一个新型的小麦显性细胞核雄性不育系WR950

小麦雄性不育系WR9501选自小麦-黑麦远缘杂交后代,具有不育性稳定、遗传力强和易转育等特点。为给小麦雄性不育的研究和利用提供新的种质基因资源,对WR9501及其衍生不育系败育的生物学特征、遗传模式及与黑麦1RS染色体的相关性进行了研究。结果表明,WR9501及其衍生不育系具有典型小麦雄性不育系的形态特征;WR9501花粉碘-碘化钾(I2-KI)染色呈典型败育特征,其育性受显性核不育基因和抑制基因两对主效基因和多个微效基因共同控制,属于基因互作型显性核不育类型;黑麦1RS染色体与WR9501的育性相关。     

粘类小麦雄性不育基因rfv1定向导入的研究

为了研究粘类非1BL/1RS小麦雄性不育基因rfv1定向导入的途径与方法,从而创制粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系的新保持系,以非1BL/1RS普通小麦变种莫迦小麦为供体材料,综合农艺性状优良的1BL/1RS易位系(普通小麦品种)西农Fp1为受体材料,采用定向回交置换方法,同时结合根尖染色体镜检和SDS-PAGE检测,将莫迦小麦核基因组中的rfv1不育基因定向导入到西农Fp1的核基因组,完成育性染色体的专一替换,育成既携有来自莫迦小麦核基因组的rfv1不育基因,又具有西农Fp1核背景的粘类非1BL/1RS小麦雄性不育系的新保持系.该方法为杂种优势利用中更好地发挥粘类小麦雄性不育系的实际作用奠定了坚实的技术支撑.     

YS型小麦温敏雄性不育系育性控制遗传模型的初步分析

为了揭示小麦温敏雄性不育系育性控制的遗传基础,以YS型小麦温敏不育系A731、A732-1与其恢复系中国春杂交构建了2个组合,对这2个组合的P1、F1、P2和F2及其再生分蘖的育性进行调查,利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型的4世代联合分析和单个世代分析方法,分析了该类型小麦温敏雄性不育系雄性育性的遗传控制特点.结果表明,不育条件下,YS 型小麦温敏不育系的雄性育性均由2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制,主基因遗传率较高,达56.73%～71.20%,多基因遗传率达27.65%～41.20%;可育条件下,A731小麦的温敏育性由2对加性-显性主基因控制,A732-1小麦温敏育性由2对加性-显性-上位性主基因控制,主基因的遗传率均在58.41%以上.这些结果说明YS型小麦温敏雄性不育系的育性主要由两对主基因+多基因相互配合控制,主基因的遗传率较高.     

粘类小麦雄性不育基因rfv1定向导入的研究

为了研究粘类非1BL／1RS小麦雄性不育基因rfv1定向导入的途径与方法,从而创制粘类非1BL／1RS小麦雄性不育系的新保持系,以非1BL／1RS普通小麦变种莫迦小麦为供体材料,综合农艺性状优良的1BL／1RS易位系（普通小麦品种）西农Fp1为受体材料,采用定向回交置换方法,同时结合根尖染色体镜检和SDS-PAGE检测,将莫迦小麦核基因组中的rfv1不育基因定向导入到西农Fp1的核基因组,完成育性染色体的专一替换,育成既携有来自莫迦小麦核基因组的rfv1不育基因,又具有西农Fp1核背景的粘类非1BL／1RS小麦雄性不育系的新保持系。该方法为杂种优势利用中更好地发挥粘类小麦雄性不育系的实际作用奠定了坚实的技术支撑。     

矮败小麦在轮回选择上的应用

矮败小麦具有Ｔａ1显性核雄性不育基因与Ｒｈｔ10 显性矮秆基因紧密连锁遗传的特点 ,它与高秆品种杂交 ,后代高秆株表现可育 ,矮秆株表现不育 ,二者比例接近 1∶1,这种特性可以稳定遗传 ,故可利用植株高度作为育性的标记性状鉴别不育株和可育株 ,大大提高育种效率[1～ 3] 。福建农大作物学院于 1989年秋季引入该种质 ,连续多年进行了育性和株高的关系、不育株开花结实特性、苗期ＧＡ3处理预测植株育性及雄性败育过程的细胞形态学等基础和应用基础研究 ,同时也开展了轮回选择育种 ,对其性状进行改良 ,提高了矮败群体的抗赤霉病性和白粉病性 ,…     

