1B/1R与非1B/1R类型小麦雄性不育系SOD活性比较研究

利用两个1B/1R类型的小麦不育系及其保持系和两个非1B/1R类型的小麦不育系及其保持系,对其单核期、二核期、三核期三个时期的SOD活性进行比较研究.结果表明1B/1R和非1B/1R类型不育系的SOD活性的变化差异较小,均呈下降趋势;保持系差异较大,1B/1R类型SOD活性一直下降,非1B/1R类型SOD活性在二核期后回升.非1B/1R类型和1B/1R类型小麦雄性不育系花粉败育的关键时期均为二核期到三核期.     

1B／1R与非1B／1R类型小麦雄性不育系SOD活性比较研究

利用两个1B／1R类型的小麦不育系及其保持系和两个非1B／1R类型的小麦不育系及其保持系，对其单核期、二核期、三核期三个时期的SOD活性进行比较研究。结果表明：1B／1R和非1B／1R类型不育系的SOD活性的变化差异较小，均呈下降趋势；保持系差异较大，1B/1R类型SOD活性一直下降，非1B／1R类型SOD活性在二核期后回升。非1B／1R类型和1B／1R类型小麦越性不育系花粉败育的关键时期均为二核期到三核期。     

非1B/lR小麦雄性不育系花药发育的细胞学研究

为了研究非1B/lR小麦雄性不育系花粉败育时期花药结构的变化,利用透射电镜对非1B/lR小麦雄性不育系732A及其保持系732B的花药发育过程进行了超微结构观察。结果表明,不育系花药中的绒毡层组织在单核花粉粒时期迅速解体消失,中层组织直到二核花粉粒期仍可以看到;保持系花药中的绒毡层组织解体缓慢,到三核花粉粒期才完全消失,但中层组织在单核花粉粒期就解体消失。由此表明,绒毡层与雄性败育有关,不育系中层细胞一直保持完整,可能是由于绒毡层迅速退化而造成的。     

几类小麦雄性不育系育性敏感时期蛋白质含量的变化

利用SDS-PAGE凝胶电泳技术对采用丙酮沉淀法提取的K型,C49S型和YS型小麦不育系和保持系旗叶小穗发育的单核期和二核期中的可溶性蛋白进行比较后发现,非1B/1R 类K型不育系732A在小穗发育的单核期比同时期相应保持系732B少1条分子量为17 kD的多肽,在小穗发育的二核期比同时期相应保持系732B多1条分子量为17 kD的多肽.同时通过对比不同类型的不育系发现非1B/1R类K型不育系732A和YS光温敏不育小麦A3017在小穗发育的二核期均多1条分子量大小为17 kD的多肽.该研究选取的两个发育时期均为育性发育的敏感时期,在该时期检测到特异蛋白的存在,说明该特异蛋白极有可能是与育性相关的或者是育性发育所必须的.     

几类小麦雄性不育系育性敏感期的可溶性蛋白质变化研究

[目的]研究几种小麦雄性不育系育性敏感期的可溶性蛋白质含量变化。[方法]以2种K型小麦雄性不育系及保持系和YS型温敏不育系为材料,对花粉发育过程中倒二叶和花药中可溶性蛋白质含量进行研究。[结果]不育系花药中蛋白质含量从减数分裂期至单核期呈上升趋势,而单核期至三核期呈下降趋势,且单核期至二核期下降速率最快;保持系在单核期至三核期蛋白质含量下降较不育系缓慢,整个时期可溶性蛋白质含量明显低于保持系;不育系和保持系叶片中可溶性蛋白质含量在整个生育期变化没有花药中变化明显;K型不育系和YS型温敏不育系蛋白质含量差异不明显;不育系可溶性蛋白质含量显著下降。[结论]蛋白质合成受阻或较多的蛋白质降解会导致生理代谢紊乱,花粉正常发育受到阻碍。     

