改良型Ogu-NWSUAF CMS油菜的生物学特征

【目的】分析细胞质雄性不育油菜Ogu-NWSUAF CMS与Ogu CMS油菜不育系的异同,并筛选其恢复系。【方法】比较了苗期、花期、成熟期Ogu-NWSUAF CMS和Ogu CMS油菜植株形态上的差异;以Ogu-NW-SUAF CMS为母本,以国内外130份油菜品种(系)为父本,测定Ogu-NWSUAF CMS与Ogu CMS油菜恢保关系的异同;采用石蜡切片法从细胞水平上研究二者花药败育时期的特征;利用位点特异PCR法,研究二者在分子水平上的差异。【结果】Ogu-NWSUAF CMS油菜叶色正常、蜜腺发育良好、雄蕊败育彻底、天然结实性好,其综合性状优于Ogu CMS油菜;Ogu-NWSUAF CMS和Ogu CMS油菜的恢保关系不同,鉴定出了2份Ogu-NWSUAF CMS油菜的恢复系;Ogu-NWSUAF CMS油菜花药发育受不育基因的影响较晚,能分化出4个花粉囊,小孢子败育于单核期;在Ogu-NWSUAF CMS油菜中能同时扩增出Ogu系统和Nap系统的特征片段。【结论】Ogu-NWSUAF CMS油菜克服了Ogu CMS油菜的黄化缺绿现象,雄蕊败育彻底,天然结实性更好,与Ogu CMS油菜的恢保关系不同,二者在细胞和分子水平上均存在差异。     

甘蓝型油菜黄籽不育源的发现及遗传研究

为了解决油菜细胞质雄性不育系微粉问题和选育高油分黄籽新品种,进行了黄籽不育源的调查研究,找到了一种黄籽不育源119A.对119A的花器大小、花粉活力、育性及恢保关系研究结果表明,119A花瓣大,花丝长,雌蕊和花药介于pol CMS和陕2A CMS之间;育性彻底,95%的花朵无微粉,有微粉的花朵大多数花粉无活力,有活力的花粉只占2.1%～3.6%;其恢保关系与pol CMS、陕2A CMS相同.     

白菜细胞质雄性不育的恢保关系与分子鉴定

【目的】明确白菜细胞质雄性不育类型、恢保关系及其多样性。【方法】采用遗传学方法和已报道的5个不育细胞质orf138、orf222、orf224、orf263和orf288的特异引物的分子鉴定方法,对8种大白菜雄性不育材料(CMS3411-7、CMS7311、00S54-m-1、00S54-m-2、12XC4、00S11-1、00S11-3和00S11-8)进行鉴定。【结果】恢保关系分析表明,Pol CMS的恢复系和保持系对于Ogu类型(12XC4)及Ogu和Nap综合类型(00S54-m-1、00S54-m-2、00S11-1、00S11-3和00S11-8)雄性不育(简称Ogu-Nap CMS)均表现为保持系。分子鉴定表明,8份白菜雄性不育材料中有2份的细胞质属于Pol型甘蓝型油菜不育类型,1份属于Ogu型萝卜不育类型,5份材料的细胞质为Ogu-Nap CMS不育胞质综合类型,没有芥菜不育细胞质。细胞质多样性分析结果表明,5份Ogu-Nap型甘蓝型不育胞质综合类型的细胞质雄性不育材料中,1份材料(00S54-m-1)在BnTR4位点存在变异。【结论】明确了白菜细胞质雄性不育类型、恢保关系及其细胞质多样性。     

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。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育的遗传分类研究

