白菜核基因雄性不育系的转育模式与利用

白菜类蔬菜作物100％核基因雄性不育系（简称“不育系”）是一类较理想的雄性不育材料，日益成为人们研究的热点。转育是获得100％不育系的简便而有效方法。根据大白菜核不育系“复等位基因遗传假说，设计了可育品系雄性不育系3种转育模式并提出核不育系制种方法。     

大白菜线粒体DNA提取及细胞质雄性不育系RAPD分析

提取高质量线粒体DNA(mtDNA)是研究大白菜细胞质雄性不育系不育分子特性的前提。以大白菜绿色叶片为试验材料,应用一种省时、简便、操作步骤少的方法,快速获得3组11份大白菜的mtDNA(包括保持系、Ogu CMS、Pol CMS和CMS96细胞质雄性不育系)。试验中不需要加入DNase I酶消化核DNA,提取的mtDNA质量较好;同时,采用RAPD技术,对11份大白菜mtDNA进行多态性分析,获得了与大白菜Ogu CMS和CMS96不育系相关的差异片段10条,与大白菜Ogu CMS不育系相关的差异片段3条。初步证实:大白菜CMS96和大白菜Ogu CMS不育系既有相似性又存在差异性。     

大白菜细胞核雄性不育两用系的利用途径探讨

不同来源的大白菜核不育两用系存在不同的遗传机制,其不育株与可育株都各略占50％并存。在利用上,50％不育株可作母本用于配制F_1杂种和核基因互作雄性不育系;50％可育株可用作F_1杂种父本、质核复合雄性不育保持系和核基因互作雄性不育临保系,同时自交还可快速选育自交系。在优势育种上,大白菜核不育两用系具有一定开发潜力和应用前景。     

大白菜细胞质雄性不育的分子鉴定及序列分析

为了获得3种大白菜细胞质雄性不育系Ogu CMS,Pol CMS,CMS96和保持系间的多态性以及定位大白菜CMS96不育系所属的不育类型,利用设计的atp6,orf222单一和混合引物PCR扩增3组11份同核异质大白菜细胞质雄性不育系和保持系mtDNA。结果表明,atp6引物在大白菜Ogu CMS不育系扩增的200 bp片段为其特异带;orf222引物仅在大白菜Pol CMS和CMS96不育系有扩增产物,但二者有3点完全不同:大白菜Pol CMS不育系扩增产物为675bp,CMS96不育系扩增产物为669 bp,二者相差6个核苷酸,后者定名为大白菜CMS96-orf222。大白菜CMS96-orf222与甘蓝型油菜Nap CMS的nad5c基因和Nap-orf222基因同源性均为99%,E值为0.0;大白菜Pol CMS的675 bp序列具有ORF224开放阅读框,没有保守结构域,而大白菜CMS96的669 bp序列具有ORF222开放阅读框和保守结构域YMF19。另外,atp6和orf222混合引物多重PCR扩增产物存在明显多态性:800 bp为大白菜保持系的差异带型;2 300 bp和1 500 bp为大白菜Pol CMS不育系特异带型;200 bp为大白菜Ogu CMS不育系特异带型;690 bp为大白菜CMS96不育系特异带型。该方法仅用一次PCR反应快速地将3种大白菜细胞质雄性不育系和保持系一次性全部区分开,为大白菜分子育种和常规育种更好地相结合提供了简单、快速、准确和重复性好的方法和手段。     

青麻叶大白菜核基因雄性不育性遗传模式的研究

以稳定遗传的青麻叶类型大白菜甲型两用系2个、乙型可育株系4个及可育品系26个为材料，经过杂交、自交、测交及育性鉴定等手段，对青麻叶类型大白菜核基因雄性不育性的遗传模式进行了验证，并对青麻叶类型材料的育性基因型进行了测定。结果表明，青麻叶类型大白菜核基因雄性不育性的遗传模式符合复等位基因遗传模式；在经过多代纯化的青麻叶材料中，基因型为msms的材料所占比例最大，为65．4％，基因型为Ms^fms的材料所占比例最小，为7．7％，基因型为Ms^fMs^f的材料所占比例居中，为26．9％。     

菜心核基因雄性不育系转育研究

以白菜核基因雄性不育系(简称核不育系)03S025为不育源,根据大白菜核基因雄性不育系“复等位基因遗传假说”设计转育方案,通过杂交、自交等方法,向菜心可育品系03S001(翡翠油青菜心)中转育核不育基因,获得了新的菜心100%核不育系及其相应的甲型两用系和临时保持系。     

大白菜CMS96细胞质雄性不育系的特点分析

为了筛选和利用大白菜细胞质雄性不育系,对大白菜的3种细胞质雄性不育系：CMS96细胞质雄性不育系、波里马细胞质雄性不育系(Pol-CMS)和萝卜细胞质雄性不育系(Ogu-CMS)及其相应的保持系进行了主要植物学性状的比较研究。结果表明：Ogu-CMS存在多代转育后植株长势退化、杂交优势差,Pol-CMS存在育性受环境条件影响等缺点,而CMS96细胞质雄性不育系则克服了二者的缺点。另外,CMS96细胞质雄性不育系早期的晚抽薹性比保持系强、杂交种子的产量比保持系杂交种子产量高。CMS96细胞质雄性不育系不仅不育性稳定,多代回交不退化,而且杂交优势强,繁种产量高,表现出了广阔的育种应用前景。     

