YS型小麦温敏不育系A731雄性败育的细胞学研究

为了明确YS型小麦温敏不育系雄性败育发生的具体时期和败育的细胞学机理,以温敏不育系A731和其同型保持系731B为供试材料,采用花粉粒制片和石蜡切片法,对其花药形态特征及小孢子形成和发育过程进行细胞学观察。结果表明,不育系和保持系均能进行正常的减数分裂形成小孢子;保持系731B的花药和小孢子发育正常,只有极少数后期发育不正常;不育系A731花粉不育类型为典败和圆败;单核期小孢子可正常形成核,二核期正常形成营养核和精核,但有些营养核不清晰,三核期花粉粒染色后精核呈圆形,不能形成梭形精子;二核期花药中绒毡层提前解离侵入药室,造成小孢子败育。表明该温敏不育系的败育主要发生在二核期到三核期,推测二核期是其雄性败育发生的关键时期,败育的原因可能与绒毡层结构的异常有关。     

K型小麦雄性不育系绒毡层结构变化及相关基因的表达分析

为揭示K型小麦雄性不育系的败育时期和败育机制,以K型小麦雄性不育系K519A及其保持系519B为材料,采用半薄和超薄树脂切片法对花药绒毡层进行显微和亚显微结构观察,并对孢粉素转运相关基因RAFTIN1和绒毡层细胞降解相关基因APs在不同生育时期的表达模式进行分析。结果表明,与保持系相比,不育系花药绒毡层在四分体时期提前降解,部分绒毡层细胞脱离中层侵入药室内,发育至二核和三核期绒毡层细胞只剩下细胞轮廓和少量附着的乌氏体。不育系小孢子细胞壁在单核期开始增厚,是同时期保持系小孢子细胞壁厚度的2.35倍,发育至二核期小孢子细胞壁继续增厚,但三核期不育系小孢子细胞壁比保持系小孢子细胞壁薄,仅是保持系花粉粒细胞壁厚度的89%,并且三核期不育系花粉粒出现畸形和质壁分离的异常现象。自小孢子母细胞时期至单核期,不育系中RAFTIN1和APs基因的相对表达量都显著高于保持系,但在二核期不育系中的相对表达量显著低于保持系。推测K型小麦雄性不育系K519A的败育可能发生在四分体期和二核期。RAFTIN1和APs基因的表达模式与细胞学观察结果相契合,故推测这两个基因很可能参与了K型不育系K519A的不育过程。     

大豆质核互作雄性不育系NJCMSlA花粉败育的细胞学研究

利用光镜和透射电镜对(N8855×N2899)F1不育株和(N2899×N8855)F1可育株、BC1F1不育株、质核互作不育系NJCMSlA和保持系NJCMSlB进行小孢子发育的细胞学比较观察.结果表明,同一胞质在不同的回交世代败育途径和表现相似,主要发生在单核后期到二胞花粉早期:(N8855×N2899)F1与BC1F1不育花药在小孢子单核靠边期细胞质产生不正常空泡,至近成熟花粉时细胞质部分解体、收缩;NJCMSlA花粉败育发生在二胞花粉期,初期原生质内小液泡比保持系增多,原生质内未形成淀粉粒,在生殖细胞远离营养细胞后,胞质呈现紊乱,生殖核与营养核消失,外壁内层及内壁停止发育,液泡增大,原生质部分解体.分别与反交F1及保持系比较,处于二胞花粉时期的正交F1及不育系细胞色素氧化酶最快迁移活性带缺失,此特征带缺失与不育花药败育时期基本同步.     

大豆雄性不育新突变体

对三个自然发生的独立雄性不育,雌性可育(MS—FF)新突变体进行细胞学观察和等位性实验,其中一个突变体是栽培品球‘Beeson’中发现的,JB和BDI突变体则在后期育种群体中发现的。Beeson、JB、BDI突变体长出不育株,在开花期,其花药皱缩、畸形,用放大镜检查花部,很容易把不育株从可育株中区分出来,花药不释放退化的小孢子。雄性不育——雌性可育突变体ms_2ms_2有类似的花药特征。     

