水稻线粒体基因atp6启动子突变导致的一种细胞质雄性不育型

内江杂交水稻科技开发中心从恢复系 "万恢88/内恢92-4" 杂交组合F2代不育株选育的细胞质不育系,被暂时定名为"万恢88型水稻细胞质雄性不育系".利用PAGE电泳、琼脂糖凝胶电泳和克隆测序等技术对其不育系和保持系线粒体基因组进行研究,分析其雄性不育的分子基础和分子机理.通过PAGE电泳发现,其不育系线粒体基因组PCR带型与野败型(WA)、印水型(ⅡA)、D型(Di)、冈型(GA)存在差异.对其不育系内香2A和保持系内香2B的差异片段回收测序,获得两条667 bp长度的mtDNA片段2A和2B,通过序列比对和电子杂交分析,获得片段为atp6基因的部分序列及其上游序列.2A和2B相比有3个碱基不同,分别是第57位G→T,第100位T→C,第161位C→T.功能分析第100 位T-C点突变使atp6基因启动子核心序列遭到破坏.通过对atp6基因上游序列的RT-PCR分析,发现不育系内香2A的atp6基因不能正常表达.故而推测万恢88型水稻细胞质雄性不育是由于不育系线粒体atp6基因核心启动子区域发生点突变,导致atp6基因不能正常转录,致使线粒体供能不足,最后导致花粉败育.     

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。     

白菜型油菜新型雄性不育系261-2A的选育和杂种优势研究

利用白菜型油菜新型雄性不育材料3 60 ms,与其他白菜型油菜品种进行广泛测交,结果表明:各测交后代均表现雄性不育,不同的是微粉在终花前出现的时间、多少有差异,表明该不育材料的雄性不育性主要与细胞质有关,但同时与核基因也有一定关系。对2 61 -2 A(3 60 ms)和白2 1 A(陕2 A CMS)、3 0 0 3 A(Pol CMS)三个不育系进行恢保关系比较以及杂种优势研究,结果表明:2 61 -2 A是一种在恢保关系上完全不同于陕2 A、Polima A的新型雄性不育系,以其配制的F1 代杂交组合虽然均表现不育,但与正常白菜型油菜开放授粉条件下的结角结粒性无明显差异,明显优于白2 1 A、3 0 0 3 A的结角结粒性,大部分组合具有较强的产量杂种优势     

大白菜胞质雄性不育线粒体基因特异分子RAPD标记及克隆

用随机引物对大白菜细胞质雄性不育系及其保持系线粒体DNA的RAPD分析,在不育系与保持系的线粒体基因组间存在明显的差异,用引物S259在不育系中扩增并克隆得到特异片断(mt)S259-600bp,序列分析表明该片断与油菜线粒体基因NADH脱氢酶第四亚基序列有部分相似性,片段与雄性不育的关系还需进一步研究.     

油菜雄性不育系陕2A微粉的恢保关系

通过对油菜细胞质雄性不育系陕２Ａ微粉恢保关系的研究表明：油菜细胞质雄性不育系陕２Ａ微粉自交保持微粉不育；与萝卜细胞质不育系萝Ａ杂交保持不育；与细胞核显性不育系９２１１Ａ杂交大部分保持微粉不育，少部分保持无微粉不育；与细胞核隐性不育系１１７Ａ，Ｓ４５Ａ杂交完全恢复可育。     

甘蓝型油菜显性细胞核＋波里马细胞质雄性不育三系的创建

甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育和波里马细胞质雄性不育有着完全不同的恢保关系；分别以纯合型显性核不育系和显性核不育系杂种为显性核不育基因的供体，采用有性杂交方法将甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育基因导入到波里马细胞质雄性不育系ＬｔｆＡ中；用测交和连续回交方法，选育出甘蓝型油菜显性细胞核＋波里马细胞质雄性不育系ＤＧＣＭＳ－Ｙｉ－３Ａ和ＤＧＣＭＳ－１５３Ａ及其保持系Ｙｉ－３Ｂ和１５３Ｂ；并从波里马的恢复系中筛选出２个显性细胞核＋波里马细胞质雄性不育恢复系９２－５９１６和９２－５９４２。     

F型与其他小麦雄性不育系细胞质类型的分子鉴定

为了鉴定F型与其他小麦雄性不育系细胞质类型之间差异。以F型不育系(FA1-1，FA1-2，FA2-1)、F型保持系、T、K、V型同核异质不育系(A)及其保持系（B）‘冀5418’等为试验材料，用23对叶绿体和21对线粒体SSR分子标记进行聚类分析。结果表明：FA与T、K、V、B型不育系的细胞质分属不同类别。FA与中国春(CS)的细胞质遗传相似系数为1.00，FA与FB细胞质遗传相似系数为1.00，表明其可能为普通小麦细胞质雄性不育系。与经典质核互作雄性不育原理有差异，F型雄性不育系的育性可能由核基因控制。     

