不同类型雄性不育苎麻细胞学机理研究

为探明苎麻雄性不育材料和可育材料在花芽分化和花药发育上的差异，选取不可育材料雄花萎缩型园青5号、花被不开裂型弯子苎麻、花粉不育型黄小叶和可育材料中苎1号(对照)，采用常规石蜡切片技术对其进行雄花花芽发育形态比较。结果表明：3种雄性不育苎麻花芽发育较可育苎麻中苎1号快，在花芽发育到0.3~0.5 cm时，已完成了雌、雄蕊的分化。参照可育苎麻材料的花芽分化和花药发育，推测3种雄性不育材料不育的原因分别为园青5号花芽在分化出花药和花丝后，花药不会继续分化形成花粉囊，而是变形萎缩甚至消失形成空腔；弯子苎麻在花粉分化阶段花被木质化严重；黄小叶花粉囊不破裂，花粉粒颜色逐渐变深，花丝发育异常。     

白菜型油菜雄性不育材料的花药结构及遗传研究

白菜型油菜新型不育源的发现及研究是其杂种优势利用的重要基础工作。以笔者发现的白菜型油菜雄性不育材料0A193衍生系为材料,对其花药败育特征及遗传进行研究。结果表明,该不育材料育性受环境温度影响,早期低温条件下表现不育,后期温度升高其育性可得到恢复。育性转换前大部分花药发育止步于孢原细胞分化期,个别角隅能分化形成花粉囊,最终能产生花粉,大量药室不能正常开裂、花粉粘连无法散开,个别花药出现多花药合生、相邻花粉囊退化等现象;育性转换后,花药可以产生大量花粉。18个白菜型油菜和9个甘蓝型油菜的测交结果表明,该不育材料与Pol CMS有不同的恢保关系。遗传研究表明,该不育材料育性受细胞质和1对核基因控制。该白菜型不育材料的遗传分类,及在杂优育种中的利用价值有待深入研究。     

甘蓝型油菜RGCMS雄性不育系的花器形态及花药发育的解剖学研究

花器形态和花药发育的解剖学观察表明 ,RGCMS S45A和RGCMS 117A中表现波里马细胞质雄性不育 (polCMS)的植株 ,其花器形态和花药发育的解剖学特点与polCMS相同 ,即在高温条件下 ,花瓣较小 ,表现彻底不育 ,无花粉囊的分化 ;在低温条件下 ,花瓣变大 ,表现部分雄性不育 ,可分化出 1～ 4个花粉囊 ,并产生一定数量可育花粉。表现核质不育 (RGCMS)的植株 ,在高温条件下 ,花瓣小 ,表现彻底的polCMS不育 ,无花粉囊的分化 ;在低温条件下 ,花瓣变大 ,也表现彻底雄性不育 ,具有核、质不育的共同特点 ,每个花药可分化出 1～ 4个花粉囊 ,但无可育花粉 ,其雄性败育时期和特点与S45A和 117A相同。     

甘蓝型油菜生态雄性不育系533S花药发育的细胞学研究

对甘蓝型油菜生态雄性不育系533S的花药发育过程进行了石蜡切片和显微观察,结果表明:533S的花药发育受阻于孢原细胞时期,其主要特点是不能形成正常的孢原细胞进而分化出花粉囊,属无花粉囊型不育系。在败育过程中,花药的大小一直在增加,但始终无花粉囊的分化。随着生态条件的变化,533S的部分花药可分化出1～2个花粉囊,产生少量可育花粉粒。最终,随着生态条件的进一步变化,花药的发育完全正常,产生大量正常可育花粉粒。     

甘蓝型油菜核质不育与双隐性核不育花药发育的细胞学研究

【目的】了解甘蓝型油菜(Brassica napus L.)不同类型雄性不育系的败育时期与细胞学特征.【方法】采用石蜡制片方法,对核质不育系‘105A’和双隐性核不育系‘11AB-1’花药从孢原细胞至成熟花粉形成各阶段的发育进行研究.【结果】‘105A’的雄蕊大多数败育时期较早,花药发育受阻于孢原细胞分化期,无花粉囊形成;只有极少数雄蕊可正常发育至单核小孢子,此后至单核小孢子晚期开始发生异常,且花粉囊壁的绒毡层延迟退化.‘11AB-1’所有雄蕊均可正常发育形成大而圆的花粉囊,花粉囊内花药发育可能受阻于造孢细胞和花粉母细胞增殖期,花粉母细胞形成数量少,且这少量的花粉母细胞不能进行正常的减数分裂.【结论】大多数‘105A’花药败育发生在孢原细胞阶段,极少数花药败育发生在单核小孢子晚期,属无花粉囊败育型为主,单核败育型为辅;‘11AB-1’花药发育属于花粉母细胞败育型之花粉母细胞死亡型.     

