小麦细胞质雄性不育的研究进展

对小麦细胞质雄性不育的分子研究,不仅能够从分子水平解释CMS小麦不育机理及其棱质互作的关系,而且对促进小麦的杂种优势生产利用上有着重要理论指导意义。主要从小麦雄性不育细胞质来源和几类主要的胞质不育系的研究两个方面综述了近年来小麦CMS分子机理的研究进展,同时对今后杂种小麦的进一步研究进行了探讨。     

洋葱细胞质雄性不育机理研究进展

细胞质雄性不育系(CMS)是一种不能产生有活力或可育花粉的母性遗传现象,是农作物杂交育种的重要工具,也是研究花粉发育、细胞质遗传、核质互作以及时序性表达的理想材料。所以,对细胞质雄性不育分子机制的研究具有非常重要的意义。近年来,随着分子生物学技术的发展,有关洋葱细胞质雄性不育方面的研究日益增多。从细胞学角度和分子生物学角度对洋葱细胞质雄性不育的机理研究近况进行了综述。     

大白菜细胞质雄性不育研究进展

细胞质雄性不育在大白菜杂种优势利用中具有非常重要的应用价值。大白菜细胞质雄性不育主要分为大白菜波里马细胞质雄性不育(Pol CMS)和萝卜细胞质雄性不育(Ogu CMS)两种类型。Pol CMS已在生产实践中得到应用,而Ogu CMS在生产应用方面还存在一些问题,需要进一步完善。对大白菜细胞质雄性不育形成机理的研究结果表明,细胞质雄性不育系的花药组织在发育过程中脱落酸和细胞分裂素的含量均高于其相应的保持系,而游离氨基酸(特别是脯氨酸的含量)、蛋白质、可溶性糖等营养物质均低于其保持系。大量的证据表明,线粒体基因组的重组或重排是造成细胞质雄性不育的关键因素,但是目前尚无直接证据表明叶绿体与细胞质雄性不育相关。本研究从以上几个方面综述了近年来大白菜细胞质雄性不育的研究进展,并对其发展前景进行了预测与展望。     

植物细胞质雄性不育和育性恢复基因调控机制研究进展

为了了解细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility, CMS)通过影响相关基因导致植株雄性不育,细胞核育性恢复基因如何作用于不育基因并使育性恢复。本文综述了有关细胞质雄性不育的作用机制、作用模型、育性恢复调控机制及恢复基因在转录和翻译水平上起作用的研究。指出了细胞质雄性不育因受到多种因素影响而研究不明确,CMS/Rf作用模型在线粒体上的逆行调节信号不确定的问题,在有些农作物的研究上停止不前的现状。因此,提出了未来可以从机制研究和构建更多不育系研究的建议,有助于加强对细胞质雄性不育及其育性恢复调控机制方面的认识,将更好的指导对CMS/Rf遗传调控机理的研究,使细胞质雄性不育在杂种优势遗传育种中发挥更好的作用。     

小白菜黄化苗培养方法初探

细胞质雄性不育（CMS）广泛存在于高等植物中，它不仅在植物杂种优势利用方面具有重要价值，而且在研究核质互作方面具有重要的理论意义。植物细胞质雄性不育的母性遗传现象，与线粒体和叶绿体两种细胞器有关。现有的研究结果表明，大多数植物的CMS主要与线粒体有关，因此，提取高质量的线粒体DNA是进行线粒体基因组研究的前提。从健壮的黄化苗中提取线粒体DNA可以减少细胞质中叶绿体基因组的污染，从而更加严谨地分析线粒体基因。本文介绍高质量小白菜黄化苗的培养方法。     

超级麦育种的重要途径 --杂交小麦的优势利用

超级麦育种对小麦的产量、品质及抗性都提出了更高的要求,而小麦杂种优势的表现则是实现这些目标的一个重要途径。本文从杂种优势利用的角度,探讨细胞质雄性不育系(CMS)、化学杂交剂(CHA)、小麦光温敏雄性不育系等主要途径的特点及利用研究现状,并就小麦杂种优势的利用前景进行了展望,为实现超级小麦育种提供参考。     

