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。     

玉米辽2型新雄性不育类型的选育

七十年代以来,在玉米雄性不育性的利用研究上,进一步开展了利用核不育性,选育新的抗病细胞质不育类型,以及利用多种细胞质小育性来创造多质不育系等工作。彼斯克特(Beckett J B 1971)等,将从世界各地征集到的29种不同来源的细胞质雄性不育类型,根据其测交反应归类为四组,即 T、S、C 及未定组;属于 T 组的 T 型、Q 型、HA 型和 P 型均可严重感染 T 小种小斑病,属于 S 和 C 组的表现抗病。据另一些资料报导,S 组中的某些不育类型(如 M 型等),其植株的不育性由于不同修饰基因的作用,易受环境条件的影响。由此可见,在研究和利用玉米细胞质不育性的工作上,采用各种途径扩大细胞质类型,进一步选育具有不育性状稳定,高度抗病,并便于实现三系配套的新不育类型及其不育系,具有重要     

水稻雄性不育遗传及分子生物学研究进展

综述了水稻雄性不育的遗传和分子生物学研究进展.光温敏核不育受1～2对隐性核基因控制,育性表达受基因和环境共同作用,光敏核不育基因被不同研究者分别定位在不同染色体上;核质互作型的雄性不育因细胞质类型不同,控制育性的基因不同;野败型和BT型的主要恢复基因均被定位于第10染色体的长臂上,BT型和滇型的恢复基因具有等位效应;细胞质中线粒体DNA于雄性不育密切相关,而关于叶绿体DNA与育性的关系还存在争议.     

水稻雄性不育性及其分子标记辅助选择

综述了水稻质核互作雄性不育性及光温敏雄性不育性的遗传规律及分子标记辅助选择。质核互作雄育性由细胞质不育（Ｓ）和两对隐性细胞核基因控制,为孢子体不育的典败类型。光温敏核不育系,长日高温雄性不育,短日低温雄性可育,其不育性受两对隐怀基因控制,与细胞质无关,为孢子体不育的典败类型。ｐｍ１位于第７染色体,上与分子标记ＲＧ４７７的遗传距离３．５ｃＭ,下与ＲＧ５１１和ＲＺ２７２相距１５．０ｃＭ;ｐｍ２display     

高粱雄性核不育及其选育初报

根据希尔斯的观点(1947),高粱雄性不育可分为三种类型。一为细胞质不育型;二为细胞核不育型;三为细胞质—核互作不育型。其中对细胞质—核互作不育型的研究工作最多,并首先见效于生产上。其他两种类型雄性不育的研究工作相对较少。五十年代末,有人建议高粱可象玉米一样采用轮回选择法,实现大量有利基因重组的机制。在实践中发现,在组建群体的程序里,使用核不育材料比使用质—核互作不育材料更方便有效,可获得事半功倍的效果。从而,使一向被认为没有价值的核不育材料发挥了积极作用。     

作物雄性不育遗传的核质关系浅析

不同授粉方式的作物其育性基因型的整体分布不同是选育不育系不同途径的主要原因:白花授粉作物的自交导致基因同质化。其育性核基因型和胞质基因型演化成各种异质性的群体;异花授粉作物是互交、杂结合的群体。具有育性核基因复杂性和胞质基因多样性。提出细胞核、细胞质多育性基因基础上的核质互作雄性不育假说,试述了各种不同来源雄性不育的遗传模式。认为自花授粉作物的突变型雄性核不育可能在不同育性基因型群体中寻找相应的可育胞质基因而获得保持系。     

丹凤(df)水稻隐性雄性核不育的发现与利用

关于雄性不育问题 Sears(1947)分为细胞质不育、质核互作不育、核不三种类型;Edwar-dson(1970)在 T 型玉米筛选出恢复系之后,认为不存在细胞质不育,提出二型说;木原君(1968)通过不同细胞置换反应,认为可育和不育是核——质协调问题,所谓核不育实际上是暂时找不到保持系而已,称为一型说。1972年我国山西太谷县高忠丽发现一株不育小麦,经中国农科院邓景阳先生鉴定是无花粉型,细胞质正常的显性核不育,命名为太谷(Ta_1)显性核不育。该研究首肯了核不育在理论上的重大意义以及在实际应用上的巨大潜在价值,1980年公开后立即为国内外专家所瞩目,曾被一度冷落了的核不育育种再度掀起热潮,为我国的核不育应用开创了先河。在此以后,我国又在几种作物中发现了自然突变雄性不育单     