小麦雄性不育系绒毡层异常代谢与小孢子败育的关系

【目的】研究小麦遗传型雄性不育系花药绒毡层降解及营养物质代谢,并揭示其与花粉败育的关系。【方法】以小麦S型1376不育系[(S)-1376(A)]及其保持系[(A)-1376(B)]为试材,在三核期分别用DAPI和KI-I2对花粉粒内淀粉积累进行染色观察;采用半薄切片技术对不育系(S)-1376和保持系1376绒毡层发育过程及多糖、脂类和蛋白等物质积累进行观察和比较;采用软件cellSens Entry和IPP 6.0分别计算图片中小孢子和绒毡层细胞的面积及分析各发育时期图像中的平均光密度值。【结果】与保持系1376比较,(S)-1376花粉粒被KI-I2染成浅黄色,表明三核期其花粉中无淀粉积累,花粉败育彻底;不育系(S)-1376绒毡层较保持系1376绒毡层细胞提前至四分体时期启动细胞程序化死亡（PCD）过程;不育系(S)-1376花粉核发育迟缓,大多发育至单核晚期停止分裂,仅少数可发育至二核期;(S)-1376小孢子在四分体时期和单核早期显著增大;绒毡层细胞在四分体时期也显著大于保持系1376绒毡层细胞。在(S)-1376花粉的发育过程中,除四分体时期外,其余各时期多糖含量（呈红色）均低于保持系对应的各发育时期,不育系(S)-1376绒毡层中多糖在四分体时期多于保持系,在单核早期显著降低。在花粉整个发育过程中,不育系(S)-1376花粉中被染成黑色脂类的含量明显低于保持系,不育系绒毡层中的脂类含量在各个时期也低于保持系。不育系(S)-1376小孢子母细胞四分体时期被染成蓝色的蛋白含量很高,但单核晚期显著降低;在绒毡层细胞中单核早期蛋白含量显著低于保持系,这可能暗示该时期保持系绒毡层开始启动降解。在花粉发育整个过程中保持系1376小孢子母细胞中四分体时期多糖和蛋白的含量都低于不育系(S)-1376,这可能与该时期不育系绒毡层提前降解需要大量的多糖和蛋白有关;单核晚期小孢子中的多糖、脂类和蛋白含量高于不育系,该时期是正常小孢子发育的关键时期,不育系中各种物质供应不足可能是导致花粉败育的主要原因。在二核期和三核期,不育系(S)-1376花粉营养细胞中大液泡不消失,细胞质内含物也不持续增加,淀粉粒、脂类等物质积累终止,最终导致小孢子内没有内含物的积累,呈空壳晶体状。【结论】小麦S型1376A不育系花药绒毡层提前降解所诱发的物质异常代谢,使小孢子在由单核晚期向二核期发育的过程中物质供应不足导致细胞核分裂异常,最终引起花粉败育。     

YS型小麦温敏不育系A3314育性转换中脯氨酸和丙二醛含量的变化

研究了YS型小麦温敏雄性不育系育性转换的有关生理生化机制。对YS型小麦温敏雄性不育系A3314在拔节至散粉期给予日平均温度17.5℃和22.0℃处理,并测定其不同发育阶段脯氨酸及其活性氧代谢的终产物丙二醛（MDA）含量变化。结果表明：A3314的脯氨酸含量在日平均温度22.0℃处理条件（可育条件）下明显高于17.5℃处理（不育条件）,且日平均温度22.0℃条件下的脯氨酸含量变化与其同型保持系TSP3314基本一致;而丙二醛含量的变化则相反。在可育条件下,YS型小麦温敏不育系A3314的育性转换过程中伴随着脯氨酸和丙二醛含量的变化,脯氨酸及丙二醛含量的变化与该温敏不育系的育性密切相关。     

