棉花雄性不育的生化研究

本研究对细胞质雄性不育“三系”和细胞核雄性不育系的种子及不同发育时期的花药进行了酯酶同工酶、过氧化物酶同工酶,游离脯氨酸含量和过氧化物酶活性的测定与分析。结果表明:(1)种子酯酶同工酶在细胞质雄性不育“三系”之间表现出明显差异,酶谱遗传分析表明,1E,2E酶带与育性恢复有关,8E,9E酶带与不育有关,(2)不同发育时期过氧化物酶同工酶酶带数不育株(系)均少于可育株(系);(3)花药游离脯氯酸含量可育阳(系)明显高于不育株(系);(4)随着小孢子发育进展,细胞核雄性不育株过氧化物酶活性急剧增长,其增长速度高出可育株几倍。过氧化物酶同工酶酶带减少和酶活性在小孢子发育过程中的急剧增高,被认为是引起花粉败育的重要原因,本文还提出了在“三系”选育过程中结合同工酶分析技术加速细胞质雄性不育恢复系选育进程的设想。     

玉米同核异质雄性不育系花药发育的超微结构研究

研究了玉米Mo_(17)核背景下雄性不育细胞质(T、C、S)与正常细胞质(N)系小孢子发育过程中花药组织的超微结构。结果发现,T型细胞质系减数分裂期绒毡层细胞线粒体嵴和基质出现异常,S型细胞质系单核后期药室中单核小孢子内、外存在着许多具有外壳包裹的圆形至椭圆型小体以及二核花粉期不规则膜状团聚体的出现。     

棕色棉细胞质雄性不育花药的细胞学观察

对棕色棉细胞质雄性不育系和保持系的小孢子发生进行了细胞学观察. 结果表明,棕色棉不育系小孢子发生败育的时期是在造孢细胞增殖至小孢子母细胞进行减数分裂的整个过程中. 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:造孢细胞核仁增大、细胞质液泡化和细胞形状畸形,还有因核仁物质弥散而使整个细胞染色较深;小孢子母细胞核仁穿壁普遍、多核仁、染色体行为异常、细胞互相粘连成巨型团块和液泡化,彩色棉细胞质雄性不育花药内的造孢细胞和小孢子母细胞的败育与绒毡层的过早退化密切相关.     

Cytological study of anther abortion in a novel cytoplasmic male-sterile line of purple Cai-tai

采用石蜡切片方法,对新型红菜薹细胞质雄性不育系及其保持系俞优的花药发育过程进行细胞学观察,以确定其花药败育的时期、方式和特点.研究结果表明:此红菜薹胞质不育系的花药败育发生于单核小孢子早期,表现为绒毡层细胞异常膨大,挤压单核早期小孢子,从而导致其败育.     

新型红菜薹细胞质雄性不育系的花药发育细胞学观察

采用石蜡切片方法,对新型红菜薹细胞质雄性不育系及其保持系俞优的花药发育过程进行细胞学观察,以确定其花药败育的时期、方式和特点。研究结果表明:此红菜薹胞质不育系的花药败育发生于单核小孢子早期,表现为绒毡层细胞异常膨大,挤压单核早期小孢子,从而导致其败育。     

"新高"梨雄性不育与碳水化合物代谢研究

通过石蜡切片,PAS反应染色,观察了"新高"梨(雄性不育)与"丰水"梨(可育)小孢子发育过程中雄蕊多糖分布的动态变化;同时测定了"新高"与"丰水"花药发育各个时期花蕾的可溶性糖和淀粉含量。结果表明,"新高"花药发育前期组织化学变化与"丰水"类似,无显著差异;单核后期小孢子败育时,"新高"药隔组织与花丝不发生多糖积累。花蕾可溶性糖、淀粉含量的测定结果表明,"新高"花蕾发育后期淀粉含量不足;碳水化合物代谢异常发生在单核期之后,与小孢子败育同步发生。     

红麻RPT4全长cDNA的克隆及其在红麻花药中的表达

[目的]克隆红麻细胞质雄性不育系与保持系花药中差异表达蛋白RPT4相应基因的cDNA全长,分析该基因在花药中的表达.[方法]采用同源克隆法和RACE技术相结合,从保持系L23B花药总RNA中克隆RPT4全长cDNA.通过半定量RT-PCR检测花粉小孢子败育前,败育期间和败育晚期该基因在不育系和保持系间花药中的表达差异.[结果]克隆得到1 596 bp的cDNA全长,最长开放阅读框(ORF)1 197 bp,编码398个氨基酸的肽序列;该蛋白与蓖麻中直系同源蛋白的相似性最高,达91.93%,内含3个模体Walker A、Walker B和arginine finger的保守域,暗示其具有复杂多样的重要功能.RPT4的mRNA在红麻不育系和保持系花药中均有表达,但在四分体前(败育前),不育系和保持系中的表达量一致;在小孢子单核期(败育期),不育系花药中的表达量比保持系中的低;而小孢子双核期(败育晚期)的表达变化则相反.[结论]RPT4参与红麻小孢子的发育过程,可能具有与红麻细胞质雄性不育相关的复杂分子功能.     