水稻不同细胞质雄性不育系花粉败育的细胞生物学比较研究

通过对5种(D型、K型、冈型、野败型、印尼水田谷型)不同类型质源的细胞质雄性不育系花粉的细胞学观察。结果显示,野败型和D型不育系花粉败育时间发生在单核期向双核期过渡阶段,这两种类型胞质不育系花粉败育过程基本类似;冈型不育系、K型不育系和印尼水田谷型不育系这3种细胞质雄性不育系的花粉败育时期略早于野败型和D型,一般在单核末期就全部败育,而这3种类型的胞质雄性不育系花粉败育过程基本相似。     

小麦质核互作型雄性不育系线粒体DNA变异性的RAPD分析(英文)

在杂交小麦选育中,为了更好地利用细胞质雄性不育性,研究与不断挖掘新的不育细胞质类型及其对应育性恢复基因以改良现有不育资源至关重要.基于这一目的,本文对具有山羊草属细胞质的四类不育系线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD分析,分别比较了具有同一细胞质背景的山羊草、雄性不育系,以及该类不育系与恢复系组配的可育杂种F1的mtDNA的变异性.结果显示,供试山羊草与其对应细胞质雄性不育系在mtDNA上存在明显多态性,表明不育系在质核互作的影响下很可能已导致mtDNA发生变异:而不育系与对应的可育杂种F1在mtDNA上也存在多态性,同样表明育性恢复核基因对不育系进行育性恢复的过程中亦可能引起mtDNA发生相应变异;mtDNA变异很可能涉及到不育系育性本质的改变.     

优质高产广适应性红莲型杂交稻选育

近年红莲型细胞质雄性不育系选配的三系杂交水稻表现出优质、高产、广适应性、高效等特点，具有很好的应用前景。本实验室以红莲型细胞质雄性不育-育性恢复系统为材料深入研究了红莲型细胞质雄性系的不育、育性恢复及水稻核质互作的分子生物学基础，与此同时，强化了优质高产广适应性红莲型杂交稻选育及其产业化。本文总结了红莲型杂交稻研究的主要进展。     

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。     

大白菜CMS96细胞质雄性不育分子特性研究

大白菜CMS96细胞质不育系是由大白菜株系与甘蓝型油菜细胞质不育源杂交、多代回交后获得的。该不育系生长势旺、不育性稳定,不育度和不育株率均为100%,蜜腺正常,在大白菜杂种一代生产中具有广阔的应用前景。为了定位大白菜CMS96细胞质不育所属的类型和获得其不育有关的特异序列,依据atp9、coxI、orf138和orf224保守序列设计4对引物,对3组11份大白菜材料线粒体DNA进行PCR扩增,每组材料内包含同核异质PolCMS、OguCMS、CMS96三种大白菜不育系和一种共用保持系。结果表明,atp9和coxI引物在所有材料中均有扩增产物,供试材料间没有差异;而orf138和orf224引物扩增产物存在差异。orf138引物仅在全部OguCMS和CMS96不育系中扩增出309bp特异带,而保持系和PolCMS不育系没有扩增产物;orf224引物仅在所有PolCMS中扩增出689bp特异带,而保持系、OguCMS和CMS96不育系没有扩增产物。同时,对保持系和不育系花组织mRNA进行RT-PCR分析,进一步验证了orf138和orf224引物扩增产物的特异性和一致性。同源性分析结果表明,利用orf138引物所获得的309bp大白菜mtDNA特异片段均与萝卜OguCMS、甘蓝型油菜OguCMS萝卜体细胞杂种所具有的Oguorf138高度同源,二者有172个核苷酸完全相同,有58个氨基酸完全相同;orf224引物所获得的689bp大白菜mtDNA特异片段与甘蓝型油菜的Polorf224高度同源,二者有677个核苷酸完全相同,有225个氨基酸完全相同,同源性均达到100%。初步认为大白菜OguCMS和CMS96不育系具有相似性,OguCMS萝卜所具有的orf138是导致二者不育的原因;Pol甘蓝型油菜所具有的Polorf224是导致大白菜PolCMS不育的原因。     

利用分子标记辅助选育大白菜核基因雄性不育系

本研究以含不育基因Ms的大白菜细胞核复等位基因型雄性不育两用系"AB01"的可育株(MsfMs)为供体亲本,以高代自交系‘a20’(msms)为轮回亲本,采用杂交和连续回交转育方法,利用与不育基因Ms连锁的SCAR标记syau_scr01辅助不育基因Ms选择,成功地将不育基因转育到可育品系‘a20’中,育成了不育度和不育株率均为100%,植物学性状与自交系‘a20’相近的新核不育系GMS4。选择结果表明syau_scr01选择的准确率为100%,验证了该标记可以用于大白菜核不育系转育辅助选择。     