K型小麦雄性不育系绒毡层结构变化及相关基因的表达分析

为揭示K型小麦雄性不育系的败育时期和败育机制,以K型小麦雄性不育系K519A及其保持系519B为材料,采用半薄和超薄树脂切片法对花药绒毡层进行显微和亚显微结构观察,并对孢粉素转运相关基因RAFTIN1和绒毡层细胞降解相关基因APs在不同生育时期的表达模式进行分析。结果表明,与保持系相比,不育系花药绒毡层在四分体时期提前降解,部分绒毡层细胞脱离中层侵入药室内,发育至二核和三核期绒毡层细胞只剩下细胞轮廓和少量附着的乌氏体。不育系小孢子细胞壁在单核期开始增厚,是同时期保持系小孢子细胞壁厚度的2.35倍,发育至二核期小孢子细胞壁继续增厚,但三核期不育系小孢子细胞壁比保持系小孢子细胞壁薄,仅是保持系花粉粒细胞壁厚度的89%,并且三核期不育系花粉粒出现畸形和质壁分离的异常现象。自小孢子母细胞时期至单核期,不育系中RAFTIN1和APs基因的相对表达量都显著高于保持系,但在二核期不育系中的相对表达量显著低于保持系。推测K型小麦雄性不育系K519A的败育可能发生在四分体期和二核期。RAFTIN1和APs基因的表达模式与细胞学观察结果相契合,故推测这两个基因很可能参与了K型不育系K519A的不育过程。     

西北农大首次在国内外选育成功 4种非1BL/1RS小麦雄性不育系

西北农业大学张改生教授等首次在国内外成功地将携有rfvl基因的非1BL／1RS普通小麦栽培品种与偏、粘、易和二角型4种不同胞质结合,选育出偏、粘、易和二角型非1BL／1RS小麦新雄性不育系,是杂交小麦育种的新突破,为杂交小麦在生产应用上创造了条件。育性转异性、恢复性遗传规律、胞质效应和质核互作专效性分析测定表明,这4种异质新不育系不育性彻底,不育株率和不育度均为100％,完全克服了原对应4种异质IBL／IRS易位型雄性不育系产生单倍体（即雌雄均不结实）、恢复度（即杂种稳结实程度）变异较大以及育性不稳定等缺点。与一般含…     

5种细胞质雄性不育小麦败育过程中活性氧代谢保护酶的响应

为了解异质雄性不育小麦败育过程中活性氧代谢中几种保护酶的变化特点,以5种小麦雄性不育系U116A、Ju116A、Va116A、C6116A、K116A及其相应保持系116B为材料,分析了小麦雄性不育系在花药不同发育时期的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性与保持系的差异。结果表明,不育花药的POD活性自单核早期后均比同一发育时期的可育花药高;自单核晚期开始,不育系CAT活性总体上呈下降趋势,而可育系则呈升高趋势;受试材料花药中SOD活性总体呈上升趋势,且不育系高于保持系。经差异分析,不育系U116A、Ju116A、Va116A、C6116A的败育关键期是单核晚期,而K116A的败育关键期则是单核晚期至二核期。以上结果说明,5种异质小麦雄性败育时期有所不同,并且雄性育性与POD、CAT和SOD活性密切相关。     

蓝标型显性核不育小麦的特性及其F1杂种优势分析

为了使小麦显性太谷核不育基因Ms2在杂种小麦上得以利用,以创制的显性蓝粒附加系97-866为基础,转育成功8份不同基因背景的新不育系,并对这8个不育系的粒色和育性分离状况以及杂种优势进行了分析.结果表明,在这8个新不育系的后代中,蓝粒不育株占20.6%～23.8%,平均为22.3%;白粒非矮秆可育株占77.6%,其它类型仅占0.1%,表明蓝粒基因、Ms2和Rht10基因均位于附加染色体上,而且连锁紧密.但对性状不同轮回亲本,矮败蓝粒于的传递率有差异,部分轮回亲本间差异达到5%显著水平,同一轮回亲本在不同年份间对蓝粒不育株传递率的影响差异不显著.F1代杂种优势表现为既有超亲优势又有超标优势,筛选出3个杂交种的籽粒产量超过对照15%以上.     