D~2型细胞质雄性不育小麦绒毡层细胞程序化死亡与活性氧代谢

【目的】D2型细胞质是细胞质雄性不育小麦(cytoplasmic male sterility,CMS)的重要胞质来源,深入研究其败育机理对小麦杂种优势利用具有重要价值。【方法】以3种同核异质D2型细胞质雄性不育小麦Va87B1-706A、C687B1-706A、Ju87B1-706A及其相应保持系706B为试材,通过体式显微镜和DAPI染色分别在四分体时期、单核早期、单核晚期、二核期和三核期观察小麦花药的外形和小孢子发育的形态;利用扫描电镜和KI-I2染色分析三核期花药外皮层、内皮层、乌氏体和花粉粒的表型及败育特点;采用石蜡切片和DNA ladder的技术观察不同发育时期D2型不育系和保持系小麦花药绒毡层细胞形态变化特征以及绒毡层细胞程序化死亡(programmed cell death,PCD)的过程;测定花药发育过程中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的含量,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)的活性以及非酶物质还原型抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量变化;同时利用RT-PCR技术对部分抗氧化酶相关基因的表达模式进行分析。【结果】与保持系706B比较,3种D2型细胞质雄性不育小麦在三核期均表现出外皮层表皮褶皱、乌氏体排列稀疏散乱以及小孢子皱缩、表皮粗糙和萌发孔闭合的不育特征,败育类型为典败和染败;自单核晚期开始3种不育小麦的小孢子发生紊乱;石蜡切片观察绒毡层细胞的变化,发现不育系均比保持系延迟一个时期在二核期发生解体,并于三核期完全降解;进一步检测细胞凋亡DNA小片段发现3种不育系花药绒毡层的DNA损伤均起始于单核晚期,绒毡层PCD比保持系延迟一个时期启动,并且优先细胞学表型检测到凋亡;生理指标测定和定量分析的结果说明绒毡层细胞的延迟凋亡和小孢子的结构异常与不育系花药内活性氧的过度积累、抗氧化酶活性的异常变化、非酶促抗氧化物质的严重下调以及部分抗氧化酶相关基因在两系花药中表达水平的严重差异密切相关。【结论】D2型细胞质雄性不育小麦败育的关键时期是单核晚期,绒毡层PCD的延迟启动诱导了活性氧的过量积累,进一步破坏了抗氧化防御系统的平衡,进而造成绒毡层细胞形态异常,最终导致D2型细胞质雄性不育小麦的败育。     

小麦温敏不育系A3314温敏不育性的遗传研究

 为建立技术简便、成本低廉的二系杂交小麦种子生产体系，选育适应范围广泛的温敏不育系，利用发明专利技术（ZL00105488.0）选育的非1B/1R类型K型小麦温敏雄性不育系A3314与恢复系Silverstar的F2和BC1F1分离群体及可育条件下的1B/1R类型K型小麦雄性不育系K3314A与非1B/1R类型K型小麦温敏雄性不育系A3314的F2代及BC1F1代分离群体的育性反应，对小麦温敏雄性不育系A3314的温敏雄性不育基因的遗传进行研究。结果表明，温敏不育系A3314的雄性不育性与K3314A的雄性不育性一致，除受细胞质基因控制外，还受两对隐性核基因的控制，且呈独立遗传。其中A3314中来自斯卑尔脱（T.spelta var.duh.）小麦的K型雄性不育基因rfv1sp为其主效基因，与1B/1R类型K型小麦雄性不育系K3314A的雄性不育主效基因rfv1为一对等位基因，并具有温度敏感特性。     

K型温敏雄性不育小麦KTM3315A的鉴定及花粉败育特点的初步分析

为了解小麦温敏雄性不育系KTM3315A的染色体组成,揭示其雄性败育特点,采用分子标记和A-PAGE技术对KTM3315A是否含有T1BL.1RS易位染色体进行了鉴定。通过醋酸洋红、DAPI和I2-KI染色,观察花粉败育的细胞学特点及类型,并对不同发育时期(减数分裂、单核早期、单核晚期、二核期和三核期)花药中的保护酶(POD、SOD和CAT)活性进行了测定。结果表明:KTM3315A具有小麦1BS的特异扩增条带,但缺少黑麦1RS的特异扩增条带,与KTM3315A在ω区不具有黑麦特异蛋白谱带的结果相对应,推测KTM3315A为非1B/1R类型的K型温敏雄性不育小麦;KTM3315A在不育条件下的三核期花粉粒经I2-KI染色表现为染色不均匀,花粉败育,其花粉败育类型为染败;3种活性氧代谢的保护酶活性在不同育性条件下呈现出不同的变化趋势,在不育和可育条件下,POD、SOD和CAT活性在单核晚期均表现显著差异,推测KTM3315A的雄性不育与活性氧代谢的保护酶活性有关,其败育发生的关键时期可能在单核晚期。     