萍乡显性核不育水稻与质核互作不育系的遗传关系研究

结果表明：萍乡显性不育水稻带有质核互作不育系的恢复基因,不同遗传背景的萍乡显性核不育水稻对质核互作不育系具有不同的恢保关系;萍乡显性核不育基因与质核互作不育基因是独立发生的。当质核互作不育系中细胞质和细胞核的隐性不育基因一起作用时,能够掩盖萍乡显性核不育基因的育性表达。     

3种水稻细胞质雄性不育系育性遗传的比较

 用马协 A、丛广 41 A和珍汕 97A与 1 3个水稻品系杂交 ,对三者的遗传行为进行了比较。结果表明 ,马协 A和珍汕 97A的恢保关系基本相同 ,其核不育基因等位 ,同属孢子体不育类型 ,其恢复性受 1～ 2对显性核基因控制 ;丛广 41 B、密阳 2 3具 1对恢复基因 ,明恢 63具 2对恢复基因。丛广 41 A的不育性受 1对隐性核基因和不育细胞质共同控制 ,其核不育基因与珍汕97A不等位 ,属配子体不育类型 ,但有极少数 S( r)花粉参与受精异常传递给后代 ;其恢复性受 1对显性核基因控制 ,密阳 2 3有 1对强恢复基因 ,珍汕 97有 1对弱恢复基因 ,二者可能不等位。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系1193A的选育及分析

【目的】细胞质雄性不育系统是当前利用油菜杂种优势的主要途径,也是最重要的授粉控制系统之一,而利用远源杂交引入近源种胞质来获得异源细胞质雄性不育是发掘新型胞质雄性不育系和提高雄性不育育性稳定性的有效手段。【方法】本研究以新疆野生油菜与甘蓝型油菜湘油15号属间杂种后代为基础,通过多代回交育成了不育性稳定的油菜细胞质雄性不育系1993A。【结果】研究表明不育系1193A自交不结实,异交结实正常,具有典型的不育性状,恢保关系比较表明其与pol CMS具有不同的恢保关系,败育的时期主要发生在单核花粉期,在花药败育过程中绒毡层出现径向肥大和液泡化,挤压小孢子,最终导致花药败育。【结论】该油菜细胞质雄性不育系1993A不育性稳定彻底,与pol CMS是不同的细胞质雄性不育系。     

新质源粳稻不育系花粉败育特点及其潜在杂种优势

 目前,生产上应用的粳稻不育系细胞质遗传背景单一,开发新质源不育系显得尤为重要。花粉败育特点、不育的稳定性以及潜在的强杂种优势是不育系利用的前提条件。在不同温度条件下,调查了14份新质源不育系的花粉败育特点、育性稳定性和杂种优势。结果表明：9份不育系花粉的败育为典败和圆败,败育较彻底,但不能被滇一型或BT型恢复系恢复。另外5份不育系以染败为主均能被滇一型或BT型恢复系恢复,由南34、明恢63和NJ70507提供细胞质的3份不育系败育彻底,然而由D-7提供细胞质的2份不育系在高温下出现极少量的可育花粉。各杂交组合在同一性状上或同一杂交组合在不同性状上表现出的杂种优势有明显的差异。     

辣椒“三系”线粒体DNA的RAPD分析*

 对辣椒胞质雄性不育系、保持系及恢复系线粒体DNA进行了RAPD分析,共使用500条随机引物,其中有67个引物在“三系”之间都得到了扩增产物,19条引物扩增结果在“三系”之间表现出了遗传多样性。在不育系与保持系的线粒体DNA之间也发现了明显的差异,在辣椒胞质不育系中获得特异片段9条,这些差异片段与辣椒雄性不育的关系还需进一步研究。     

V型小麦细胞质雄性不育“三系”及杂交种线粒体DNA的比较研究

以V型小麦细胞质雄性不育系及相应的保持系、恢复系以及其杂种F1为材料,用ISSR、SRAP、RAPD分子标记技术对它们的线粒体DNA进行了比较分析。结果如下:(1)153个SRAP引物组合中139个组合扩增出了多态性,9个组合扩增出不育系特有而保持系、恢复系、F1均缺失的片段,3个组合扩增出不育系特异缺失的片段。(2)92个ISSR引物中45个扩增出了多态性,筛选到了6个不育系特有而保持系、恢复系及杂种F1均缺失的片段。(3)288个RAPD引物中281个扩增出了多态性,4个引物扩增出不育系特有的片段,3个引物扩增出不育系特异缺失的片段。在对线粒体DNA进行分析时,SRAP比ISSR多态性好,比RAPD稳定性好。     