水稻质核互作雄性不育系的微效恢复基因定位和排除方法研究

以232个协青早A/B456///协青早A/B456∥B456植株组成的分离群体为材料,调查花粉可育率和自交结实率,并采用121个在染色体上分布比较均匀的SSR多态性标记进行QTL检测。发现22个SSR标记分别与10个花粉育性位点连锁,分布于第2,5,6,8,10,12染色体上;28个标记分别与16个小穗育性位点连锁,分布于第1,2,4,5,6,8,10和11染色体上;13个标记同时与花粉育性和小穗育性连锁,小穗育性与花粉育性QTL差异是花粉可育度和自交结实率不平行性的遗传基础。各可育位点对花粉育性和小穗育性的提高效应比较小,为微效基因,但每个花粉育性位点的存在都可导致不育系败育不彻底。协青早A中发现1个花粉可育位点Pf5-1,与分子标记Bm55和Rm13紧密连锁,进行分子标记辅助选择,可能排除协青早A的微效恢复基因(可育位点),达到完全不育。协青早A存在8个小穗育性位点,能够提高自交结实率,有助于杂种F1结实率的提高,有利于提高不育系的可恢复性。多数微效恢复基因显示为部分隐性或隐性,是水稻质核互作雄性不育系选育难的重要原因。采用不育系/拟用亲本∥保持系/拟用亲本的方式,观察杂种育性分离,可对拟用亲本的微效恢复基因有所了解,用保持系/部分保持系∥保持系的方式可提高微效恢复基因排除的效率。     

属间杂交获得的甘蓝型油菜雄性不育材料的研究

采用蕾期剥蕾授粉的方法,成功获得了新疆野生油菜野油2000-1和甘蓝型油菜Parol属间杂种。杂种F1育性极低,自由授粉条件下获得少量F2种子。在F2群体中成功选择到一株雄性不育株,用Parol做轮回亲本与不育株回交,BC1、BC2和BC3群体中可育株与不育株均呈1﹕1分离。用波里马细胞质雄性不育的保持系和恢复系、681A的保持系和恢复系、隐性核不育86A的保持系及其它33个甘蓝型油菜品系与BC2群体中的不育株测交,测交后代可育株与不育株呈5﹕3分离的组合有20个,呈1﹕1分离的组合有14个,呈3﹕1分离的组合有3个,有一个组合的后代完全可育,表明该雄性不育材料可能为显性核不育。     

F型小麦雄性不育系测恢研究及杂种优势分析

小麦F型雄性不育系是具有普通小麦细胞质的新型细胞质雄性不育系。本研究利用364个普通小麦品种(系)与F型雄性不育系FA杂交配制F1,测定其育性恢复性。结果表明,49个小麦品种(系)对F型不育系具有完全恢复性,其F1的自交结实率(国际法)达到甚至超过对照(黄淮冬麦区主栽品种周麦18),这些材料可作为FA的恢复系供进一步研究利用。这一结果说明,小麦F型雄性不育系的育性较易恢复。另外,7个小麦品种(系)对不育系FA不具有恢复力,可用于转育新不育系。从364个组合初选出15个组合,经超标杂种优势分析,7个组合表现更优,具有不同程度的增产潜力,需进一步升级试验、筛选鉴定。     

兰州核不育小麦不育基因的遗传研究

利用石蜡切片显微观察、雄性不育基因遗传分析和缺体定位等方法．对兰州核不育小麦不育基因进行了遗传研究，以明确该不育基因的遗传学特性。显微观察发现，兰州核不育小麦不育系257A的不育花药各壁层组织在不同发育时期没有明显的结构发育异常现象，但不育花药的绒毡层及中层组织有延迟解体的趋势。257A与中国春等小麦品种的杂交F1结实率、F2和F1BC1代育性分离比率调查结果表明，该突变体材料不育性是受一对隐性核基因控制．不育性遗传稳定，不受小麦品种细胞质以及光、温等生态因子变化的影响。缺体分析将不育基因定位在4B染色体上。     

利用野生种质构建向日葵细胞质雄性不育源的研究

通过对向日葵野生种菊芋和油葵自交系7718B杂交幼胚的培养，获得了向日葵细胞质雄性不育系CMS514A及其不育保持系CMS514B。通过对其根尖生长点切片的观察,发现其染色体数为2n=34; CMS514A、B 与其它60个试验材料的杂交、自交试验的研究，其保持系与属于CMS PET-1的10个不育系的杂交组合在开花后均有花粉，且自交后代在开花后呈大致3：1的分离比例；CMS514A与属于CMS PET-1的30个保持系和恢复系所做杂交组合在植株开花后均无花粉；CMS514A与包括自交系、常规种、群体品种和其它不育源的保持系、恢复系等育种材料所做的20个杂交组合在开花后也没有花粉。结果表明CMS514为不同于CMS PET-1、CMS-CMG1-CMS-CMG2、CMS-CMG3等不育源的新的向日葵细胞质雄性不育源，其不育性受一对基因控制，遵循植物细胞质雄性不育的遗传规律。     

一个水稻育性相关基因在小麦雄性不育系中的表达

为了确定小麦中一个编码与水稻光温敏雄性不育有关的酶的基因（FJ803924）是否与小麦雄性不育系的育性有关,采用半定量PCR和电泳分析,测定了此基因在人工控温下生长的5种小麦（非1B/1R 类K型不育系732A 及其保持系732B、YS型温敏雄性不育小麦A3017、1B/1R 类K 型不育系K3314A 及其保持系3314B）不同时期幼穗中的表达量变化趋势。结果表明,此基因在高、低温处理下在732A和A3017中出现较明显的表达量差异,而在另外几种小麦中表达量变化差异不明显。此基因在不同小麦中的表达受温度影响的程度不同,与小麦育性的关系也不尽相同。     