玉米细胞质雄性不育性(CMS)的激素调控机制

在以前的研究中我们首次报道了玉米细胞质雄性不育(CMS)花药组织生长素亏损——细胞分裂素盈积现象。这种激素含量的异常在雄性不育性的表达与实现进程中起着重要的调节作用,但现有的研究资料尚不能揭示这种调节作用的机制。本文根据目前有关激素作用机制的几种认识以及玉米 CMS 分子生物学研究成果,结合作用对玉米 CMS 小孢子发育和败育过程中物质代谢系统、能量代谢系统、植物激素系统、生物物理系统、细胞学及超微结构等方面的研究结果,对认识 CMS 机制中有代表性的 Flavell 假说进行了评述,对激素调控玉米 CMS 的可能的分子机制提出了自己的看法。     

线粒体蛋白质组学技术及其在植物细胞质雄性不育机理研究中的应用

利用差异蛋白质组学技术,比较研究不育系和保持系花药线粒体蛋白质组的变化,可以较全面地反映与育性相关蛋白质或多肽的表达变化特征,对于了解雄性不育花药败育发生的原因及其生理生化代谢机制具有重要作用。文章通过对植物线粒体蛋白质组学研究技术及其在揭示植物细胞质雄性不育（CMS）机理方面的研究进行综述,提出从线粒体差异蛋白质组学角度来揭示植物CMS的机理,是该领域研究的必然趋势。今后需加深对作物线粒体差异蛋白组学与其CMS机理的研究。此外,随着线粒体蛋白质组数据库的不断完善,蛋白质组学各种方法间的整合和互补,以及与其他学科（如基因组学、生物信息学等）领域的交叉研究,必将深入阐明CMS机理,从而加快植物杂种优势的利用。     

线粒体蛋白质组学技术及其在植物细胞质雄性不育机理研究中的应用

利用差异蛋白质组学技术,比较研究不育系和保持系花药线粒体蛋白质组的变化,可以较全面地反映与育性相关蛋白质或多肽的表达变化特征,对于了解雄性不育花药败育发生的原因及其生理生化代谢机制具有重要作用。文章通过对植物线粒体蛋白质组学研究技术及其在揭示植物细胞质雄性不育（CMS）机理方面的研究进行综述,提出从线粒体差异蛋白质组学角度来揭示植物CMS的机理,是该领域研究的必然趋势。今后需加深对作物线粒体差异蛋白组学与其CMS机理的研究。此外,随着线粒体蛋白质组数据库的不断完善,蛋白质组学各种方法间的整合和互补,以及与其他学科（如基因组学、生物信息学等）领域的交叉研究,必将深入阐明CMS机理,从而加快植物杂种优势的利用。     

油菜细胞质雄性不育的分子机理及其应用研究进展

综述了油菜细胞质雄性不育分子机理的最新研究进展，着重介绍了不同胞质类型Ogu CMS、Pol CMS、nap CMS不育性与线粒体基因组DNA突变的相关性，利用线粒体DNA分子标记进行细胞质雄性不育性的鉴定与分类，并对利用生物技术改良油菜细胞质雄性不育系的前景进行了探讨。     

