植物雄性不育的蛋白质组学研究进展

雄性不育在植物中普遍存在,是作物杂种优势利用的主要途径。已广泛从遗传育种、生理生化、细胞学、分子生物学等方面对植物雄性不育进行了研究。近年来蛋白质组学的相应研究技术不断发展,已广泛应用于植物雄性不育的研究中,为植物雄性不育的分子机理解析提供了重要的依据。本文综述了近年来细胞质雄性不育和细胞核雄性不育的蛋白质组学研究成果,认为植物雄性不育与一些蛋白质的表达上调、下降、缺失或者一些蛋白的新增表达有关,这些蛋白质分别参与了代谢、转录、信号转导、蛋白质合成、淀粉合成、细胞凋亡等重要生理过程,并指出了蛋白质组学在植物雄性不育研究上的不足和发展的方向。     

植物细胞质雄性不育基因的鉴定及育性调控机理

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）是作物杂交种生产的主要授粉控制系统,研究细胞质雄性不育分子基础及调控机理对利用杂种优势提高作物产量具有重要的指导意义。本文从植物的线粒体基因与细胞质雄性不育的关系着手,列举了植物CMS基因的鉴定情况,重点介绍了研究较多的矮牵牛、玉米、水稻和油菜细胞质雄性不育基因的鉴定进展及其对不育性状的调控。同时根据恢复基因与不育基因的相互作用情况阐述了育性恢复的可能机理,并对植物CMS分子机理的研究前景进行了展望。     

棉花细胞质雄性不育的研究及改良

本文就棉花“三系”杂种棉育种中细胞质雄性不育的研究现状作了较为详细的专题综述。介绍了棉花细胞质雄性不育种质及利用,不育性的遗传方式,及不育系细胞质对杂种后代的遗传效应,不育花药的细胞学和生理生化代谢特征等。评述了棉花细胞质雄性不育研究中所面临的问题及相应的对策。     

关于植物细胞质雄性不育概念的商榷

植物细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility, CMS)是一种不能产生有活力或可育花粉的母性遗传现象.尽管有学者认为CMS与叶绿体DNA有关,但越来越多的证据表明,线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)及其表达产物与CMS直接相关.为了准确地揭示这一类由线粒体DNA及其表达产物引起的CMS分子机制,我们提出了线粒体雄性不育的概念,其含义是指由线粒体遗传物质和细胞核遗传物质的共同作用控制的雄性不育.以区别于以前植物细胞质雄性不育的概念.     

中国棉花质核不育系的研究现状与前景分析

自从Meyer等于60年代培育出了第一个具有异常棉细胞质的雄性不育材料开始,国内外对棉花细胞质雄性不育系（CMS）及其应用的研究便深入展开。纵观目前我国现有的棉花CMS的研究现状,笔者认为,由于各种类型的棉花CMS的基因来源、生理生化基础、细胞学行为以及性状表现上存在着差异,在三系配套研究及利用上尚存在诸多疑惑。为此,进一步从分子水平上探明棉花CMS的败育机理,克服不育细胞质对F1代的负效应以及昆虫传粉媒介问题,对于棉花三系配套在生产上的快速推广和利用将起着重要的作用。     

棉花雄性不育性研究进展

从四个方面对棉花的雄性不育性研究进展进行综述：（１）棉花雄性不育系及不育性遗传;（２）棉花雄性不育性小孢子败育的细胞学研究;（３）雄性不育性与生理生化指标;（４）雄性不育系在棉花杂种优势中的利用。     

植物细胞质雄性不育育性恢复基因研究进展

植物杂种优势在生产上已被广泛应用,对提高产量和改善品质有重要意义,而生产杂交种的重要途径是细胞质不育及其恢复系统。在杂交品种选育过程中,优良恢复系选育至关重要。近年来植物细胞质雄性不育性恢复的分子机理一直是分子生物学的研究热点。本文综述了目前恢复基因研究的主要进展,讨论了恢复基因的遗传与定位。认为细胞质雄性不育恢复基因一般为单基因或少数显性效应主效基因,且恢复基因间作用方式多样化。目前,玉米Rf2基因、矮牵牛Rf基因、水稻Rf-1基因、萝卜Rfo基因都已被克隆。在这些恢复基因的克隆与分离基础上,本文讨论了恢复基因的结构特征及分子机理,认为恢复基因的可能分子机理,一种是恢复基因抑制细胞质雄性不育（CMS）特异ORF的表达,另一种是恢复基因补偿线粒体功能的缺陷。本文最后对恢复基因在植物分子育种上的应用前景提出了看法。     