偏、粘和易型非1B/1R小麦雄性不育系研究初报

以偏、粘和易型1B/1R稳定全不育系ms(Ae.ventricosa)-77(2)、ms(Ae.kotschyi)-77(2)和ms(Ae.variabilis)-77(2)为不育质核背景,一批优良小麦品种(系)及部分亲本材料为父本,诱导单倍体性和易恢复性为重要选择指标,采用测交、置换回交和转育等方法,并结合细胞学镜检,首次成功地将带有rfvl基因的非1B/1R普通小麦栽培品种与偏凸、粘果和易变不育胞质结合,培育出稳定的偏、粘和易型非1B/1R全不育系ms(ven)-90-110、ms(kots)-90-110和ms(var)-90-110.测交和育性分析结果表明:(1)其不育性主要由一对主效隐性基因控制.(2)从不育系自身完全克服了1B/1R不育系产生单倍体的缺点;同时大大提高了其不育性的易恢复性,其不育系与一般只要含有主效恢复基因(Rfvl)的小麦品种(系)测配,F₁杂种恢复度大都在85%～90%以上.(3)其育性恢复基因分析广泛,一般生产中的非1B/1R优良品种(系)都带有它们的主效恢复基因,可以自然恢复系形式恢复其育性.     

S~v型小麦雄性不育系及保持系的研究

通过对Sv型1B/1R型保持系、G型不育恢复系1031品系分别与Sv型不育系杂交后代的研究,结果表明,1BS染色体上带有来自斯卑尔托Rf3恢复基因的普通小麦1031品系,是Sv型细胞质雄性不育系的恢复系。这扩大了Sv型细胞质雄性不育系的非1B/1R型保持系,为Sv型细胞质雄性不育系小麦在北方春麦区的利用提供了基础材料。     

几类异质非1BL/1RS小麦雄性不育系微效恢复基因累加效应的研究

为揭示非1BL/1RS小麦雄性不育系的恢复性遗传规律,特别是对恢复系的创制,以具有粘型、易型和偏型等细胞质的非1BL/1RS小麦雄性不育系,及对其有一定恢复力的小麦品种(系)132、83-3等为基础材料,以01-3-6为工具材料,采用特殊复合杂交法研究了这几类异质非1BL/1RS小麦雄性不育系微效恢复基因的累加效应。结果表明,以国际法表示时,不同核型材料中的粘型、偏型非1BL/1RS小麦雄性不育微效恢复基因均存在显著的累加效应,且在累加高代表现较为明显,以国内法表示时,则没有累加效应;不同核型材料对易型非1BL/1RS小麦雄性不育系育性恢复没有明显的规律性,以国内法计算的恢复度世代间变化幅度明显低于国际法;粘型、偏型非1BL/1RS小麦雄性不育系杂种F1产量的形成以小穗中部小花结实为主。     

非1B/1R类型和1B/1R类型小麦K型雄性不育系比较研究

利用非 1B/ 1R类型小麦 K型不育系 KTSP3314A和 1B/ 1R类型小麦 K型不育系 K3314A,分别与10个普通小麦品种 (系 ) 2 5 9,36 6 5 ,TB90 2 ,F10 7,J18,R2 0 5 ,L783,5 0 3,3380和 78115杂交 ,测定和比较其恢复性、单倍体发生频率和主要农艺性状。结果表明 ,非 1B/ 1R类型小麦 K型不育系比 1B/ 1R类型小麦 K型不育系更易恢复 ;不育系本身不产生单倍体 ,其杂交种 F1 产生极少或不产生单倍体 ;农艺性状除了株高具有明显的优势外 ,其他均无不利的遗传效应。     

