甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育杂种优势利用研究进展

甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系统的不育系育性稳定、彻底,目前被认为是油菜杂种优势利用最为安全、有效的细胞质雄性不育类型。本研究主要针对甘蓝型油菜萝卜质不育系统的Ogura CMS和Kosena CMS两种主要类型,从其转育与改良、育性相关位点及其恢复基因的定位和克隆三个方面,综述了近年来关于萝卜质不育系统的相关分子机理及在甘蓝型油菜杂种优势利用上的主要研究进展。本研究最后还探讨了该研究领域目前存在的问题,并提出了中国甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系统研究的发展方向。     

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。     

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。     

Ogura不育胞质对甘蓝型油菜与萝卜种间可交配性的影响

用三个甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系（Ogu CMS)及其相应的保持系作母本与萝卜杂交，以了解Ogura不育胞质对甘蓝型油菜与萝卜种间可交配性的影响。结果表明，Ogura不育细胞质对甘蓝型油菜与萝卜种间可交配性有正效应，可交配性受核-质互作控制。通过胚珠培养，获得了甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系与萝卜的属间杂种。     

大白菜转育新型甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的研究

用26份不同大白菜株系与甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料CMS96进行多代回交转育，成功地转育出5份不同类型的大白菜细胞质雄性不育系（包括桔红心和黄心大白菜株系）。鉴定结果表明，这些不育系材料不育性稳定，不育度100％，不育率100％，蜜腺正常，花药白色退化，植株整齐一致，生长旺盛，是新型的优良大白菜细胞质雄性不育系材料。用其配制的杂交组合，杂种优势明显。     

新型不育胞质在栽培稻中的分布与鉴定

为了分析只含有不育基因orf216在栽培稻中的分布,鉴定具有新的细胞质雄性不育胞质类型的种质资源。选取栽培稻824个品系为研究对象,以细胞质雄性不育相关序列HL-Sp1的特异引物进行PCR扩增,初步筛选得到9个候选品系,利用细胞质雄性不育基因orfH79,orf216的特异引物进行PCR扩增完成进一步筛选,并用Southern杂交验证。结果表明,最终筛选出IR72892,IR43,IR735463个只含有不育基因orf216不含orfH79的新型细胞质雄性不育胞质类型的品系。通过分子标记辅助选择,已成功的从824个栽培稻种中筛选到新的具有细胞质雄性不育胞质类型的新品系,为后续不育系的培育和相关理论研究奠定基础。     

中国甘蓝型油菜细胞质雄性不育的主要类型及在育种实践中的应用

我国甘蓝型油菜细胞质雄性不育的类型主要有：ogura CMS、nap CMS、pol CMS、Shan 2A CMS、Hau CMS、NCa CMS、Nsa CMS和NEA CMS。pol CMS和Shan 2A CMS在我国油菜杂种优势利用中发挥着重要的作用。新型不育胞质的育成以及在育种上的应用,不仅丰富了细胞质雄性不育种质资源,而且为我国油菜产业可持续发展提供了保证。     

甘蓝型油菜细胞核 细胞质雄性不育三系的研究与利用 Ⅳ.隐性细胞核 波里马细胞质雄性不育三系的创建

甘蓝型油菜隐性细胞核雄性不育与波里马细胞质雄性不育可能具有完全不同的不育基因系统;采用有性杂交和连续回交的方法,将甘蓝型油菜隐性细胞核不育基因导入到含有波里马不育细胞质的基因型中,并得到甘蓝型油莱隐性细胞核 波里马细胞质雄性不育系RGCMS—S45A和RGCMS—117A及其相应的保持系S45B和117B;采用测交方法,从隐性细胞核雄性不育系中筛选出甘蓝型油菜隐性细胞核 波里马细胞质雄性不育保持系9个;波里马细胞质雄性不育的恢复系均是隐性细胞核 波里马细胞质雄性不育的恢复系。     