对9个甘蓝型油菜细胞质雄性不育（CMS）系恢保关系的测定结果表明,Xin-4-2A（陕2A CMS）、Xin-4-3A（75-3A CMS）、Xin-4-4A（153A CMS）、宁4A（MI CMS）、AB1与波里马细胞质雄性不育（pol CMS）系Xin-4-1A具有相同的恢保关系;S45A与nap CMS不育系5021A具有相同的恢保关系。线粒体DNA的4种限制性内切酶（EcoR Ⅰ、HindⅢ、PstⅠ和SalⅠ）酶切片断的多态性比较和mt DNA的RFLP分析表明,Xin-4-2A、Xin-4-3A、Xin-4-4A、宁4A、AB1的细胞质与pol CMS不育系Xin-4-1A的相同;S45A、pol CMS保持系Xin-4的细胞质与nap CMS不育系Westar S的相同;pol细胞质、nap细胞质、ogu细胞质和正常细胞质之间的mt DNA结构有明显不同。因此,Xin-4-1A、Xin-4-2A、Xin-4-3A、Xin-4-4A、宁4A、AB1均属pol CMS,S45A和5021A属nap CMS,P24A （ogu CMS）与其它CMS完全不同。     

一个玉米细胞质雄性不育系的鉴定及遗传分析

【目的】阐明新育成的雄性不育系农系928cms-Q1261的胞质类型、败育时期和遗传机制,为其育种应用提供依据。【方法】将不育系在不同年份、不同地点种植,鉴定育性表现,通过测交、姊妹交、反交对不育性的遗传进行分析,利用特异引物进行PCR扩增鉴定胞质类型,通过石蜡切片法在光学显微镜下观察小孢子发育过程。【结果】农系928cms-Q1261雄穗无花药外露,花粉败育彻底,不育性表现稳定;质不育基因来自自交系Q1261,为S型;核不育基因来自农系928,由1对隐性基因控制;小孢子从单核晚期开始自溶,成熟期完全降解;自交系郑58能保持其不育性。【结论】农系928cms-Q1261属于S型不育胞质,是一种无花粉型的细胞质雄性不育系,其恢复系广泛。     

甘蓝型油菜胞质雄性不育系C MS22A的选育与遗传 I.双低不育系C MS22A的选育及其败育类型研究

甘蓝型双低油菜CMS2 2A是河南省农业科学院棉花油料作物研究所利用 384A中的雄性不育源、采用单株成对连续回交的方法育成的双低油菜细胞质雄性不育系。其突出表现为雄性不育彻底且遗传稳定 ,配合力高 ,抗病抗倒 ,品质优良。CMS2 2A属典型的败药型雄性不育系 ,雄蕊败育短缩至雌蕊基部 ,♂ /♀ <0 .5 ,花药退化变小、无花粉。雌蕊发育正常 ,花瓣虽变小皱缩 ,但花瓣开张正常 ,可以正常接受外来花粉、受精结实。不育率稳定保持在 99%以上。     

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CMS不育系L160A的遗传分析

对新近选育的甘蓝型油菜CMS不育系L160A育性的遗传特点,L160A与pol细胞质不育系和陕2A不育系的关系以及L160A的恢复系L160R-1与恢复系L17C,湖南花叶恢,垦C1恢复基因的等位性进行了分析,结果表明：L160A不育性的遗传由一对隐性基因控制,同时受到其他微效基因的修饰;其恢保关系与pol细胞质不育系L17A,湘矮A和不育系陕2A是一致的,L160A的恢复系L160R-1与L17A的恢复系L17C和湘矮A的恢复系湖南花叶恢的恢复基因是等位的,而与陕2A的恢复系垦C1的恢复基因是否具有等位性,还有待于进一步从分子生物学的角度利用分子标记进行研究。     

甘蓝型油菜CMS不育系L160A的遗传分析

对新近选育的甘蓝型油菜CMS不育系L160A育性的遗传特点、L160A与pol细胞质不育系和陕2A不育系的关系以及L160A的恢复系L160R-1与恢复系L17C、湖南花叶恢、垦C1恢复基因的等位性进行了分析.结果表明,L160A不育性的遗传由一对隐性基因控制,同时受到其他微效基因的修饰;其恢保关系与pol细胞质不育系L17A、湘矮A和不育系陕2A是一致的.L160A的恢复系L160R-1与L17A的恢复系L17C和湘矮A的恢复系湖南花叶恢的恢复基因是等位的,而与陕2A的恢复系垦C1的恢复基因是否具有等位性,还有待于进一步从分子生物学的角度利用分子标记进行研究.     