玉米细胞质雄性不育与恢复基因研究进展

玉米作为我国重要的粮、饲两用作物在保障粮食安全,推动社会经济发展和提供工业能源等方面 扮演着关键的角色。细胞质雄性不育是高等植物中普遍存在的生物学现象,玉米细胞质雄性不育可以分为 T 型、 C 型与 S 型 3 种类型。不育基因来源于线粒体基因重排形成嵌合基因,新形成的嵌合基因对花药中小孢子的发 育产生危害导致败育的发生。恢复基因的存在可以消除不育基因的危害,使小孢子正常生长。由于不育基因为 线粒体基因,恢复基因为细胞核基因,对细胞质不育与恢复机理的研究同样是探究质 - 核互作关系的桥梁。同 时对雄性不育系的利用是玉米利用杂种优势的一个重要技术手段,玉米生产上利用细胞质雄性不育对于作物杂 种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义,不但能够解放劳动力降低制种成本,而且提高了制种纯度增加产量。 对玉米细胞质雄性不育的分类、特征及近年来发现的玉米细胞质雄性不育基因与育性恢复基因进行概述,并探 讨了玉米细胞质雄性不育应用过程中的问题与发展前景,以其为细胞质雄性不育在生产上的推广利用提供参考。     

禾谷类作物编码与雄性不育相关线粒体蛋白核基因筛选策略

植物细胞质雄性不育（CMS）是指植物不能产生具有正常功能的花粉。控制CMS的基因存在于线粒体中,核基因对线粒体基因表达具顺向调节作用,而线粒体对核基因表达具有反向调节作用。目前植物线粒体蛋白组研究主要以营养器官为材料,主要粮食作物如水稻、小麦及玉米等都存在花药小、花期短、同一花序的花药发育不同步等。文章介绍了线粒体起源及植物线粒体蛋白组和植物CMS的研究现状,禾谷类作物花药线粒体蛋白组研究的重要性及困难,提出利用比较基因组学筛选水稻编码线粒体蛋白、与雄性不育相关的核基因的策略,以期为研究禾谷类作物特别是水稻CMS机理提供参考。     

玉米胞质雄性不育材料的研究和利用

玉米胞质雄性不育材料是玉米遗传育种研究中一个极其重要的种质资源,本文全面概述了玉米胞质雄性不育材料自发现以来的研究和利用情况。随着生物技术的迅速发展,其在玉米育种和制种中将得到更广泛的利用。     

Development of Japonica Male Sterile Lines Integrating Cytoplasmic Male Sterility and Photosensitive Genic Male Sterility

Acknowledgement It has been previously established that the BT type of cytoplasmic male sterility （CMS） is induced by high temperatures, while photosensitive genic male sterility （PGMS） seed sets by low temperatures induce. In the current study, we have bred photosensitive cytoplasmic male sterility （PCMS） lines （2308SA and 2310SA） by crossing the CMS line with the PGMS japonica line with maintainer genes. The sterility of PCMS japonica was consequently controlled by two groups of male sterile genes resulting from the integration of PGMS and CMS genes. The results on plant fertility, at different sowing times, were as follows： （a） Under conditions of natural long-day photoperiod and at temperatures above 35~C, the PGMS gene regulated PCMS japonica sterility - the higher the temperature, the lower the pollen fertility. However, bagged seed sets of PCMS japonica, not exposed to high temperatures, induced the CMS seed set. （b） Exposure to long-day photoperiod and temperature conditions between 35℃ and the critical sterility inducing temperature of PGMS resulted in both PGMS and CMS gene controlled sterility of PCMS japonica, which exhibited stable characteristics. （c） When exposed to critical sterility inducing temperatures or short-day photoperiod and daily high temperatures below 32℃, the BT type of the CMS gene regulated PCMS sterility. Under these conditions, the PGMS gene rendered male sterility insusceptible to occasional cool summer days when this PCMS line, adopted for hybrid seed production, develops into panicle differentiation stage. The present study also investigated the fertility restoration, seed production and combining ability of PCMS japonica so as to optimize its use.     