白榆D33雄性不育花芽发育的形态及内源激素的动态变化

为了探究榆树雄性不育系花芽形态的特征及内源激素在榆树雄性不育系花芽中的调控作用,在花芽发育的不同时期,观察白榆D33雄性不育株和可育株Y3、Y4的花芽形态特征,并利用石蜡切片对其花药的内部形态进行观察;采用高效液相色谱法,对不育植株和可育植株花芽发育过程的玉米素(ZT)、赤霉素(GA3)和生长素(IAA)含量的动态变化进行比较分析。结果表明,与可育株Y3、Y4相比,不育系白榆D33在花蕾发育期间,花丝不伸长,花药干瘪,不能形成正常的花粉,但其雌蕊发育正常,能接受花粉而形成翅果;不育系白榆D33的ZT含量明显高于Y3、Y4,GA3含量动态变化较大,IAA含量出现下降趋势,并且在D33中GA3/IAA和GA3/ZT值动态变化幅度较大。不育系白榆花芽雄蕊发育不正常,花药不能产生花粉进行自花授粉,但其雌蕊发育正常;不育系白榆花芽的ZT、GA3和IAA含量不稳定。     

甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A 花药发育的细胞学研究

【目的】明确甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花药败育的时期及细胞学特征,为进一步研究其雄性不育的机理奠定理论基础。【方法】用不同温度（16℃和22℃）处理试验材料不育系TE5A,分别观察植株的育性及花器形态;并采用常规半薄切片技术,通过甲苯胺蓝、苯胺蓝和苏丹黑B等染料进行染色,观察并比较该不育系TE5A不育植株和可育植株花药发育的显微结构、胼胝质以及脂质体等脂类物质的异同;进一步通过透射电镜对其花药发育的超微结构进行比较观察。【结果】当把可育株油菜从16℃光照培养箱移到22℃光照培养箱后7 d,观察到花朵的育性转变为雄性不育。把22℃光照培养箱的不育株油菜移到16℃光照培养箱后,观察到先开放的花朵表现为雄性不育,而随后开放的花朵表现为雄性可育。在不育环境下的不育株TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但不育株花朵的花丝显著短于可育株的花丝,并且花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。在不育环境下,不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,花粉母细胞减数分裂发生异常,没有二分体及四分体的形成,形成“拟小孢子”。胼胝质在花粉母细胞时期可以正常合成,但后续的降解滞后,在四分体时期没有降解,直至花粉粒成熟期才开始降解。绒毡层没有观察到明显异常,并能分泌脂质体等脂类物质。“拟小孢子”的花粉粒外壁发育异常,无法形成具有特殊柱状体和顶盖结构的花粉粒外壁,因此,不能结合孢粉素和脂质体等物质。随着花药的继续发育,最后“拟小孢子”逐渐降解,只剩下花粉空壳。【结论】甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,减数分裂异常导致无法形成二分体及四分体,并且胼胝质的异常降解及花粉粒外壁的异常对花药败育也有重要影响。甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A可以作为一新型甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系材料。     