玉米细胞质雄性不育材料WBMs的胞质分类研究

利用雄花育性恢复专效性测定、mtDNA的RFLP分析、类质粒鉴定等3种玉米不育细胞质分类的方法,对华中农业大学从人工混合群体WBM中发现的玉米新细胞质雄性不育材料“WBMs”进行了胞质分类的研究,3种分析鉴定的结果一致表明,WBMs的不育胞质属于S组雄性不育细胞质,研究结果为拓展我国玉米细胞质雄性不育种质,有效利用WBMs材     

基于PCR技术的玉米CMS材料胞质类型的快速鉴定

1971年,Beckett依据育性恢复专效性原理将30种不同来源的细胞质雄性不育材料的胞质划分为T、C、S三个基本类型^[1]。此后,郑用琏和刘纪麟^[2]、温振民^[3]分别对育性恢复专效性方法进行了改进和发展。1978年,Levings 和 Pring首次报道了玉米4种细胞质的线粒体DNA存在限制性核酸内切酶的多型性,从分子水平证明了雄性不育基因存在于线粒体DNA（mtDNA）上,并证实mtDNA的差异既存在于各组CMS材料之间,也存在于组内^[4]。根据mtDNA的酶切图谱可将C组和S组不育胞质进一步区分为几个亚组^[4,5]。近年来,利用RFLP、RAPD等分子标记技术研究玉米胞质mtDNA多型性,证明RFLP和RAPD多态性可有效地用于不同胞质分类^[6~8];利用线粒体DNA上嵌合区域设计特异性引物进行PCR,也可准确地将CMS的不同胞质区分开来^[9]。本研究采用RFLP和特异引物的PCR方法,对3个未知细胞质类型的不育系进行分子水平鉴定,并证实了基于PCR技术的玉米CMS系胞质类型的快速鉴定方法是有效的。     

体细胞杂交在油菜细胞质雄性不育创建和改良中的应用

油菜细胞质雄性不育作为生产油菜杂交种的主要授粉控制系统得到广泛利用，但由于油菜种内自然发生的有利用价值的雄性不育细胞质类型不多，所以种属间转移现有不育细胞质及发掘新型不育细胞质意义重大。体细胞杂交不仅避开了有性杂交亲和障碍的限制，还可实现两个杂交亲本细胞质基因组的重组，是一种快速有效、应用广泛的转移和诱导雄性不育细胞质的手段。本文综述了利用原生质体杂交技术在油菜种内、种间和属间转移雄性不育细胞质以及通过细胞质基因组重组改良和创建新型雄性不育细胞质的研究进展，并讨论了利用体细胞杂交方法创建新型雄性不育细胞质的应用前景。     

Development and primary genetic analysis of a fertility temperature-sensitive polima cytoplasmic male sterility restorer in Brassica napus

Over the past decade, the polima cytoplasmic male sterility ( pol CMS) three-line and two-line systems have been developed for the production of hybrid seed in Brassica napus oilseed rape in China. The discovery of the novel pol CMS restorer line FL-204 is described here. It restores male fertility of hybrid plants in the pol CMS system, but hybrid seed production can only be carried out under autumn sowing in Wuhan in south China under moderate temperatures at flowering. The restorer cannot be used as a male for hybrid seed production in northwestern China (Gansu) under spring sowing conditions, because there it is more or less male sterile due to high temperatures at flowering. Because of this behaviour, it is referred to as a fertility temperature-sensitive restorer (FTSR) in this paper. F₂, BC₁ as well as double haploid populations were constructed to determine the inheritance of fertility restoration of FL-204 in the autumn at Wuhan and under spring sowing conditions at Gansu, respectively. Deviations from Mendelian genetics were observed. It was hypothesized that the change of fertility was the result of the interaction between nuclear genes [restoring gene ( Rf ) and temperature-sensitive genes ( ts )] and the cytoplasm. The Rf gene in FL-204 was incapable of restoring male fertility of pol CMS lines under spring sowing conditions at Gansu where it is inactivated by the recessive ts gene present in FL-204. However, the ts gene(s) could be non-functional under moderate temperature conditions at flowering at Wuhan which allows full expression of male fertility in FL-204. The recessive ts gene(s) can only be expressed in plants containing the pol sterile cytoplasm. A method for the utilization of the FTSR pol CMS restorer FL-204 for the production of hybrid seed in B. napus oilseed rape is proposed.     