两种小麦细胞质雄性不育体系mtDNA的RAPD分析

对Ｔ型和Ｖ型小麦细胞质雄性不育系ｍｔＤＮＡ的ＲＡＰＤ扩增产物分析结果表明,这两种不育系和其保持系间ｍｔＤＮＡ的ＲＡＰＤ扩增产物存在着显著差异,而两种保持系间的扩增产物则无明显不同,说明小麦细胞质雄性不育可能与ｍｔＤＮＡ的变异有关;同时,在两种不育体系的ＲＡＰＤ扩增产物之间,既有共性,又有差异,暗示这两种不育体系产生不育的机理可能不尽完全相同,而各具其特异性。     

禾谷类作物编码与雄性不育相关线粒体蛋白核基因筛选策略

植物细胞质雄性不育（CMS）是指植物不能产生具有正常功能的花粉。控制CMS的基因存在于线粒体中,核基因对线粒体基因表达具顺向调节作用,而线粒体对核基因表达具有反向调节作用。目前植物线粒体蛋白组研究主要以营养器官为材料,主要粮食作物如水稻、小麦及玉米等都存在花药小、花期短、同一花序的花药发育不同步等。文章介绍了线粒体起源及植物线粒体蛋白组和植物CMS的研究现状,禾谷类作物花药线粒体蛋白组研究的重要性及困难,提出利用比较基因组学筛选水稻编码线粒体蛋白、与雄性不育相关的核基因的策略,以期为研究禾谷类作物特别是水稻CMS机理提供参考。     

棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究及利用现状

利用质核互作雄性不育系实现强优势组合三系配套是解决目前棉花杂交制种瓶颈,促进棉花杂种优势利用的有效途径之一。本文综述了棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究现状,介绍了棉花质核互作雄性不育系和恢复系的类型;在细胞学和分子生物学水平上探讨了质核互作雄性不育产生的机理,阐述了育性恢复的遗传方式、恢复基因的分子标记和遗传定位、恢复基因的图位克隆及三系杂交棉的研究进展;对三系杂交棉今后的研究方向进行了展望。     

Establishment and Identification of Cytoplasmic Male Sterility in Brassica napus by Intergeneric Somatic Hybridization

Exploitation of novel cytoplasmic male sterility(CMS)is a main approach for widening the cytoplasmic genetic background of hybrid oilseed rape and avoiding epidemic risk in oilseed rape production.In this study,symmetric somatic hybrids between Brassicanapus var.Zhongshuang4 and Sinapis arvensis(Yeyou18)were produced by protoplast fusion.Two of the six established hybrids were male sterile showing trace or no pollen release upon flowering with non-or slightly extended stamens.Using Zhongshuang4 as a recurrent parent to pollinate the male sterile plants,the ratio of male sterile plants increased with the number of backcrosses.As early as in BC3 generation,most of the sterile families had nearly 100%sterile plants.Up to BC4 generation,the male sterility became stable and no fertility segregation was observed.All F1 progenies from tested crosses using restorer and maintainer lines of Polima CMS were 100%sterile,indicating that the established CMS by somatic hybridization is different from Polima CMS.The origin of the cytoplasm and potential use of this hovel CMS in oilseed rape breeding were discussed.Key wotds:Oilseed rape,Protoplast fusion,Cytoplasmic male sterility,Sinapis arvensis     

我国油菜化学杀雄+细胞质雄性不育的应用研究

对化学杀雄 细胞质雄性不育 ( CH CMS)的油菜杂种优势利用途径进行了探讨。CH CMS不仅具有用药量少、安全、对 CMS的不育性要求低、杀雄彻底、技术难度低易掌握 ,易推广等特点 ,同时克服了 CH杀正常油菜用药量大 ,易产生药害、技术难度高、且杀雄不彻底和 CMS初花期出现微粉的问题。CH CMS既可以降低不育系的选择难度 ,易于选出强优势组合 ,又可提高制种纯度 ,因而具有广阔的应用前景     

玉米胞质雄性不育系的研究进展

玉米雄性不育材料是玉米遗传育种中的一个极其主要的种质资源,笔者简述了玉米胞质雄性不育材料近期以来的研究和利用情况。玉米育种工作者将从多方位、多层次加以研究和利用雄性不育材料,随着生物技术的迅速发展,玉米雄性不育材料在玉米育种和制种中将得到更为广泛的利用。