花椰菜温敏雄性不育系GS-19花药败育的细胞学及转录组分析

【目的】对花椰菜温敏雄性不育系的花器形态、花药败育时期和败育分子机理进行研究,明确其不育特性发生的细胞学和分子机理,为进一步研究其雄性不育奠定理论基础。【方法】以花椰菜温敏雄性不育系GS-19为试验材料,不同温度(15℃和20℃)处理,采用形态学、细胞学方法及高通量测序技术(Illumina Hi Seq 2500),研究其形态特征、花药败育的细胞学及分子机理。【结果】花椰菜温敏雄性不育系GS-19的育性转换受温度控制,高温(20℃)不育,低温(15℃)育性恢复。GS-19不育株与可育株花器差异显著,不育株花器显著小于可育株。花药细胞学观察发现GS-19的花药发育过程有花粉母细胞的分化,形成正常花粉囊,不产生花粉粒或者产生微量的无生活力的花粉粒,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,形成了花粉粒外壁发育异常的拟"四分体孢子",逐渐降解,剩下花粉空壳,属于花粉母细胞败育类型。GS-19不育株和可育株花蕾转录组分析共获得67 930个Unigene,其中Nt数据库比对到相似序列数最多(52 191个),Nr数据库比对到相似序列次之(46 447个),KOG数据库比对相似序列最少(13 198个);GO注释到25 336个Unigene;KOG注释到13 198个Unigene;KEGG注释到14 778个Unigene。基因差异表达分析发现GS-19不育株花蕾和可育株花蕾中有2 170个基因差异表达,1 078个基因上调表达和1 092个基因下调表达。【结论】花椰菜温敏雄性不育系GS-19为高温不育类型,不育株花器显著小于可育株,花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,属于花粉母细胞败育类型。转录组测序获得了67 930个Unigene,差异表达基因2 170个。     

百日草雄性不育系的获得及其细胞学观察

 【目的】获得百日草雄性不育系,并探索其花药发育机制,为百日草杂种优势的利用提供一条新途径。【方法】采用自交F2代出现的不育材料连续回交获得的不育系再进行兄妹交、可育株自交,结合与多个自交系测交进行不育类型鉴定,并对其细胞学进行研究。【结果】获得了百日草深红色单隐性雄性不育两用系AH209AB。正常可育的花药,其药壁由4层细胞构成,即表皮、药室内壁、中层和绒毡层;花粉母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型;成熟花粉为三细胞型。雄性不育株花瓣退化或丝状,雄蕊退化成丝状,内无花粉,外观呈绒毛状;花药在造孢细胞组织形成后,没有继续分化产生药壁结构、花粉母细胞及其花粉,为完全的结构性雄性不育类型。【结论】该雄性不育系属于无花粉囊型不育系,在F1代种子生产上具有重要的利用价值。     

薄壳山核桃雄花花芽分化的解剖学研究

为掌握薄壳山核桃(Carya illinoinensis)雄花花芽分化规律,采用石蜡切片方法从显微水平上对浙江建德薄壳山核桃花芽发育过程各阶段特征进行观察,结果表明:3月中下旬分化初期,雄花芽与叶芽无区别;3月下旬鳞片分化期,花序基部逐渐形成突起,进入鳞片化阶段;4月上旬苞片分化期,雄花序自上而下形成弯月形苞片原基,花序顶部呈馒头状;4月中旬进入雄花原基分化期,由苞片基部逐渐形成突起状雄花原基;4月下旬雄蕊原基出现,形成雄蕊原基,产生花药;4月下旬至5月上旬花药分化形成期,花药内形成花粉囊,花粉散出,花序凋谢.     

甘蓝型油菜显性核不育系D3A的细胞学研究

为明确甘蓝型油菜显性核不育两型系D3AB的花器官形态差异和不育材料D3A的花药败育时期与特点,并为进一步研究雄性不育机理奠定基础,分别对D3A与D3B不同时期的花蕾进行了形态学观察及细胞学研究.首先通过体视镜观察发现, D3A与D3B外观形态无明显差异,均能正常开花,且在雄蕊发育早期均表现正常,后期D3A雄蕊退化萎缩,花粉囊不能正常开裂;不育材料D3A子房柱头发育速度稍快于D3B.通过扫描电镜观察发现, D3A早期花药基部开始皱缩,表皮细胞排列紧密.随着花蕾发育, D3A花粉囊壁表皮细胞逐渐萎缩,最终塌陷且药室不能正常开裂释放花粉; D3B花粉囊始终呈现出紧致饱满状态,花药正常开裂,同时释放出大量成熟花粉粒.通过石蜡切片观察发现,不育材料D3A和可育材料D3B在花蕾发育早期,都能形成花粉母细胞,但与D3B相比, D3A花粉母细胞结构松散,且绒毡层已开始呈现液泡化状态;进入四分体时期,不育材料D3A的花粉囊中观察到高度液泡化的绒毡层细胞,且无四分体结构出现.实验结果表明:绒毡层细胞提前发生了降解而未向分泌型转化,使四分体时期丧失了发育过程中所必需的营养物质,从而不能形成小孢子并发育为成熟的花粉粒进行释放,因此认为D3A的败育属于绒毡层发育异常类型.     