‘黑叶’大白菜抗根肿病雄性不育系转育研究

为选育抗根肿病大白菜新品种,根据“复等位基因”遗传假说及大白菜对根肿病的抗性由一对显性核基因控制的结论,以抗根肿病大白菜甲型雄性不育“两用系”的不育株为抗源和不育源,以‘黑叶’大白菜为轮回父本,经过杂交、连续回交、自交、测交、兄妹交和抗病接种筛选鉴定等方法,将抗根肿病基因和核不育基因导入‘黑叶’大白菜中,获得抗根肿病‘黑叶’大白菜新甲型雄性不育“两用系”和“临时保持系”。抗根肿病的大白菜雄性不育系的育成,为抗根肿病新品种选育提供参考。     

温敏型雄性不育亚麻的研究

通过在自然条件下对亚麻雄性不育材料的特征特性和不育性表现的研究表明, 该不育材料农艺性状优良, 雄性不育特征明显. 温度对不育性有重要影响, 一定温度范围内, 高温能使育性提高, 结果率和结实率增加, 低温使育性下降, 结果率和结实率下降, 同时还发现不同材料对温度的敏感程度不同, 通过对杂交后代育性分离的分析, 表明几     

Male sterility in some cole crops

Some male sterile plants were found in seed fields of cauliflower, Brussels sprouts and white cabbage. In all 3 crops the male sterile flowers were characterized by shorter stamens and shrivelled anthers. Male sterility did not seem to be greatly influenced by the environment.In cauliflower male sterility is determined by 1 recessive factor. In Brussels sprouts this characteristic also depends on recessive factors. In this crop, however, the mode of inheritance is much more complicated. In addition to completely male sterile plants there were also partially male sterile plants of Brussels sprouts.Two plants of white cabbage were found to be male and female sterile.     

A male sterile line with dominant gene (Ms) in cabbage (Brassica oleracea var. capitata) and its utilization for hybrid seed production

A male sterile plant, 79-399-3, was identified from a spring cabbage line 79-399 in 1979. Light-microscopic studies with paraffin section indicated that meiotic division stopped at the tetrad stage. The ratio of male sterile plants to fertile plants in the progenies of test crosses was 1:1 in five experiments conducted in 1982 and 1991–1994. However, some male sterile plants were sensitive and developed a very low number of viable pollen grains. When sensitive male sterile plants were selfed, the progenies segregated into male sterile and fertile plants at a ratio of 3:1. The male sterile plants from selfing of sensitive male sterile plants were propagated by tissue culture and crossed with different inbred lines. From the progenies of the crosses, populations with 100% male sterile plants were observed. The results indicated that homozygous dominant male sterile (MsMs) plants segregated from the selfed progenies. Populations with 100% male sterile plants and stable male sterility were developed as male sterile lines. Several favorable combinations were also selected by crossing the male sterile lines with inbred lines with high combining ability for desirable horticultural characters. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

甘蓝型油菜NEA胞质不育双低恢复系选育研究

NEA是笔者所在课题组在远缘杂交的辐射诱变后代中发现的一类甘蓝型油菜胞质不育新材料,叶色深绿,营养体旺,不育性稳定彻底,群体不育株率和单株不育度均达100%,完全不同于核不育、Polcms和陕2A。恢复源的寻找是NEA育种利用的关键。利用丰富的油菜地方种质资源、创新资源及引进资源,采取辐射诱变和广泛测交方式,发现了能恢复NEA育性的基础材料,进一步的遗传研究表明,恢复NEA育性的是细胞核内一对显性基因。利用含恢复基因的基础材料,进行广泛转育,正反杂交、连续回交、复合杂交、聚敛杂交、测交、连续自交、配合力测定、单株品质测试,选育出一系列稳定纯合的NEA胞质双低恢复系,如NR67、NR722、NR403、NR1917、NR9482。     

与大白菜温度敏感胞质雄性不育系育性转化相关的同工酶分析

以经过低温处理发生育性转化的大白菜胞质不育系（AT系）、未经处理的不育系（A系）及对应的保持系（B系）6叶苗龄期的根，叶和花期的大、中、小花蕾为试材，采用薄层垂直板聚丙烯酰胺凝胶不连续电泳的方法，分析了POD、ATP、AMY、EST同工酶。结果表明：POD、ATP、AMY同工酶与大白菜不育性没有显著关系；苗期A系与B系酯酶同工酶也无差异，小花蕾差异很大， B系酶活性明显强于A系, 且B系比A系多5条α-EST带，其迁移率分别为0.62、0.68、0.72、0.75、0.83等， B系比A系多4条β-EST带，其迁移率分别为0.68、0.72、0.75、0.83。A系经低温处理（9℃下处理18d）发生育性转化后，迁移率为0.83的α-EST带消失，可能与不育性转化有关。结合试验结果还对细胞质雄性不育产生的机理进行了探讨。