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。     

光(温)敏雄性不育的调控机理和分子遗传学研究进展

光(温)敏雄性不育的研究无论对于作物杂种优势利用还是揭示植物发育过程中形态建成的光温调控机理均具有重要的意义。从调控机理和分子遗传学角度对光(温)敏雄性不育的研究现状进行了综述,并结合我们的相关研究,对目前光(温)敏雄性不育研究中存在的问题和发展前景进行了分析和讨论。     

大白菜雄性不育系RC7育性相关基因克隆与特性分析

根据orf138的保守序列设计引物,以大白菜萝卜胞质雄性不育系RC7的mtDNA为模板进行PCR扩增,扩增出大小为588 bp的特异条带,该片段在叶片和花蕾中均有表达,没有转录后加工,可编码75个氨基酸,定名为orf75。同源性分析结果表明:orf75推导的氨基酸序列N末端与萝卜Ogu CMS所具有的ORF138一致性为100%,有28个氨基酸完全相同,C末端与钾依赖钠钙交换蛋白-1一致性为54%。初步认为,orf75可能是orf138与钾依赖钠钙交换蛋白-1的编码基因发生重排产生的新的开放阅读框。RC7的不育性与Ogu CMS具有相似性。该588 bp片段还可编码1个含有1个疏水基团和1个跨膜区的67aa的蛋白片段,定名为orf67,属可溶性蛋白。     

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.     

生石膏对致热原作用下猫PO／AH温敏神经元放电的影响

目的:研究中药生石膏解热作用的中枢机制.方法:复制发热模型后,静脉注射生石膏,应用微电极细胞外记录技术记录视前区-下丘脑前部(PO/AH) 温敏神经元单位放电的变化情况.结果:给予致热原后,PO/AH 区热敏神经元放电频率显著减少(P<0.01 ),冷敏神经元放电频率明显增加(P<0.05); 静脉注射生石膏后,可反转致热原对PO/AH区温敏神经元的上述作用,与给药前相比,热敏神经元放电频率明显回升(P<0.01 ),冷敏神经元放电频率明显回降(P<0.05).结论:提示生石膏是通过影响致热原作用下PO/AH区温敏神经元的放电活动,在中枢神经元水平上发挥解热作用的.     

在杂交作物分子育种中利用普通核雄性不育的几个可能途径

由一对隐性基因控制的普通核雄性不育性遗传方式能够满足对植物最佳雄性不育系选育的要求,是水稻等作物杂种优势利用的极好遗传工具。如果能解决其不育系繁殖问题,将优于现有的其他杂种优势利用方式。克隆出普通核雄性不育性的可育基因,通过叶绿体转化,将核雄性不育性可育基因向普通核雄性不育株细胞质转移,创造普通核雄性不育株的保持系;通过种子成熟后表达的启动子;和以位点特异性重组技术为基础的基因开关以及化学诱导启动子的利用,都可能繁殖出100％不育株率的普通核雄性不育系,创造普通核雄性不育性利用的新途径,对植物杂种优势利用产业有十分重要的意义。     

低温敏核不育水稻go543S育性对温、光的反应

以新型光温敏核不育（PTGMS,Photo-thermo sensitive genic male sterile)水稻go543S为材料,通过自然生态条件下和人工温、光处理条件下的育性观察,对其育性转换与温度和光周期的关系进行了研究。结果表明：go543S育性主要受温度控制,表现为低温条件下不育,高温条件下可育,育性转换的不育临界温度值为29．5℃,对温度传感的部位是幼穗,敏感时期为花粉母细胞形成致减数分裂,对应的剑叶叶枕距变化范围为－12．2－＋0．7cm;育性敏感期在人工恒温28．0℃条件下,无论长日（14－16h）或短日（10－12h）处理均表现不育,其不育性不受光周期影响,在人工恒温31.5℃条件下,无论长日还是短日处理均表现可育,但短日可明显提高其可育性。     

玉米核雄性不育材料的研究及其分子育种中的利用

玉米核雄性不育材料是宝贵的种质资源。本文概述了玉米核雄性不育材料的发现、研究和利用的最新进展情况,重点针对核不育基因在染色体上的定位、细胞学研究和标记性状的利用进行了简要综述,并对这一宝贵的种质资源在生物技术迅速发展条件下的利用提出了新构想。     

高粱3197A雄性不育系热激处理后代的可育性遗传

对高梁细胞质雄性不育系3197A经热激处理后获得的可育结实后代进行了连续多代自交及回交观察,结果表明,由热激诱导的可育性变化不能稳定遗传。从H2代开始,其可育率逐代降低。到H5代,分离出的可育株数仅占观察植株总数的1．9％。H5代可育株与不育株花药总RNA与HSP70热激蛋白基因探针Northern杂交结果表明,H3A可育株均能与HSP70基因探针杂交,显示较强的杂交信号。而其不育株,有的完全不能与HSP70基因探针杂交,有的显示微弱的杂交信号。说明3197A雄性不育系热激可育后代的遗传稳定性与HSP70基因的转录状况有关。     

Abnormalities Occurring during Female Gametophyte Development Result in the Diversity of Abnormal Embryo Sacs and Leads to Abnormal Fertilization in indicaljaponica Hybrids in Rice

Embryo sac abortion is one of the major reasons for sterility in indicaljaponica hybrids in rice. To clarify the causal mechanism of embryo sac abortion, we studied the female gametophyte development in two indicaljaponica hybrids via an eosin B staining procedure for embryo sac scanning using confocal laser scanning microscope. Different types of abnormalities occurred during megasporogenesis and megagametogenesis were demonstrated. The earliest abnormality was observed in the megasporocyte. A lot of the chalazal-most megaspores were degenerated before the mono-nucleate embryo sac stage. Disordered positioning of nucleus and abnormal nucellus tissue were characteristics of the abnormal female gametes from the mono-nucleate to four-nucleate embryo sac stages. The abnormalities that occurred from the early stage of the eight-nucleate embryo sac development to the mature embryo sac stage were characterized by smaller sizes and wrinkled antipodals. Asynchronous nuclear migration, abnormal positioning of nucleus, and degeneration of egg apparatus were also found at the eight-nucleate embryo sac stage. The abnormalities that occurred during female gametophyte development resulted in five major types of abnormal embryo sacs. These abnormal embryo sacs led to abnormal fertilization. Hand pollination using normal pollens on the spikelets during anthesis showed that normal pollens could not exclude the effect of abnormal embryo sac on seed setting.