温光敏核雄性不育小麦花药中保护酶活性的变化

为了揭示温光型核雄性不育小麦花粉败有的生化机制1，比较研究了温光型细胞核雄性不育小麦C49S的不育和可育花药在不同发育时期的超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT），过氧化物酶（POD）的活性丙二醛（MDA），可溶性蛋白质含量的变化。结果表明，温光型核雄不育小麦不育花药SOD活性在花粉母细胞减数分裂期至小孢子早期的下降速率是可育花药的4．34－4．35倍，在成熟花粉期，可育花药的活性比不育花药高1－2倍，不育花药的CAT活性从花粉母细胞到小孢子中期有一定程度的下降；发育早期，不育花药MDA含量极显著高于可育花药；在花药发育的整个过程中，不育花药的POD活性一直比同一发育时期的可育花药高；可育花药中的可溶性蛋白质含量显著高于不育花药。以上结果说明，温光型核雄不育小麦C49S在早播低温短日照条件下，花药中有机自由基酶保护系统遭到破坏，花药中膜酯过氧化作用加剧，生化代谢出现异常，是其花粉败育的重要原因。     

遗传型与生理型雄性不育小麦花药和旗叶蛋白质的比较研究

为了研究小麦遗传型和生理型雄性不育在生化机制上的异同,以遗传型[S型不育系ms(S)2611和ms(S)1376]和生理型雄性不育小麦西农2611和西农1376(高温诱导和化学杀雄剂SQ-1诱导的雄性不育)为材料,分别取其小孢子处于单核早期的幼穗,单核后期、二核期、三核期的花药及旗叶进行了可溶性蛋白质的比较研究.结果表明,从不同发育时期的旗叶可溶性蛋白中尚未发现特异蛋白的存在,但在花药中发现有特异蛋白的存在,表现在二核期生理型雄性不育及遗传型雄性不育材料均比正常的可育材料缺少了1条分子量为31 kD的多肽.这条多肽很可能是花粉发育过程中某一环节所必需的,缺少了它就形成不育,因此这条多肽很可能和育性相关.     

K型小麦雄性不育系育性敏感时期核糖核酸酶活性及可溶性蛋白质含量的变化

为了探讨核糖核酸酯及可溶性蛋白质与小麦育性的关系,以1B/1R类和非1B/1R类K型小麦雄性不育系及保持系为材料,对花粉发育过程中倒二叶和花药中核糖核酸酶活性、可溶性蛋白质含量进行了研究.结果表明,不育系花药中核糖核酸酶活性在二核期之前显著高于保持系,呈上升趋势,二核期以后急剧下降,不育系花药中可溶性蛋白质含量在二核期显著下降,明显低于保持系.不育系叶片中的核糖核酸酶活性与相应的保持系差异显著,不育系和保持系叶片中可溶性蛋白质含量在整个生育期变化没有花药中可溶性蛋白质含量变化明显.两类不育系间核糖核酸酶活性和蛋白质含量差异显著.由此说明,不育系雄蕊的核糖核酸酶活性异常升高致使可溶性蛋白质含量显著下降,导致细胞生理代谢紊乱,可能是花粉败育的重要原因,而不育系花粉败育的关键时期可能是二核期.     

K型小麦雄性不育系育性敏感时期核糖核酸酶活性及可溶性蛋白质含量的变化

为了探讨核糖核酸酯及可溶性蛋白质与小麦育性的关系,以1B／1R类和非1B／1R类K型小麦雄性不育系及保持系为材料,对花粉发育过程中倒二叶和花药中核糖核酸酶活性、可溶性蛋白质含量进行了研究。结果表明,不育系花药中核糖核酸酶活性在二核期之前显著高于保持系,呈上升趋势,二核期以后急剧下降,不育系花药中可溶性蛋白质含量在二核期显著下降,明显低于保持系。不育系叶片中的核糖核酸酶活性与相应的保持系差异显著,不育系和保持系叶片中可溶性蛋白质含量在整个生育期变化没有花药中可溶性蛋白质含量变化明显。两类不育系间核糖核酸酶活性和蛋白质含量差异显著。由此说明,不育系雄蕊的核糖核酸酶活性异常升高致使可溶性蛋白质含量显著下降,导致细胞生理代谢紊乱,可能是花粉败育的重要原因,而不育系花粉败育的关键时期可能是二核期。     

温敏核不育系株1S、陆18S的主要特征特性观察

株1S和陆18S是两个来自同一亲缘的籼型温敏核不育系，生育期短，属长江流域早籼中熟类型，株1S比陆18S短2－5d；育性转换的临界温度低，档1S的在23.0℃以下，陆18S的在23.5℃以下，在不育期不育性稳定，花粉败育彻底；柱头外露率较高，株1S为75.6%，陆18S为73.8%；株1S的柱头活力比陆18S的要高；开花习性好，花时相当早；植株偏高，不抗倒伏，对“九二○”反应均相当敏感。     

