、W6154s和IR26)中共获得了29例雄性不育变异株, 其中R1代有24株, R2代有5株。在R1代, 共获得2*!368株再生植株, 雄性不育变异的频率为1.02%(0.96%～1.08％)。在珍汕97B和泰引1号R2代各发现一个株系分离出雄性不育和育性正常植株。出现不育株系的频率分别为2.22％和1.89％。水稻花粉败育类型可分为无花粉、典败、圆败和染败4种类型。同时, 还发现了不育花粉败育类型之间可以相互转换这一现象,在IR26和明恢63 R1代再生植株中, 各发现一株嵌合体。在泰引1号和珍汕97B R2代再生植株中分离出不育株。在影响离体筛选雄性不育变异体的因素中, 基因型的差异是主要的,在所试10个材料中,除农垦58s、IR24、泰引1号和珍汕97A,都有雄性不育变异株产生。外植体的脱分化对产生雄性不育变异是必需的, 在这一过程中,2,4-D起决定性的作用。随着继代时间的延长,发生雄性不育变异的频率也随之提高。雄性不育变异频率在R2代高于R1代。     

K型温敏雄性不育系KTP116A育性转换规律的研究

基于两系杂交小麦系统的K型（Aegilops kotshyi）细胞质小麦温敏雄性不育系,在中国北方小麦正常生长季节表现完全雄性不育,可用于杂交小麦种子生产,在反季节播种表现育性部分恢复,是一类非常有利用价值的小麦温敏雄性不育系。本研究以小麦温敏雄性不育系KTP116A为材料,采用人工气候箱控温和涂抹法压片的方法对其育性转换的关键时期及败育的花粉发育过程进行更为精细的研究。研究发现,KTP116A可育环境下能正常进行减数分裂并发育为成熟花粉粒;不育环境下只有少数能经过第二次有丝分裂产生两个精细胞,大部分为二核期花粉粒、异常花粉粒和没有原生质体的空壳花药不开裂,自然条件下不散粉;KTP116A育性敏感期为两个时期,减数分裂期至单核早期和二核晚期至三核期,在自然条件下温度感应历期为10d左右;从小麦外部发育进程来看,抽穗前的2-8d和扬花前的3-5d为其敏感时期。这对于进一步研究败育的机理,分析败育的原因和更好的利用温敏不育系奠定基础。     

温敏核不育小麦可育花药和败育花药发育观察

对温敏核不育小麦百农不育系（Bainong sterility,BNS）的可育和不育花药结构进行对比观察。在减数分裂期、小孢子早期和小孢子晚期,可育花药与不育花药的结构相同。小孢子分裂形成二胞花粉后,可育花粉中随着大液泡的分解,细胞质内含物增加,其中出现一些颗粒状物质。不育花药中,小孢子也可分裂形成二胞花粉,但营养细胞的大液泡不分解,细胞质也不增加,最终花粉中的细胞质消失,花粉败育。该种温敏核不育小麦的花粉败育时间发生在二胞花粉早期,可能和其大液泡没有适时分解有关。花粉败育时间的确定为进一步深入研究该种雄性不育小麦的败育机制打下了基础。     

湖北光感核不育水稻的发现、鉴定及其利用途径

1973年在湖北发现了一株不育水稻,它在长日照条件下不育,在短日照下则可育。经鉴定,它的不育性是受一对对光照长度敏感的隐性雄性不育主基因控制,是在植物界首次被发现,是生理遗传的典型例子;用于理论研究有很大的科学价值,作为杂种优势利用,可以在短日照下自交繁殖,在长日照下杂交制种,一般粳稻品种都可以作为父本使用,杂种一代在任何生长季节下都能发挥其增产作用。这株水稻被命名为“湖北光感核不育水稻”,这个对光照长度敏感的隐性雄性不育基因被命名为msh。     

叶用芥菜细胞质雄性不育系0912A的胞质效应和杂种优势分析

通过异地多代的育性鉴定及花器形态观察来调查叶用芥菜细胞质雄性不育系0912A的不育性及结籽能力;同时分别以不育系0912A和其保持系0912B为母本,与5个典型叶用芥菜自交系配成10个同核异质的杂交种,以研究hau胞质的胞质效应并测定杂种优势.结果显示:该不育系败育彻底稳定,不育株率和不育度均为100％,有正常的结籽能力;不育系杂种一代与产最相关性状的杂种优势明显,但品质性状无优势;hau胞质在单株重上的负效应较明显,在其他性状上的负效应相对较弱,但hau胞质组合F1的单株重杂种优势依然显著,且胞质效应受杂交父本核影响,通过选择合适的杂交父本配组,细胞质的负效应可以减轻或消除.     

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…