辣椒(甜椒)雄性不育系13733A、1592A、1442A的特征与形态解剖

1995年在辣椒田中发现雄性不育株，用不同果型的品种，分别进行测交，连续回交和父本株自交，育成了灯笼型、羊角型、牛角型等不同类型的3个雄性不育系和相应的保持系。不育系的长势、株幅、分枝明显强于可育株。各不育系的雌蕊功能正常，花药瘦小、干瘪，个别花药虽与保持系相似，但无粉粒或极少。个别不育系的个别植株有单性结实特性。     

辣椒核雄性不育系pby-1形态学及生理生化特性分析

【目的】分析辣椒(Capsicum annuum L.)雄性不育系的形态学及生理生化的特征,为研究羊角椒雄性不育的遗传机制提供理论参考。【方法】以羊角椒核雄性不育系pby-1和保持系PBY-1为材料,观察花蕾7个时期的发育情况及盛花期的花器官,测定盛花期花粉的生活力及减数分裂、四分体及单核3个时期花蕾的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)的含量,分析保护酶活性的变化,比较赤霉素(GA₃)、生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、茉莉酸(JA)及脱落酸(ABA)含量差异及不同内源激素的平衡关系。【结果】与野生型PBY-1相比,不育系只有花器官结构与其不同,花药干瘪,花粉无生活力。在羊角椒花蕾发育的3个时期,不育系与可育系之间在保护酶活性与内源激素含量上存在差异,其中,不育系SOD活性始终显著低于保持系,而CAT活性始终显著高于保持系,POD活性在减数分裂期和四分体时期显著低于保持系,MDA含量只有在单核时期显著高于保持系;四分体及单核时期GA₃含量、IAA含量高于保持系,ZR含量始终高于保持系,减...     

牡山羊草细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性和细胞学研究

为明确牡山羊草细胞质雄性不育小麦的染色体组成及雄性败育特点,采用分子标记技术和酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对牡山羊草细胞质雄性不育小麦是否含有1BL/1RS易位染色体进行了鉴定。另外,为揭示牡山羊草细胞质雄性不育小麦败育发生的时期和败育的细胞学机理,以牡山羊草细胞质雄性不育小麦(Ju87B1-706A)和其同型保持系(706B)为供试材料,采用I2-K染色、醋酸洋红染色、DAPI染色和石蜡切片法对其花药形态特征及小孢子形成和发育过程进行细胞学观察。结果表明:Ju87B1-706A具有黑麦1RS的特异扩增条带(1 500bp),但缺少1BS的特异扩增条带(220bp),与其在A-PAGE结果的ω区与黑麦特异蛋白谱带的结果相对应,从而说明牡山羊草细胞质雄性不育小麦Ju87B1-706A为1BL/1RS雄性不育小麦类型;I2-K染色说明Ju87B1-706A的败育类型为典败和染败;Ju87B1-706A能正常进行减数分裂形成小孢子,到单核晚期时能形成正常的核但细胞皱缩,二核期细胞形态不规则能形成正常的精核但有些营养核不清晰,三核期精核呈圆形不能形成梭形的精核并发生部分空胞化;其单核晚期花药中绒毡层的延迟解离以及二核期三核期细胞团侵入药室造成小孢子败育,从而推测单核晚期是其雄性不育发生的关键时期,可能与绒毡层异常有关。     

小麦黄色素含量、多酚氧化酶活性和1B/1R异位相关基因的分子标记检测

利用与黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性和1B/1R异位系性状相关的分子标记对158份小麦(Triticum aestivum L.)材料进行分析,从而了解其色泽品质状况,并为高白度、低PPO活性小麦育种提供优异亲本资源。结果表明,低PPO活性相关等位基因Ppo-A1b和Ppo-D1a的分布频率分别为57.6%和67.7%,低黄色素含量相关等位变异Psy-A1b和Psy-B1b的频率分别为47.5%和60.1%,高黄色素含量相关等位基因Psy-B1c的出现频率为5.1%,1B/1R异位系的分布频率为21.5%。158份材料中同时携带低黄色素含量、低PPO活性等位变异组合,且为非1B/1R异位系的材料有16份,频率为10.1%,可用于高白度面粉小麦品种的选育。