大白菜异源胞质雄性不育系的核型分析及细胞学鉴定

1991～1993年连续分析了2套大白菜异源胞质雄性不育系CMS3411-7及CMS7311不同转育材料的核型,并做了细胞学观察鉴定.发现转育4代和9代具甘蓝型油菜胞质的大白菜胞质雄性不育系,核内染色体数目均为2n=20,但2个不育系的核型都程度不同地与相应保持系存在差异,主要表现在随体染色体的大小、位置、数目,近中部着丝点染色体的多寡,染色体的臂比值等方面.说明在回交转育过程中,白菜染色体(aa)同油菜染色体(aacc)发生了一定的交换或易位.细胞学观察表明,2套不育系花药败育时期均在孢原细胞形成之前,只有极少数花药中的1～3个花粉囊可以发育到四分体或单核花粉期,且大小极不一致,表现特大或特小,说明其不育性比较稳定、彻底.     

甘蓝胞质雄性不育系CMS158小孢子发生的细胞学研究

利用石蜡切片法,对Ogura胞质甘蓝雄性不育系CMS158及其保持系B158的花药发育过程进行解剖学观察比较。结果表明,甘蓝胞质雄性不育系和保持系小孢子发育有明显差异,不育系CMS158小孢子败育时期发生在四分体时期至单核花粉期,与可育花药相比,不育系的绒毡层细胞高度液泡化,挤压小孢子,导致小孢子相互粘连,不能形成正常花粉粒而导致败育。     

细胞质雄性不育棉花小孢子发生的细胞学观察和线粒体DNA的RAPD分析

以美国的哈克尼西棉细胞质雄性不育系DES-HAMS277的花药和一个陆地棉品种可育花药作为对照,对我国6个细胞质雄性不育棉花品系进行了小孢子发生的细胞学特征的研究和线粒体DNA的RAPD分析。研究结果表明,不同不育系不但在雄性败育时期上而且在线粒体基因型上存在着明显的分化。中棉所12A和NM-1A的败育时期与对照不育系DES-HAMS277的败育时期基本相同,是在造孢细胞增殖或小孢子母细胞形成时期;104-7A、湘远4-A、NM-2A和NM-3A的败育时期比DES-HAMS277迟,是在减数分裂时期。这一细胞形态学的划分与线粒体DNA的RAPD标记归类基本一致。造孢细胞和小孢子母细胞退化导致雄性不育的主要细胞形态学特征是：染色体行为异常,胞内常含有2～4个微核,核仁穿壁很普遍,细胞质液泡化,认为绒毡层的退化与小孢子母细胞的败育密切相关。线粒体DNA的RAPD的分析还表明恢保关系相同的不育系之间可以存在着细胞质基因型的分化。     

水稻农垦58同核异质雄性不育系的选育及其不育特性的研究

选用开花习性良好的农垦 5 8品种对粳选 2号同核异质不育系 (包括海南野败质型、矮秆野败质型、田东野稻质型、隆安野稻质型、冈比亚卡质型、印尼水田谷质型、Dissi质型、K5 2质型、红莲质型、BT质型、滇型和马协不育系等 12个不同细胞质来源的雄性不育系 )进行转育改造 ,经连续 5代回交选育 ,获得开花习性良好 ,异交结实率高 ,不育系稳定的农垦 5 8同核异质雄性不育性稳定不育系 12个 ,其中包括典败花粉型、圆败花粉型、染败花粉型和无花药型的不育胞质类型。农垦 5 8田东野稻质型不育系为无花药型的细胞质雄性不育类型 ,其无花药特性可以在后代中保持和传递。     

大白菜细胞质雄性不育系的选育

利用甘蓝型油菜细胞质雄性不育系与大白菜自交可育系作远缘杂交，采用回交转育方法，将甘蓝型油菜胞质雄性不育系转育为大白菜胞质雄不育系。经过２代杂交、１代自交，４代回交，能成经济性状优良、遗传性稳定、不育株率和不育度均达１００％，且雌蕊健壮，结实良好的大白菜胞质雄不育系及其相应的保持系。     

