化学杂交剂诱导油菜雄性不育机理的研究：I.杀雄剂1号对甘蓝型油菜…

研究揭示了甘蓝型油菜花药壁发育类型属双子叶型，毡绒层为同型单起源毡绒层，又可称为分泌型腺毡绒层。用０．０３％杀雄剂１号处理９个不同发育时期的甘蓝型油菜，研究其诱导雄性不育的效果，结果表明：造胞细胞时期以前处理都是无效的，花粉母细胞以后处理才有效，尤以单核期处理效果最好，不育株率接近１００％。这是由于杀雄剂１号诱导甘蓝型油菜花药毡绒层偏离了正常的发育方式，而形成异常的毡绒层，表现为毡绒层增厚，提早解     

杀雄剂SQ-1诱导谷子雄性不育研究

选取3个不同的谷子品种, 以杀雄剂SQ-1为雄性不育诱导剂, 采用3种不同杀雄剂浓度, 在3个不同发育时期对谷子喷施处理, 以喷水为对照。杀雄剂SQ-1在适宜喷施剂量与时期下, 供试品种五九爪软谷和香谷能被诱导产生95%~100%的雄性不育率, 对黄金谷杀雄效果尚未达到90%。五九爪软谷和香谷的喷药适宜时期分别为七叶期和八叶期, 喷施剂量同为4~5 kg hm^–2, 以5 kg hm^–2的杀雄效果最佳。     

Sc2053诱导小麦雄性不育形态学和细胞学观察

应用化学杂交剂Ｓｃ２０５３诱导小麦雄性不育的形态学和细胞学特征观察结果显示，经处理的小麦植株变矮，植株及麦穗呈现浅绿色，穗子呈爆裂状，花药不开裂，呈现雄性不育株的形态特征，这些特征可做为估算小麦群体化学杀雄效果即绝对不育率的依据。经Ｓｃ２０５３处理的小麦雄性不育有无花粉和花粉败育两种类型。无花粉型是在小孢子刚形成时发生败育，从而是产生无花粉的空壳型花药。花粉败育型是小孢子只发育到单核花粉，二胞花粉     

小麦新型化学杂交剂的筛选

为拓展小麦化控两系途径的药剂种类,降低化学杂交剂(CHA)成本,利用西农1376检验15种化学药剂、4个浓度、3个施用时期(小麦不同发育时期)的诱导不育效果, 并对花药败育的机制进行了研究。结果表明,各处理诱导小麦花粉败育效果差异较大,Feek’s 7.5和9.5时期,15种药剂各浓度处理诱导植株营养生长发育异常或花粉败育不明显;Feek’s 8.5时期,T6药剂0.24 kg hm^-2诱导雄性不育率为93.33%,植株表型及雌蕊发育正常,对其饱和授粉,能获得杂交种子,且饱和授粉结实率较高。石蜡切片观察该处理诱导雄性不育花药的绒毡层细胞降解过程异常,自单核早期绒毡层细胞核明显降解,单核中后期花粉内核也开始降解,直至三核期,绒毡层细胞及花粉内核及营养物质基本消失,仅剩少量花粉壁残留,最终导致花粉败育。因此认为,T6诱导的小麦生理型雄性不育与绒毡层的异常降解直接相关。     

新型化学杀雄剂"定军1号"在甘蓝型油菜CMS制种上控制微粉的作用效果

经过大量研究及实践，在单核期用定军1号杀雄剂处理甘蓝型油菜细胞质雄性不育系（CMS）可显著降低不育系的微粉花朵数，微粉量和育性指数，提高不育度，有效减少或消除微粉的产生，提高种子纯度5％-10％；该杀雄剂用药幅度较宽，成本低廉，大面积易操作，在甘蓝型三系油菜CMS制种领域，对提高种子纯度，降低制种风险具有较好的应用价值。     

化学杀雄剂SQ-1诱导青海高原春小麦雄性不育的初步研究

为了研究化学杀雄剂SQ-1对青海高原春麦区的杀雄效果及不同春小麦品种对SQ-i反应的遗传差异,采用时期为主区、剂量为副区、小麦品种为亚副区的三因素裂区设计方法,对化学杀雄剂SQ-1诱导青海高原春小麦雄性不育的效果进行了研究.结果表明,在Feekes 8.0～Feekes 8.5时期,5.0 kg/hm2剂量下,参试品种均能被诱导产生大于95%的雄性不育率.对参试品种进行人工饱和授粉,其结实率均能达到90%以上,证明SQ-1对雌蕊无明显影响.     