甘蓝型油菜3种类型雄性不育系花药败育的细胞学研究

 【目的】了解甘蓝型油菜不同类型雄性不育系的败育时期与细胞学特征。【方法】以细胞质雄性不育系392A、隐性核不育系86A与显性核不育系629A为材料，保持系392B作对照，采用常规石蜡切片技术，对甘蓝型油菜雄性不育系的花药败育过程进行细胞学研究。【结果】86A花粉母细胞不能进行减数分裂；629A花粉母细胞进入减数第一分裂后解体、不能完成减数分裂；而392A是否败育，则受温度的影响，在高温下（日均温≥10℃）不产生花粉囊，花药败育，低温条件下则发育正常，雄蕊可育。【结论】86A和 629A同属花粉母细胞败育型，392A属无花粉囊败育型，392A的温度敏感时期是在孢原细胞期前。392A、86A和629A的花药败育与绒毡层发育异常有密切的关系。     

S29西瓜雄性不育材料的研究初报

对引进的西瓜雄性不育材料 S2 9的植物学特征及其不育性表现进行了比较系统的研究。结果表明 ,西瓜 S2 9雄性不育材料的花蕾及花药在初期的发育与雄花可育的其他材料相比基本一样。继续生长发育 ,雄花不开放 ,不开放的花蕾逐渐萎缩以至干枯 ,个别花朵虽然开放 ,但无有效花粉散出。S2 9雄性不育材料的不育性稳定 ,不受环境、气候等影响 ,自身农艺性状好 ,进一步利用潜力较大。     

西瓜雄性不育花芽显微结构观察

以西瓜雄性不育两用系为材料,利用常规石蜡切片对其雄花芽组织和细胞形态发育过程进行了观察,探讨了西瓜雄性不育的机理.结果表明,不育花药壁组织在发育过程中,没有分化形成正常的内壁、中层及绒毡层,不能为花粉母细胞的发育提供物质、能量和信息的传递,造成花粉母细胞在减数分裂期发生异常,不能形成正常的四分体,因而未能形成正常的花粉粒而导致败育.     

黄芽白菜核基因雄性不育系的选育及其败育特征分析

【目的】育成黄芽白菜核基因雄性不育系，为快速培育高纯度黄芽白菜F1杂交种提供材料支撑。【方法】根据复等位基因遗传假说，以快菜核不育两用系KAB5为不育源，采用定向转育方法，经过杂交、回交、测交、自交和兄妹交将核不育基因向可育自交系H249中转育。【结果】经过连续3代定向的回交转育，获得了具有H249特征性状的黄芽白菜核基因雄性不育系HA1。进一步败育特征分析表明：不育系花小，花瓣长、花瓣宽、长雄蕊高和柱头高均极显著低于H249，花丝和花药颜色变白，花丝缩短，花药变小，小孢子能够发育形成四分小孢子，但无法进一步发育形成花粉。【结论】黄芽白菜雄性不育系雌蕊发育正常，雄蕊败育彻底，不育度高，不育株率100%，败育发生在四分体时期，不能形成花粉。     

甘蓝型油菜RGCMS雄性不育系的花器形态及 …

花器形态和花药发育的解剖学观察表明,ＲＧＣＭＳ－Ｓ４５Ａ和ＲＧＣＭＳ－１１７Ａ中表现波里马细胞质雄性不育（ｐｏｌ ＣＭＳ）的株,其花器形态和花药发育的解剖学特点与ｐｏｌ ＣＭＳ相同,即在高温条件下,花瓣较小,表现彻底不育,无花粉囊的分化;在低温条件下,花瓣变大,表现部分雄性不育,可分化出１～４个花粉囊,并产生一定数量可育花粉。表现核质不育（ＲＧＣＭＳ）的株,在高温条件下,花瓣小,表现彻底的ｐｏｌＣ     