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。     

Cytological and molecular characterization of a new cytoplasmic male sterility in rapeseed

It is very important for rapeseed hybrid production to develop and utilize a novel cytoplasmic male sterility (CMS) system concerning the possible risk because of a narrow cytoplasm background. Here the anatomy of anther development in the CMS system, named NCa , was observed using light microscope and transmission electron microscope, and the restriction fragment length polymorphism (RFLP) analyses of mitochondrial DNA of NCa sterile line were also performed in comparison with the other rapeseed sterile lines, such as pol , nap , ogura , and tour . The anther abortion of this CMS line occurred at the later uninucleate microspore stage, and the anatomic aborting characteristics were obviously different from all the other rapeseed CMS lines reported before. The RFLP analyses revealed that five probe/enzyme combinations could distinguish the five CMS lines. The results of anatomic observations and mitochondrial DNA polymorphism indicated that the NCa CMS system is a novel one which differs from the pol , nap , ogura , and tour systems.     

Components of a Cytoplasmic Male Sterility System in Resynthesized and Cultivated Forms of Oilseed Rape (Brassies napus L.)

Male sterile Brassica napus L. plants were found in breeding material which was used for the development of yellow-seeded oilseed rape. The genetic studies indicated that the male sterility was conditioned by the presence of maintamer genes in the nuclear backgrounds of two newly resynthesized B. napus lines, No7076 and No7406, in combination with a male sterility-inducing cytoplasm (S) which is frequently found in cultivated forms of B. napus. Test crosses with nap maintainer and restorer lines support the conclusion that the observed male sterility is of nap type. Furthermore, the Eco RI restriction pattern of mitochondrial DNA of the (S) cytoplasm was identical to that of the nap cytoplasm. Hence, we conclude that we have uncovered a new source of maintainer lines for the nap system which could potentially lead to the production of a better maintainer/restorer system for use in hybrid oilseed rape breeding programmes. However, more work is needed to reduce the glucosinolate content of the maintainer lines and to determine the factors controlling the phenotypic expression of the system.     

油菜胞质不育类型相关基因研究进展

细胞质雄性不育在油菜杂种优势利用中具有重要作用,研究细胞质雄性不育的不育机理对有效利用杂种优势,实现三系配套及创造强优势组合具有重要意义。介绍Ogu CMS,Pol CMS,Nap CMS等目前国际上主要的甘蓝型油菜细胞质雄性不育类型,综述了线粒体基因组上与CMS性状相关基因的位点或片段的最新研究进展,并讨论当今学术界有关CMS产生机理的主要论点。     

一个白菜型油菜细胞质雄性不育的遗传研究

１９９３年春在白菜型油菜品种“浠水白”中发现了几株雄性不育株,遗传研究结果表明,“浠水白”雄性不育株为细胞质雄性不育,所有调查过的白菜型油菜品种（系）均具有这种雄性水育的保持系。与ｐｏｌ ＣＭＳ和ｎａｐＣＭＳ的保持系和恢复系的测交结果表明,“浠水白”雄性不育与ｎａｐ ＣＭＳ具有相同的恢保关系,与ｐｏｌ ＣＭＳ具有完全不同的恢保关系。ＥｃｏＲⅠ,ＨｉｎｄⅢ,ＰｓｔⅠ和ＳａｌⅠ四种限制性内切酶的线粒体