化学杀雄剂1号对棉花过氧化酶、蔗糖酶活性的研究

采用0.1％的杀雄剂1号分3次处理初花期的棉花,诱导其产生雄性不育,对叶片和花药进行的过氧化物酶、蔗糖酶活性测定结果表明:处理棉株的叶片过氧化物酶活性与对照无明显差异,蔗糖酶活性不断下降且后期低于对照;处理后花药中过氧化物酶和蔗糖酶活性在前期均与对照相似,随后二者均逐渐高于对照。说明处理花药中过氧化物酶、蔗糖酶活性的升高影响着败育花粉的产生。     

GAPDH基因表达与小麦生理型雄性不育花药败育的关系

为分析三磷酸-甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因与小麦(Triticum aestivum)生理型雄性不育花药败育的关系,本研究以新型小麦化学杀雄剂SQ-1作为诱导剂,普通小麦西农1376为材料,构建了西农1376不育和可育等生理系;采用半定量逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术分析了不育和可育等生理系不同发育时期花药中GAPDH基因的表达模式.结果表明,该基因在正常小麦花粉发育的单核期、二核期和三核期,表达丰度比较一致,没有明显变化,但在化学杀雄剂SQ-1诱导的生理型雄性不育花药中,不同发育期表达量存在显著差异,单核期表达最弱,二核期最高.与同期正常花药相比,GAPDH基因在生理型雄性不育花药三个发育期均呈下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,表达量下调最显著,其次为三核期和二核期,证明化学杀雄剂SQ-1对GAPDH基因的表达具有明显抑制作用.因此,化学杀雄剂SQ-1诱导小麦生理型雄性不育形成过程中,可能与GAPDH基因表达减少导致细胞中能量供给不足有一定关系.     

新型化学杀雄剂—WL_(84811)诱导普通小麦(Triticum aestivum)雄性不育的研究

连续两年在大田和温室对 WL84811的杀雄效果进行了研究。结果表明:(1)WL84811是一种良好的小麦杀雄剂。从花粉母细胞形成到花粉双核期间喷施,均可诱导雄性不育,不育率可达100%;(2)喷施后抽穗延迟1～4天,平均延迟2天;(3)株高平均降低5厘米左右,主要是缩短倒数第一、二节间的长度,尤以缩短倒数第一节间长度为显著;(4)杀雄后的植     

雄性不育和可育大麦花药和花粉的细胞学比较研究

本文对大麦雄性不育和可育花药形态和花粉发育进行了细胞胚胎学比较研究,结论如下: 1.可育和不育大麦的花药在外部形态上有明显区别,主要在于不育花药基部成为戟形,且开花时花药变得瘦小。 2.可育大麦的花粉发育类同于一般的禾本科植物。而不育花粉不能发育到二核期,并很快解体形成“无花粉型”花粉;其小孢子和雄配子体发育过程中有几种异常现象:(1)早期发生异常;(2)绒毡层过早退化;(3)属绒毡层解体较晚者,小孢子能发育到二细胞阶段,但形态扭曲,内含物贫乏。 3.可育的药壁发育正常同于单子叶型,直到2细胞花粉粒时期绒毡层才全部退化。而雄性不育药壁发育异常,主要体现在绒毡层早期退化或药壁分化不完全。     