棉花细胞质雄性不育小孢子母细胞败育的细胞学研究

对具有哈克尼西棉（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍｈａｒｋｎｅｓｓｉｉ）细胞质的显性无腺体细胞质雄性不育系小孢子母细胞发育过程进行了细胞学研究。不育系可以正常形成孢原细胞、造孢组织细胞以及小孢子母细胞，其药壁分化正常。但在减数分裂前期，绒毡层解体，小孢子母细胞液泡化而退化，减数分裂不能进行。棉花细胞质雄性不育系小孢子母细胞败育可能与作为营养源的绒毡层提前解体有关。     

水稻细胞质雄性不育恢复基因定位及相互关系研究进展

此文综述了水稻细胞质雄性不育恢复基因的分子定位研究成果,回顾了前人关于存在于第10染色体上的恢复基因之间相互关系的研究与探讨,并结合水稻细胞质雄性不育特点及分子机理论述了恢复基因的关系,以期为深入研究水稻细胞质雄性不育机理和应用水稻杂种优势提供参考。     

玉米多胞质雄性不育系CF5-11111的选育及抗病研究

以雄性不育细胞质（CMS）中s群的s，M，R与21A及c群的Rb，Es等多种细胞质为背景采用回交转育的方式，完成了CF5-11111雄性不育系的转育，不育性稳定。根据21A，s，M,Rb,Es胞质不育系具有较稳定的不育性和5种胞质抗病性的有关研究，研究认为21A，s，M，Rb。Es型雄性不育细胞质完全可以在生产上应用。     

高等植物线粒体基因组进化分析

线粒体是进行呼吸代谢、为生命活动提供能量的细胞器;其基因组相对独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。植物线粒体基因组较大,基因组重排、重复序列重组,以及基因获得/缺失/转移/重复等频繁发生,很大程度影响其基因的正常功能行使;同时,也增加了研究其基因功能及其基因组进化的难度。新一代测序技术降低了测序成本,数据库中测序基因组数据激增。其中,也包括大量已获得的植物细胞器——线粒体和叶绿体的基因组序列。本文使用公用数据库的线粒体基因组序列,通过对高等植物线粒体DNA序列、结构、功能基因丢失/迁入、DNA片段水平转移、重复序列及RNA编辑等方面比较分析,试图从某些侧面揭示植物线粒体基因组复杂的进化特征与过程,为解析植物线粒体基因组的进化、探讨细胞质雄性不育机制提供新证据。     

利用分子标记鉴定白菜细胞质雄性不育类型的研究

通过对9份白菜细胞质雄性不育材料的不育胞质类型进行分子标记鉴定,以期为今后更好的利用分子标记来进行辅助育种奠定基础。通过CTAB法提取白菜的基因组DNA,根据GenBank中orf138基因保守序列设计2对特异引物,对9份白菜基因组DNA进行PCR扩增,将扩增出条带的PCR产物进行测序,在NCBI中进行同源性比对,最终确定其不育胞质类型。结果表明：2对特异引物PI/PII和PIII/PIV只在4份白菜雄性不育基因中均扩增出条带,在另外5份材料中未扩增出条带,与田间育性鉴定相符,获得4份白菜Ogura胞质雄性不育的分子标记;在GenBank中用BLAST进行同源性比对分析,发现L1-CI、L3-CI、L3-F1 3个不育材料的特异片段与已报道的青花菜Ogu CMS所具有的Ogu orf138基因（Genbank登录号：HQ149728）同源度高达100%,L1-F1的同源度达99%,出现了一个变异位点,另外5份材料的胞质不育类型有待进一步研究。通过该方法鉴定出9份材料中有4份材料是萝卜胞质雄性不育的材料,得到了4条分子标记,该结果可为白菜细胞质雄性不育的分子鉴定提供了新的标记,也为今后利用分子标记辅助育种奠定了基础。     