3种甘蓝型油菜雄性不育系花药发育的细胞学研究

采用石蜡制片方法，对3种甘蓝型油菜雄性不育系及其恢复系的小孢子发生和花粉发育过程进行比较解剖学观察，以确定其花粉败育的时期和细胞学特点。研究结果表明：波里马雄性不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期，雄蕊不能分化形成花粉囊。S43A雄性不育系花粉败育的时期发生在小孢子四分体至单核花粉期，败育的特点为小孢子细胞质液泡化，逐渐变形解体，不能进行有丝分裂形成二胞花粉，同时绒毡层细胞过度液泡化，并提早解体死亡。G022A不育系的花药在小孢子发生的不同阶段均出现败育现象，最早的败育表现为花粉母细胞的退化解体；有些因花粉母细胞减数分裂异常不能形成小孢子四分体；还有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育，并伴随着绒毡层细胞的畸形化、异常生长等现象。     

雄性不育和可育亚麻的生殖期形态学与细胞学比较

为了阐明显性雄性核不育亚麻不育株花粉败育的时期及细胞学特点,以雄性不育亚麻和雄性可育亚麻花蕾为材料,采用常规的石蜡切片方法,对花蕾和花粉发育过程进行了解剖学观察研究。结果表明：亚麻雄性不育株和雄性可育株在开花期其花药和花粉的形态学与细胞学差异非常明显。该研究将花药和花粉败育从四分体时期的绒毡层细胞与中层脱离开始划分为4个阶段：败育初期,绒毡层与中层分离;败育中期,小孢子发育停滞;败育后期,绒毡层与小孢子粘连后逐渐消失;败育终期花药干瘪,不能形成花粉。     

文冠果雄蕊发育的解剖学及雄性不育蛋白的研究

研究文冠果雄性不育机理 ,该文观察了文冠果雄蕊发育的形态及解剖结构 ,并通过双向电泳方法对花药蛋白进行差异分析 .结果表明 :①两性花花药和雄花长、短花丝花药中均含有具萌发能力的花粉粒 ,但两性花的饱满花粉粒比雄花的饱满花粉粒少 ,两性花花粉败育可能发生在双核花粉粒时期 ;②雄花的短花丝后期能伸长 ,花药能正常开裂散粉 ,而两性花的花丝始终不伸长 ,花药不能开裂 ,这表明文冠果雄性不育的症结主要在于花药不能正常开裂 ,其次在于部分花粉败育 ;③在蕾期 ,两性花花药蛋白与雄花花药蛋白无差异 ;至开花期 ,至少有 2个多肽(B1 ,B2 )的表达存在差异 .对B1 进行了纯化和测序 ,序列为AGSDDVKVPIHPGSG .经蛋白质数据库检索 ,尚无与之同源的序列 .     

甘蓝型油菜隐性上位互作核不育系的选育及其细胞学研究

【目的】利用甘蓝型油菜隐性上位互作细胞核雄性不育材料的杂种优势,阐明其雄性不育的机理。【方法】以引进的油菜杂交种"皖油14"为材料,采用自交、姊妹交、测交的方法,对其后代进行选育;通过石蜡切片法,对选育得到的纯合两型系中的可育株1740B、不育株1740A及全不育系1740CA植株的雄蕊发育特点进行细胞学观察。【结果】选育得到甘蓝型油菜隐性上位互作细胞核雄性不育材料的临保系1740C和纯合两型系1740AB。细胞学观察结果表明,可育株1740B的雄蕊发育正常,可形成成熟的花粉粒,花药发育过程主要包括孢原细胞时期、造孢细胞时期、花粉母细胞期、减数分裂期、单核花粉期、二核花粉期和三核花粉期;纯合不育株1740A的雄蕊败育发生在四分体后期,由于四分体周围的胼胝质不能解体和绒毡层细胞的径向肥大,使得四分体被挤向药室中央且原生质体浓厚,然后逐渐解体死亡,最后整个花粉囊萎缩变形;全不育系1740CA的花粉败育过程从小孢子时期到二核期均有发生,花粉细胞外只能形成极薄的一层花粉壁,绒毡层脱落并径向肥大,将花粉细胞挤向药室中央,花粉细胞质逐渐降解,细胞变形,最终变成一个无内容物的空壳。【结论】利用"临保系"进行测交选育是从定性的角度来辨别遗传分离比例的差异;甘蓝型油菜隐性上位互作细胞核雄性不育材料中,纯合不育株与杂合不育株的雄蕊败育时期及特征存在差异。