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。     

玉米细胞质雄性不育性与组织抗氰呼吸关系的研究

研究了3种核背景（Mo17、77、B37）4种细胞质类型（N,C,S,T）玉米细胞系雄性不育系及其可育保持系根组织以及Mo17背景4种细胞质类型花药组织的抗氰呼吸。初步表明玉米细胞质雄性不育性与抗氰呼吸的缺乏有关。研究了玉米细胞质雄性不育系抗氰呼吸的程度与其生活力之间的相关并讨论了可能的原因。     

水稻线粒体基因组翻译产物与细胞质雄性不育性

引言 近年来,许多研究表明,植物细胞质雄性不育性与线粒体基因组存在某种关系。分析玉米、高粱、甜菜、小麦和烟草等作物的线粒体基因组翻译产物,发现不育细胞质与正常细胞质在蛋白质水平上存在差异。在水稻,有人对BT型雄性不育材料作了类似的研究,但我国应用最广泛的野败型雄性不育材料至今仍未见报道。     

棉花细胞质雄性不育与育性恢复的研究与利用

对棉花细胞质雄性不育与育性恢复的研究现状进行了较为全面的综述。介绍了棉花细胞质雄性不育系、恢复系及“三系”杂种棉的选育进展,不育系花药的细胞学及其生理生化特征,细胞质雄性不育产生的分子机理,不育胞质对杂种一代的遗传效应。详细阐明了细胞质雄性不育恢复系的类型,育性恢复的遗传方式,育性恢复基因与育性增强基因之间的关系以及恢复基因的遗传定位。文中对“三系”杂种棉选育进展缓慢的原因进行了剖析,并从利用新的胞质不育类型选育优良不育系,聚合多个恢复基因和育性增强基因选育强恢复系,优化以蜜蜂为媒介的传粉体系等方面,探讨了“三系”杂种棉的发展对策。     

两个水稻同质共核不育系的初步研究

对来源于Gambiaka Kokum细胞质、青小金细胞核的两个同质共核不育系G_(12)(青小金)A,G_(22)(青小金)A的研究表明:两个不育系在植株的开花习性,光合作用强度,根系合成有机物质的能力,花粉败育类型,败育花药的细胞学结构酯酶同工酶、过氧化物酶同工酶带、可恢复性及控制雄性不育性的遗传物质等都育真实而显著的差异。作者认为:水稻不育性并非受细胞质和细胞核中固有的不育基因控制,而是在不育系培育过程中,由核之间的相互作用而形成新的雄性不育核遗传型,此种核不育遗传型与不协调的细胞质共同作用,导致雄性不育的产生。并用此假说对本研究中同质共核不育系间产生的遗传差异作了初步的分析论证。     

高梁辐射育种的研究

1971年,作者利用~(60)CO—γ射线照射中国高梁品种“跃—4—1”和“水里红”的风干种子。处理剂量为1.2万r和1.5万r剂量率均为100r/min。 在诱发产生的雄性不育突变体中,育成高梁雄性不育系“601”。雄性不育性的遗传是由一对基因控制的,还育成了高梁雄性核不育系“602”。雄性不育性的遗传与细胞质无关。 人工诱发雄性不育突变体,可能存在核质互作和核不育类型。作者认为对于鉴定雄性不育类型。以培育不育系的原始材料所属类型是更为重要的依据、因为非迈罗胞质的雄性不育系与迈罗胞质的雄性不育系,对同一恢复核基因的效应并非都有显著差异。     

玉米GDS细胞质雄性不育系的育性观察

玉米是最早利用杂种优势的作物.60年代末,中国开始应用玉米雄性不育系,但由于各种原因,目前已育成的细胞质雄性不育系,都未能大面积应用于生产.因此,采用各种途径扩大细胞质类型范围,进一步选育和应用具有不育性状稳定、高度抗病,又便于实现三系配套的新的玉米不育系,具有...     