龙特浦同核异质不育系的育性比较

选用 D2 97A(籼稻 Dissi细胞质 )、N.珍汕 97A(Oryza nivara细胞质 )、 - 32 A(印尼水田谷细胞质 )和龙特浦 A(野败细胞质 )为细胞质供亲 ,龙特浦 B为细胞核供亲 ,回交核置换育成 4个龙特浦同核异质不育系 (分别简称为 D特 A、N特 A、I特 A和 W特 A) .以此为材料 ,采用裂区设计 ,于 1995、1996年观察比较了它们在不同条件 (年份、播期、实生稻与再生稻 )下花粉的育性 .结果表明 ,同核异质不育系不育度在年份间、播期间、实生稻与再生稻间差异极显著 ,不同细胞质不育系间差异显著 ,其中 I特 A在各种处理条件下均表现出最高的不育度和最好的不育稳定性 .通过回交核置换技术培育新核质关系的同核异质不育系 ,可达到修饰改良育性的目的 .     

甘蓝型油菜新型细胞质雄性不育系NCa不育胞质类型的分子鉴定

 以4个限制性内切酶（Eco RI、Bam HI、HindIII、PstI）进行酶切、14个线粒体基因为探针，对NCa和pol、nap、ogura、tour等5个甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的不育胞质线粒体DNA进行RFLP分析。在总计54个有效探针/酶组合中，除12个组合在5种不育细胞质间没有检测到差异外，其余42个探针/酶组合在5个不育系中均检测到差异。其中， atp1/EcoRI、atp1/HindIII、atp6/Eco RI、atp8/Bam HI、orf139/ Bam HI等5个探针/酶组合在5个不育系的不育胞质间检测到各不相同的条带，从而可以将它们两两完全区分开。RFLP分析结果从分子水平上进一步证明了NCa不育系确实具有与pol、nap、ogura、tour等不育系不同的的不育胞质，是一类新的不育胞质类型。这5个探针/酶组合也可以作为鉴定甘蓝型油菜不育细胞质的分子标记。根据控制pol、nap、ogura等不育系的线粒体基因序列和拟南芥线粒体基因组序列设计了22对引物，对上述5种甘蓝型油菜不育系的线粒体DNA进行了 PCR分析，没有找到可以将NCa不育胞质与其它类型不育胞质明显区分开来的引物。     

油菜抗除草剂性状的遗传及利用

以抗草甘膦油菜“Q3”和MICMS保持系“宁B6”、“宁B7”及恢复系“宁R1”、“宁R3”为亲本材料,配制杂交组合,研究抗性遗传。结果表明,油菜对草甘膦的抗性为显性性状,由1对基因控制,抗草甘膦基因在F_2和BC_1群体遵循孟德尔分离规律。因此,应用杂交、回交育种方法将CP_4 gox双价基因转育到油菜推广品种中是可行的。     

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。     

抗除草剂油菜雄性不育系选育及利用研究

对抗草甘膦油菜“Quest”的抗性遗传研究结果表明,油菜对草甘膦的抗性为显性性状,由1对基因控制,抗草甘麟基因在F2和BC1群体遵循孟德尔分离规律。以抗草甘膦油菜“Quest”和双低雄性不育系“G851A”、保持系“G851B”为亲本材料,经5个轮回世代的回交、自交和测交,育成了抗除草剂油菜雄性不育系“K851A”和保持系“K851B”。“K851A”不育系株型紧凑,不育性彻底,双低品质稳定,且具有除草剂抗性,组配的杂交组合K851A/C-1平均产量达3426.0 kg/hm2,较对照增产12.84%。     

水稻品种对细菌性条斑病的抗性研究

选用3套同核异质水稻不育系及其相应的保持系,以及生产上推广应用的13个水稻主栽品种,于水稻孕穗接种具有不同致病力的4个水稻细菌性条斑病菌菌株。不育胞质的抗病性鉴定结果表明,不同胞质类型的不育系之间抗病性差异明显,均比其同名保持系感病,其中野败型不育胞质（W汕A、W协A）高感细条病,T型胞质（T新A、T协A）对细条病的抗性较好。但在G型（如G新A等）少数不育胞质与条斑病菌如Syt等少数菌株的互作中,表现出明显的胞质效应,不育胞质较之正常胞质更感病。水稻品种抗性鉴定结果表明,江苏省水稻细条病发生地区目前推广的13个主栽品种中,武育粳3号、镇稻88等6个粳稻品种表现为高抗,5个籼型品种和1个粳品种高感条斑病。根据调查,在病区种植高抗品种完全可以控制水稻细条病的危害。