向日葵细胞质雄性不育性的机制与利用

向日葵杂种生产采用三系配套系统完成。因此,向日葵细胞质雄性不育性的研究备受关注。其中研究较为清楚的是PET1细胞质,其不育机理是线粒体DNA重组形成嵌合基因,编码新的多肽,导致小孢子的败育。然而,这些基因如何影响小孢子发育的生理机制仍不清楚,有待进一步深入研究。丰富多样的向日葵CMS会大大降低因遗传单一性给大规模生产带来的风险;未发现恢复系的CMS可以用于无花粉观赏向日葵杂交种的生产。     

红麻雄性不育系的选育和不育基因的ISSR分子标记

红麻不育系的选育为红麻杂种优势的利用提供了新的途径。红麻雄性不育基因的分子标记,可用于优良不育系或保持系的选择。采用单株选择回交的方法进行不育系的选择,用BSA法进行ISSR引物的筛选。利用中国农业科学院麻类研究所红麻育种课题组在海南三亚发现的红麻不育株AT-1做母本分别与15-4,04K1做杂交,再用父本回交4次,选育出2个高度不育的不育系。用CTAB法提取红麻单株DNA,利用BSA法构建近等基因池—不育池和可育池,以近等基因池DNA为模板,进行ISSR引物的筛选,筛选出一条能在不育池和可育池间产生稳定差异带的ISSR引物U859。对不育系鉴定表明,不育系为质核互作型雄性不育,且不育性稳定。通过不育和可育单株对ISSR引物的鉴定表明,U859是与雄性不育基因连锁的ISSR分子标记。     

3个玉米细胞质雄性不育系的选育及分组鉴定

从地理远缘杂交和亲缘远缘杂交群体中，分离选育川G、类2、类3三个玉米细胞质雄性不育系。恢保关系鉴定和线粒体DNA的RFLP分析表明，三个不育系均属C组细胞质雄性不育。但是，从线粒体DNA的RFLP带型可以推断，川G与类2、类3以及参试C组不育系属于不同亚组，对克服C组细胞质雄性不育的遗传单一性具重要意义。这三个不育系的不     

植物雄性不育生理生化研究进展

植物雄性不育是自然界中的一种普遍现象。通过雄性不育系获得杂种优势,从而大幅度提高作物产量。近年来在植物雄性不育生理生化研究中取得了一定的成果,分别从内源激素、脂膜过氧化、物质代谢和能量代谢等方面对植物雄性不育进行了探索。植物雄性不育的生理生化研究将遗传和表型联系起来,有助于全面地认识雄性不育发生机理。     

植物细胞质雄性不育育性恢复基因研究进展

杂种优势已广泛应用于农业生产,这其中主要依靠细胞质雄性不育系统。细胞质雄性不育“三系”是杂交种选育的基础材料。其中,强恢复系的选育非常繁琐,且恢复力只能通过与不育系的测交来鉴定,既耗时又费力,因此,人们对育性恢复基因进行了大量的研究。本文归纳了恢复基因的结构特征、作用机理、遗传模式、基因定位及克隆上的研究进展和存在问题。认为随着二代测序技术的发展,可以利用全基因组重测序和转录组测序等技术开发新型分子标记进行恢复基因精细定位,或直接通过测序技术鉴定恢复基因。这将为恢复系的分子标记辅助选育和利用基因工程手段人工改良和创制恢复系提供帮助,也将为研究细胞质雄性不育育性恢复基因的遗传、进化和特征,全面解析植物细胞质雄性不育育性恢复机理奠定基础。     

棉花雄性不育研究和应用进展

综述了棉花雄性不育类型、不育机理和雄性不育系杂种优势利用状况,着重讨论了棉花雄性不育的细胞学、生理生化和分子生物学研究进展。并对本领域研究和应用中存在的问题及发展前景提出了看法。