大豆突变体NJS-1H核雄性不育性的细胞学与遗传学分析

利用化学诱变剂叠氮化钠(NaN3)处理大豆品种南农86-4,获得雄性不育突变体NJS-1H。细胞学观察发现,该突变体不育株NJS-1H(s)的小孢子在减数分裂前期I染色体联会异常,出现单价体;减数分裂过程中出现染色体落后、不对称或不同步分裂等现象;在四分体阶段,出现各种畸形多分体及大量微核;所形成单核小孢子细胞核消失,细胞质变稀薄,最后成熟花粉粒无内容物,完全不育。从减数分裂到花粉粒发育成熟都有败育发生,但大量败育主要发生在减数分裂阶段。人工平行杂交试验表明其雌性育性不正常。对突变体后代育性分离株系及株系群的遗传分析,发现NJS-1H的雄性不育性受1对隐性核基因控制。     

甘蓝型油菜胞质雄性不育系212A的选育与研究

在Ledos字兴?号后代材料中发现5株雄性不育株,经与中双2号自交系212B保持,育成了细胞质雄性不育系212A和保持系212B.通过人工套袋自交、剥蕾授粉自交及镜检观察,认为不育系212A属稳定型细胞质雄性不育系,产生的原因可能与低温时期的死蕾现象有关.恢保关系的研究表明,212A胞质雄性不育系与pol CMS、陕2A CMS恢保关系相同.遗传研究表明,测交F2育性为可育与不育3∶1分离;用恢复系回交(BC1)后代全可育,无育性分离;用保持系回交,后代育性为可育与不育1∶1分离.初步认为控制不育系的基因为S(rr),保持系基因为N(rr),恢复系基因为N(RR)或S(RR),属1对核基因控制的细胞质雄性不育系.     

大豆雄性不育突变体NJ89-1的遗传学与细胞学鉴定

花粉发芽实验ＮＪ８９—１雄性不育度高达９９．２５％以上且稳定,人工授粉试验ＮＪ８９—１的雌性育性正常,说明ＮＪ８９—１是一个雄性不育雌性可育突变体。不育株自然授粉后代中育性分离结果表明ＮＪ８９—１雄性不育性受单隐性核基因控制。等位性测验表明ＮＪ８９—１不育基因与ｍｓ１～ｍｓ５均不等位。ＮＪ８９—１在败育时期、减数分裂、四分体形成、小孢子壁发生、花药壁发育、花粉粒形态等诸多方面与ｍｓ１～ｍｓ６突变体均存在差异,而与ｓｔ２～ｓｔ５突变体却有相似的减数分裂变异如联会异常等,但是ＮＪ８９—１的雌性育性正常,ｓｔ２～ｓｔ５突变体的雌性均高度不育。因而ＮＪ８９—１是一个既不同于ｍｓ类型又不同于ｓｔ类型的新雄性不育突变体。建议将ＮＪ８９—１雄性不育基因符号定为ｍｓ７。     

我国首次发现柱花草显性细胞核雄性不育种质——1979柱花草

国内首次发现柱花草显性细胞核雄性不育柱花草种质——1979柱花草，该种质套袋不结实，异交结实正常，小孢子发生异常，花药不开裂，与其他品种（系）的杂交后代出现雄蕊育性分离，雄性不育株与雄性可育株的比例为48︰52。     

小麦温光敏雄性核不育系K78S不育性的遗传研究

K78S是以重庆温光敏小麦核不育系C49S-87转育的新不育系.为研究其不育性的遗传特性,利用组合K78S/1069和C49S-87/1069的杂种F1构建了2个DH群体即DH-1和DH-2群体,并对群体内各DH株系的育性进行了2个播期(2007年10月15日和10月25日)的重复鉴定.结果表明,DH-1和DH-2群体在2个播期间套袋结实率的相关系数分别为0.8050~(**)和0.6828~*,育性鉴定结果具有较好的一致性;通过曲线拐点法和卡方测验分析,DH-1的结实率在2个播期均表现为1∶3∶3∶9的分离比,表明K78S的不育性由2对隐性基因控制;DH-2在第1播期也表现为1∶3∶3∶9的分离比,但第2播期由于不育系C49S-87(套袋结实率达到17.1%)及其DH群体的不育性部分恢复,表现为1∶15的分离比,表明C49S-87的不育性仍由2对隐性基因控制.此外,DH-1、DH-2的套袋结实率分别在0～99.1%和0～98.8%的范围内均有分布,只是频数不同,因此不排除有微效多基因参与不育性的表达.     