大白菜CMS96不育系和保持系电镜观察

为了研究大白菜CMS96不育系花药败育机理,采用透射和扫描电镜,观察大白菜CMS96不育系和保持系的花药发育过程、花药和花粉表面结构。透射电镜结果表明,与保持系相比,在减数分裂期,大白菜CMS96不育系绒毡层与花药壁中层分开,不育系花粉母细胞皱缩,形状不规则,空隙较大,严重影响减数分裂正常进行;在单核小孢子时期,小孢子开始液泡化,直至成熟花粉期完全液泡化为空细胞,细胞壁严重萎缩,堆积在一起,最终花粉失去功能,导致败育。扫描电镜结果表明,大白菜CMS96不育系药室内的花粉畸形,花粉粒空瘪,表现为凹陷、扁平等形状,表面纹饰也呈多种不规则形状。花粉囊不开裂,没有花粉散出。初步认为,大白菜CMS96不育系花粉的败育从减数分裂开始到成熟花粉,伴随花粉发育整个过程。大白菜CMS96不育系药室内花粉粒虽具有花粉壁的结构,但扁平、空瘪,重叠堆积在药室壁上,失去了活力,无法散开。     

甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系160S花药败育的形态学特征和细胞学研究

明确甘蓝型油菜温敏核雄性不育系160S花器形态变化、花药败育的时期和细胞学特征,初步探究败育的原因,为深入研究不育系160S的内在分子调控机制提供理论基础,也对其在油菜两系杂交育种中的实际应用具有指导意义。本研究在15℃和28℃条件下培养试验材料160S,利用体式显微镜分别观察花发育形态特征;采用醋酸洋红染色方法观察各时期小孢子发育形态;通过石蜡切片和苏木精-伊红染色对可育植株(MaleFertile/160S-MF)和不育植株(MaleSterile/160S-MS)花药细胞学特征进行显微观察;TUNEL染色法检测花药发育各时期绒毡层细胞凋亡情况。160S-MF在15℃表现为可育,雄蕊正常发育,成熟的花药呈黄色,形态饱满,正常开裂,表面一层有活性的花粉附着在上面;28℃条件下, 160S-MS花朵的雌蕊、萼片与160S-MF花朵无差异,但花瓣变小,花丝变短,雄蕊明显退化,花药干瘪呈黄褐色,无花粉粒附着在花药上,表现出雄性完全不育。160S-MF的小孢子能正常发育为成熟有活力的花粉。而160S-MS由于雄蕊完全败育,未观察到小孢子和花粉粒。160S-MS花药在造孢时期和花粉母细胞时期与160S-MF无明显差异,但在减数分裂期,160S-MS花药绒毡层形态和结构出现异常,绒毡层细胞排列不整齐,细胞空泡化,伴随提前解体。同时花粉母细胞发育受阻,无四分体结构形成,最终在减数分裂期完成前形成空的花粉囊。TUNEL检测发现, 160S-MS花药绒毡层细胞在减数分裂期开始凋亡。本研究结果表明, 160S属花粉母细胞败育型不育系,败育时期发生在减数分裂期,绒毡层异常降解,绒毡层未向腺质型转化,不能提供花粉母细胞发育所需要的营养物质,致使花粉母细胞发育受阻无法形成四分体结构,从而导致小孢子无法形成,花药形成空的花粉囊,产生雄性不育。     

甘蓝型油菜光、温敏雄性不育系Huiyou50S花粉败育的细胞学观察

Huiyou50S是从甘蓝型油菜品种汇油50中发现的半不育株选育而成的光、温敏雄性不育系,育性受隐性核基因控制,在高温、长光周期下不育而在低温、短光周期条件下可育。本文通过半薄树脂切片、扫描电镜、花粉压片染色、花药整体透明方法对Huiyou50S及其近等基因系Huiyou50F的花药发育过程及花粉形态观察比较。结果表明, Huiyou50S的花药造孢细胞、花粉母细胞、减数分裂、四分体阶段均正常,在单核期出现明显异常,虽然能形成花粉壁,但小孢子细胞质收缩、解体,最终只剩余空瘪的花粉壳; Huiyou50S的花药绒毡层在单核后期提前降解,绒毡层解体速度快于可育株Huiyou50F。Huiyou50S的小孢子的完全败育主要发生在单核时期,绒毡层发育与小孢子异常有某种关联,该结论为油菜光、温敏雄性不育类型划分及育种应用提供了依据。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系105A花药败育的细胞学观察