小麦隐性核不育保持系表达载体的构建及拟南芥遗传转化

利用小麦杂种优势能够创制稳定的雄性不育系。相比于细胞质雄性不育系和光温敏雄性不育系,细胞核雄性不育具有育性稳定、易恢复、不受环境影响等特点。小麦隐性核不育基因 ms1的克隆以及杂交制种技术（hybrid seed production technology,SPT）的开发,为雄性不育的保持和杂种优势利用奠定了基础。本研究将小麦花粉育性恢复基因 Ms1、花粉致死基因 ZmAA1、红色荧光蛋白基因 DsRed2及其特异性启动子和终止子连接到表达载体pGEII上,转化野生型拟南芥,得到6株转基因拟南芥。通过荧光显微镜观察拟南芥种子,发现野生型拟南芥种子表面平滑,不能发出红色荧光;而转基因种子表面呈现颗粒状,能够发出红色荧光。这说明表达载体构建成功,并能够在拟南芥中成功表达。这为创制人工小麦隐性核不育系奠定了理论和材料基础。     

甘蓝型油菜显性核不育橙黄花纯合两型系的选育

以甘蓝型油菜显性核不育杂合两型系的不育株沪油15A为母本,与恢复系HF03杂交,F1群体全部表现为可育。在该杂交组合的6个F3群体中有5个群体发生育性分离。其中区号为04-4307的F3群体发生育性和花瓣色泽的分离,表现为70株鲜黄花可育、22株鲜黄花不育、30株橙黄花可育、9株橙黄花不育。根据油菜显性核不育和橙黄花的遗传规律,04-4307出现3:1育性分离,说明该群体由基因型为MsMsRfrf的单株自交获得。从04-4307群体中选橙黄花可育株自交,并与橙黄花不育株作兄妹交,后代全部表现为橙黄花(y1y1y2y2)。其中区号为05-4356的兄妹交组合出现1:1育性分离;其父本的可育株自交出现3:1育性分离。由此推断,05-4356的兄妹交组合就是显性核不育橙黄花纯合两型系,其不育株基因型为MsMsrfrfy1y1y2y2,可育株基因型为MsMsRfrfy1y1y2y2。     

水稻新质源两用核不育系—CIS28—10

ＣＩＳ２８－１０是由水稻核质杂种（Ｃａｒｌｏｒｏ／ＩＲ２８）Ｂ９Ｆ４中的突变单株按系统选育程序选育而成的新质源两用核不育系．在湘潭，它的不育期达６０多天，育性稳定，对低温钝感。在遗传上其育性受一对隐性基因控制，遗传行为简单。     

Mechanism of Sterility and Breeding Strategies for Photoperiod/Thermo- Sensitive Genic Male Sterile Rice

To understand the male sterility mechanism of photoperiod/thermo-sensitive genic male sterile [P(T)GMS] lines in rice, the research progress on genetics of photoperiod and/or temperature sensitive genic male sterility in rice was reviewed. A new idea was proposed to explain the sterility mechanism of P(T)GMS rice. The fertility transition from sterile to fertile is the result of cooperative regulation of major-effect sterile genes with photoperiod and/or temperature sensitive genes, but not the so-called pg...     

Development of Novel Cytoplasmic Male Sterile Source from Dongxiang Wild Rice (Oryza rufipogon)

This study was conducted to develop and characterize a novel cytoplasmic male sterile(CMS)source which was identified from Dongxiang wild rice(Oryza rufipogon)by crossing Dongxiang wild rice as female with Zhongzao 35,an indica inbred variety,as male and continuous backcrossing with Zhongzao 35.Observation under optical microscope manifested that this novel CMS belonged to typical abortion type with less pollen compared with wild abortive type cytoplasm(CMS-WA).Sequential planting showed that this novel CMS has complete and stable male sterility.Testcross experiment showed that all the 24 tested materials including maintainer and restorer lines of CMS-WA and Honglian type cytoplasm(CMS-HL)and other indica inbred varieties are the maintainers with complete maintaining ability,suggesting that this novel CMS has fertility restoration totally different from CMS-WA and CMS-HL and belongs to a novel type of CMS.So far,we only discovered a unique fertility restoration source for this novel CMS.Inheritance analysis showed that the fertility restoration of this CMS was governed by three pairs of independent dominant genes.Prospect for application of this novel CMS system in hybrid rice breeding was also discussed.