棉花胞质雄性不育细胞形态学观察及生理生化特性的研究

【目的】细胞质雄性不育是一个优越的杂交优势育种系统。因此,棉花细胞质雄性不育的研究对提高棉花高产有重要的意义。【方法】本试验以细胞质雄性不育系C2P5A为试验材料,保持系C2P5B为对照,利用石蜡切片观察花药不同时期的发育情况,并测定叶、花朵及不同时期花药的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛的含量,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的酶活性及叶片的关合速率。石蜡切片观察不育系的败育时期和败育特点,并分析引起不育系败育的原因。【结果】石蜡切片观察到不育系败育发生在小孢子减数分裂期的四分体时期,不育系内绒毡层没有发育,四分体没有形成;不育系可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量及光合速率比保持系低,不育系丙二醛(MDA)含量高于保持系,而过氧化氢酶(CAT)在败育前较低于保持系,过氧化物酶活性在不育系败育时较高。【结论】引起不育系败育的原因可能是绒毡层没有进一步发育,不能给小孢子母细胞提供营养物质。不育系可溶性糖、可溶性蛋白含量及光合速率较低,造成营养不足,使小孢子母细胞分化受阻;脯氨酸的含量低,花药抗逆性差,花药容易褐化。不育系丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD)酶活性的异常,造成细胞内不能及时清除自由基,导致活性氧对细胞膜造成伤害,不利于花药的正常减数分裂。     

5种甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的细胞学观察

采用石蜡制片方法,对不缺绿ogu、陕3A型、nap、pol、758A细胞质雄性不育系及其保持系的小孢子发生和花粉发育过程进行细胞学观察和比较,以确定这些不育系的败育时期和细胞学特征。结果表明,不缺绿型ogu CMS花药败育受阻于四分体至单核花粉时期,败育特点是四分体时期持续较长,绒毡层延迟退化。陕3A型、nap、Pol CMS花粉败育发生在孢原细胞时期,少数花药会继续发育产生有活力花粉粒,表现微粉现象。758A的败育时期在孢原细胞时期,败育特点为没有造孢细胞和壁细胞的分化,不能形成药室和花粉粒,败育比较彻底。     

玉米胞质雄性不育材料‘PH6WCcms-LK18’的鉴定及分析

旨在摸清新育成的玉米胞质雄性不育系‘PH6WCcms-LK18’的胞质类型、育性稳定性并得到其恢复系。应用特异引物PCR扩增鉴定不育系‘PH6WCcms-LK18’的胞质类型,在不同生态条件下对不育系的育性稳定性进行调查,并通过测交筛选其恢复系。结果表明:不育系‘PH6WCcms-LK18’属于C型不育胞质,开花期雄穗无花药外露,花药内无花粉,是一种败育彻底的无花粉型细胞质雄性不育系,不育性表现稳定,自交系‘HP530C’‘3182C’‘WK798-1’能保持其不育性,‘郑58’‘PH5AD’‘PH4CV’可恢复‘PH6WCcms-LK18’的育性,可作为其恢复系。     

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。     

细胞质雄性不育海岛棉的选育和细胞学观察

【目的】利用细胞质雄性不育海岛棉和陆地棉种间的杂种优势。【方法】采用回交育种技术，选育了一套具有哈克尼西棉细胞质的海岛棉不育系“海A”和保持系“海B”，并用石蜡切片的方法对所选育的海岛棉不育系和保持系的小孢子发生进行了细胞学观察。【结果】育成的海岛棉不育系，虽然核背景由陆地棉被置换成了海岛棉，但败育的基本特征没有发生明显改变：“海A”的败育时期主要在小孢子母细胞减数分裂时期，花药无花粉粒，具有败育早、稳定和不受环境影响的特性；“海A”与陆地棉恢复系杂交，杂种F1花粉育性好，结铃率高，铃重增大，衣分提高。【结论】选育的“海A”在海岛棉与陆地棉种间杂种优势利用研究中具有良好的利用前景。