棉花双隐性核雄性不育系的研究与利用

通过连续３年四代对ｍｓ５ｍｓ６核雄性不育系的研究表明,从群体直接选择不育株与从可育株后代分离的不育株表现一致,且不育性稳定。连续姊妹交,能有效促进不育基因的纯合,显著提高不育株率。同时,双隐性核不育系主要经济性状优良,为选配强优势组合奠定了良好基础。并已获得不育株率达７３．１％、显著高于１∶１理论值、综合性状俱佳的优良不育系。     

优质水稻低温敏核不育系潭农S的选育与应用

潭农S是用株1S与中鉴100杂交转育而成的水稻低温敏核不育系。该不育系早熟性好,分蘖力强,植株矮壮,穗大粒多,株叶型好,稻米品质优,配组优势强。不育起点温度22℃以下,不育期不育株率和花粉不育度均为100%,表现为典败或无花粉型败育,可育期自交结实率42%左右。开花习性好,柱头外露率高,制种产量高,2007年2月通过湖南省农作物品种审定。     

温光敏核不育小麦C338S的育性表现及不同蘖位和花位的育性差异

为了解温光敏核不育小麦不同播期及不同蘖位、花位的育性变化,通过多年分期播种试验,研究了小麦温光敏细胞核雄性不育系C338S不同播期下的育性表现及不同蘖位和花位的育性差异。结果表明,随着播期的调整,C338S分别表现完全不育、高度不育、半不育、低不育、可育的不同育性状态,具有育性转换特性。主茎穗与分蘖穗之间、主茎穗不同部位的小穗之间以及不同位次的小花之间的育性存在差异。发育较晚的后生分蘖的育性高于主茎穗和早生分蘖;主茎穗的下部小穗育性>中部小穗>上部小穗;早播不育植株发育较晚的3、4位小花的育性较好,而晚播可育植株发育较早的1、2位小花的育性较高。     

F型小麦雄性不育系小孢子发育的细胞学观察

为明确F型小麦雄性不育系雄性败育的细胞学机理,以西农979为对照,采用醋酸洋红染色制片等方法观察花粉母细胞减数分裂、小孢子发育过程及成熟花粉粒育性表现,并套袋自交,于成熟期统计结实率。结果发现,F型小麦雄性不育系仅有2.15%的花粉母细胞减数分裂Ⅱ异常,其余绝大多数花粉母细胞减数分裂正常,但小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解,导致无核小孢子的出现,其比率为77.04%。成熟花粉粒经1% I₂-KI染色后显示异常的花粉粒比率高达94.8%,其中包括圆败、典败和染败类型,但以染败型为主。F型小麦雄性不育系套袋自交结实率为2.5%。上述三方面的研究结果彼此相符,据此认为,小孢子由单核期进入二核期后,生殖核和营养核先后降解导致无核小孢子的产生是F型小麦雄性不育系雄性败育的主要细胞学原因。     

大豆雄性不育突变体Wh921及其杂种优势初步研究

经碘液染色测定Ｗｈ９２１雄性不育度达９８％左右，柱头活力测定和人工授粉结荚率测定，不育株雌性可育性正常，但略逊于同胞可育株；自然授粉后代育性分离结果表明，Ｗｈ９２１不育性受单隐性核基因控制。不育株与６个品种测交，籽粒产量超亲优势达４０％；分枝数优势＞茎粗＞主茎节数＞株高；单株荚数优势＞单株粒重＞百粒重。     

温敏雄性不育小麦BNS366花粉败育的细胞学观察

为了明确温敏雄性不育小麦BNS366雄性败育的细胞学机理,采用醋酸洋红染色法观察减数分裂和小孢子发育过程,用1%I2-KI溶液染色进行花粉育性统计;以温敏不育系BNS和常规品种扬麦13作为对照。结果表明,BNS366的减数分裂和小孢子发育过程与BNS完全一致,即:在减数分裂过程中,中期Ⅰ染色体出现滞后现象,在形成二分体和四分体时细胞质分裂不均匀,出现三孢现象;小孢子发育过程中,只观察到单核靠边期,最后核物质解体出现空孢现象。而扬麦13在减数分裂过程中染色体表现正常,小孢子发育过程中,观察到单核期→双核期→三核期。开花期,BNS366和BNS花粉均表现典败和圆败,扬麦13可育。减数分裂表现出的异常行为是导致BNS366花粉败育的原因之一,单核靠边期是其败育的关键时期。