棉花细胞质雄性不育与恢复特性的cDNA-AFLP分析

为了揭示棉花细胞质雄性不育(CMS)及其恢复的分子机理,采用cDNA-AFLP技术,分析了棉花胞质雄性不育系、保持系、恢复系和F1开花前6 d花药的基因表达谱及其差异,结果表明:不育系花药的基因表达谱与其"同核异质"的保持系之间存在着巨大的差异,提示细胞质基因对细胞核基因的表达有调控作用,雄性不育基因引起核基因组的异常表达,可能是导致雄性不育的更直接的原因。恢复基因引入到不育系获得F1,其花药的基因表达谱与恢复系基本相同,提示核内恢复基因可以反作用于细胞质不育基因对核基因表达的调控机制,恢复花粉的育性。CMS基因对核基因表达的调控作用以及恢复基因对这种作用的逆转可能是棉花细胞质雄性不育及其恢复的重要原因。另外,还鉴定了36个在恢复系和F1优势表达而在不育系和保持系中不表达或者微量表达的cD-NA扩增片段,为恢复相关基因的克隆奠定了基础。     

十字花科芸薹属植物细胞质雄性不育研究进展

植物雄性不育是在被子植物中普遍存在的一种遗传现象。细胞质雄性不育受细胞核基因、细胞质基因和正常代谢的共同控制,具有相应的保持系和恢复系,在生产上应用价值巨大。十字花科芸薹属作物拥有丰富的细胞质雄性不育类型,并在大白菜、甘蓝、油菜和芥菜等作物上得到了广泛应用。本文论述了十字花科芸薹属作物细胞质雄性不育的来源、主要类型、主要表现型及分子机理,对深入研究十字花科芸薹属作物细胞质雄性不育的分子机制和充分挖掘其生产应用价值具有重要的参考作用。     

玉米SC704线粒体DNA与不育关系的研究

本研究通过对玉米SC704不育系及保持系的线粒体DNA限制性核酸内切酶(EcoRI.BamHI.HindⅢ)消化分析,确证了玉米SC704的不育胞质为C型不育型。酶消化分析表明,其不育系和保持系线粒体DNA在结构上存有变展。作者认为:在不育系的选育过程中多代核置换产生的雄性不育,由于新核育性等位基因的缺失,破坏了原来的核质平衡,引起线粒体DNA的重排,并产生不同的变异类型,这种变异可能破坏了细胞核及线粒体之间的固有平衡,从而导致细胞质雄性不育性的形成。     

大豆雄性不育及杂种优势利用研究进展

杂种优势利用是实现作物产量突破的重要途径,大豆是严格的自花授粉作物,大豆雄性不育最早在20世纪20年代被发现,许多研究者开展了深入探索,但成果并不显著.在2002年之前,大豆是唯一没有利用杂种优势的主要农作物.大豆雄性不育表现有结构不育、部分雄性不育、联会突变导致雄性雌性均不育、细胞核基因控制的雄性不育雌性可育、质核互作雄性不育、光(温)敏雄性不育等.在先后发现的大豆雄性不育材料中,多数属于细胞核基因控制的雄性不育性,少数为细胞质雄性不育性.中国大豆细胞质核互作雄性不育系的选育在国际上是领先的,吉林省农业科学院、安徽省农业科学院、山西省农业科学院、南京农业大学等多家单位均实现了三系配套.并找到了具有强优势的组合.吉林省农业科学院已成功选育出世界上第一个大豆杂交种"杂交豆1号",安徽省农业科学院成功选育出世界上第一个杂交夏大豆品种"杂优豆1号".作者对大豆雄性不育的研究进展、杂种优势利用的现状进行了分析,并指出了当前大豆杂种优势利用在高产优质杂交组合的选配、不育性的遗传和稳定性、杂交大豆制种技术,以及杂交大豆花器构造的改进和杂交种配套栽培技术等方面还存在着许多问题.     

大麦雄性不育的遗传研究

[目的]对大麦雄性不育性的遗传机理进行系统的研究,为培育出大麦强杂交优势的杂交种提供理论参考。[方法]对4份大麦雄性不育材料2001—17、2001—37、2001—84、2001—116及其衍生后代的雄性不育性状的育性分离现象及形态特征和主要农艺性状进行观察和研究。[结果]大麦雄性不育的遗传存在因环境刺激偶尔表现出显性单基因核不育遗传现象,其不育性受单显性核基因MS控制,其不育基因型为MSms;大麦雄性不育性状存在稳定的核质互作型遗传,其不育性受细胞质不育基因S,核不育隐性基因rr控制,不育基因型为S（rr）,该雄性不育属于CMS型不育;温度对育性没有影响。[结论]大麦雄性不育性状存在稳定核质互作型遗传,该研究结果对大麦的实际生产起到积极的推动作用。     

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。