旨在了解并揭示不育系105A的花粉败育时期和细胞学特征,为进一步正确认识细胞质雄性不育系分子机制提供必要参考依据。采用石蜡制片法,对甘蓝型油菜杂交种‘青杂5号’的雄性不育系105A及其恢复系1831R的小孢子发生和花药发育过程进行观察,以确定其花粉败育的时期和细胞学特点。研究结果表明,在不育系105A花药败育过程中,一部分发生于造孢细胞时期,属于无花粉囊败育型;另一部分发生于单核晚期,属于单核败育型,其特点为单核晚期绒毡层细胞膨大向小孢子靠近,并逐步降解,其破裂胞质退化残余物侵入药室,与小孢子混合粘连在一起,甚至有些绒毡层细胞整块脱落,成为染色很深的团块状物质,占据药室一部分空间,最终小孢子降解,花药败育。     

Influence of cytoplasmic-nuclear male sterility systems on microsporogenesis in pearl millet (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.)

Influence of a range of cytoplasms on microsporogenesis and anther development in pearl millet was studied using six isonuclear A-lines having five cytoplasms (A₁, A₂, A₃, A₄ and A_v) and the nuclear genome of 81B. 81B was used as a male-fertile control. Microsporogenesis and anther development were normal in 81B. However, pollen mother cell (PMC)/microspore/pollen degeneration in the six A-lines occurred at different stages of anther development. Each cytoplasm had its unique influence on microsporogenesis and anther development as evidenced by different developmental paths followed by them leading to pollen abortion. The cause of pollen abortion differed from line to line, from floret to floret within a spikelet, from anther to anther within a floret, and in some cases even from locule to locule within an anther. Events that led to male sterility included anomalies in tapetum and callose behaviour, persistence of tapetum, endothecium thickness, and other unknown causes. The present study also indicated that anther/pollen development was more irregular in Pb 406A₃. In 81A₄ and 81A₁ > 95% of anther locules followed a definite developmental path to pollen abortion. In the other A-lines many developmental paths were observed within the line and pollen degeneration occurred at various stages. This could be one of the reasons for greater instability of male sterility in the A₂ and A₃ systems and greater stability of male sterility in the A₁ and A₄ systems. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

湖北光敏感核不育水稻发育过程中花粉及花药壁超微结构的研究

本工作应用透射电子显微镜，对不同光周期处理下的湖北光敏感核不育水稻农垦５８Ｓ花粉及花药壁发育情况进行了研究，得到如下的结果：１、农垦５８Ｓ经长日照处理，小孢的败育主要发生在单核晚期，花粉内细胞器解体严重，花粉壁异常发育，花粉的外形不规则。２、可育花的绒层在单核时期已严重解体，而败育花药的绒毡层不能及时解体，直到与成熟花粉相当的时期仍有清晰的细胞结构。３、败育花药的中间怪解体也延迟。在以上基础上讨论     

利用基因工程创造植物雄性不育的策略

利用基因工程创造植物雄性不育系是近年来发展的新技术。根据花粉败育的原理,利用花药细胞绒毡层、绒毡层线粒体、胼胝质壁、细胞减数分裂过程等花粉形成过程中的不同环节,采取外源细胞毒素基因、分子伴侣、反义RNA技术、提早降解胼胝质、扰乱线粒体与细胞核之间的信息交流和细菌影响花粉小孢子发育等策略,使花粉不能正常形成,从而产生不育花粉,达到产生雄性不育的目的。并提出了基因工程创造植物雄性不育系可能存在的问题及其应用前景。