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。     

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。     

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。     

瓦维洛夫山羊草细胞质小麦核代换系超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性研究

对瓦维洛夫山羊草(Aegilops vavitovii)细胞质小麦核代换系花药不同时期的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性研究表明，瓦维洛夫山羊草细胞质小麦核代换系SOD、CAT的酶活性在二核期之前与其核供体普通小麦差异很小，呈下降趋势，二核期以后核代换系SOD、CAT的酶活性急剧下降，到三核期均显著低于其核供体普通小麦；核代换系表现不同程度的雄性不育性，其育性普遍低于其核供体普通小麦，核代换系的育性与其SOD、CAT的酶活性呈正相关关系；花粉败育的原因可能是酶代谢失调，导致SOD和CAT活性下降、活性氧积累、膜系统损伤。     

粗厚山羊草细胞质普通小麦核代换系SOD，CAT活性研究

对 3个普通小麦 F94 - 111,772 ,785 9及其粗厚山羊草细胞质核代换系 ,在花药发育的不同时期倒二叶、花药的超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)活性进行了比较研究。结果表明 ,粗厚山羊草细胞质小麦核代换系 SOD,CAT活性均低于其核供体普通小麦 ,二者变化趋势一致 ;核代换系表现不同程度的雄性不育性 ,育性普遍低于其核供体普通小麦 ;核代换系的育性与其 SOD,CAT活性呈正相关关系。异质系核质关系不协调 ,酶代谢失调 ,SOD、CAT活性下降 ,活性氧积累导致膜系统损伤 ,可能是异质系花粉败育的根本原因之一。     

甘兰型油菜细胞质雄不育系幼叶黄化及花器官变异研究

具有萝卜细胞质的一系列甘兰型油菜胞质雄不育系(Rac),其雄不育性十分完全和稳定,也不受环境条件的影响;但存在幼叶黄化,花器官变异以及恢复系难找等问题。本研究结果表明:(1)Rac的幼叶黄化与雄不育性因子无直接关系;(2)可通过不同基因型的甘兰型油菜品种(品系)测交转育和选择,获得幼叶无黄化现象的Rac系;(3)在转育过程中,着重选择花冠大、花瓣鲜黄色、花药呈针状以及蜜腺退化不严重的Rac系,将有助于提高结籽率。     

甜椒胞质雄性不育(CMS)系及其保持系花药中游离氨基酸含量

分析了不同核背景的甜椒胞质雄性不育(CMS)系ZTA、17A、8A和相应保持系ZTB、17B、8B花药中17种游离氨基酸,结果表明:不育系花药中游离脯氨酸和游离赖氨酸含量均明显低于相应的保持系;不育花药中严重缺乏游离脯氨酸;不育花药中游离苏氨酸和精氨酸含量均明显高于相应保持系的可育花药;不育系花药中游离氨基酸总量则明显低于保持系。核遗传背景差异导致3份同质异核甜椒不育系花药中同种游离氨基酸含量间存在差异。     

野败型水稻广亲和不育系064A的选育

 对粳型广亲和系02428与籼型广亲和系培矮64的杂种F#-1进行花培，在80余份花培系中选出一综合性状优良的株系作为轮回亲本，通过连续回交对野败型质核互作不育系珍汕97A作核置换，育成了野败型广亲和不育系064A。064A育性稳定，开花习性好，广亲和性强，配合力高。其中与粳型恢复系9512组配的F#-1穗大粒多，结实率高，优势非常明显，具有进一步开发利用的潜力。     

预处理对萝卜离体花药生理生化特性的影响

以3种不同类型萝卜基因型的花药为试材,研究低温条件下甘露醇与秋水仙素预处理对萝卜离体花药中可溶性蛋白、可溶性糖及游离脯氨酸含量的影响。结果发现,与对照相比,可溶性蛋白含量在经过预处理后表现不同程度的下降,随处理时间的延长表现小幅度的回升;可溶性糖含量随处理时间的延长而增加;游离脯氨酸含量在经过预处理后显著高于对照,但在两种处理方式中变化趋势表现不同,甘露醇预处理表现先增加后减少,而秋水仙素处理表现先减少后增加。     

小麦异源细胞质效应的遗传学研究

根据4种同核异质不育系在花粉碘染、游离氨基酸种类、败育期上的差异及其所配F_1恢复度的异同,4种胞质被分为3种类型:即S型和Y型、T型、SP型。S型和Y型胞质具有容易恢复且恢复度高的特点。S型细胞质对种子重表现出明显正效应,因而在三系育种中具直接利用价值。不育系与同核保持系在花药游离氨基酸上的最明显差异首推脯氨酸和天门冬胺,前者保持系远高于不育系,后者则相反。     

高温处理对黄瓜幼苗蛋白质含量的影响

以 4个耐高温能力不同的高代黄瓜自交系为材料 ,对高温条件下黄瓜幼苗体内的蛋白质含量变化进行了研究。高温处理后及在常温恢复 2天后 ,T94总蛋白质含量下降 ,其余品系含量上升 ;可溶性蛋白质含量降低 ,而且可溶性蛋白质总量与各品系对高温的耐性呈正相关 ,耐性强的品系含量高。热稳定蛋白质具有抵抗高温的能力 ,高温处理以及在常温恢复 2天后 ,热稳定蛋白质含量与各品系对高温的耐性呈正相关。     

甜菜单胚雄性不育系及其保持系的生殖期形态学与细胞学研究

 【目的】阐明甜菜单胚雄性不育系生殖期形态特点和花粉败育时期及花药花粉败育过程的发育特征。【方法】以3对单胚型甜菜雄性不育系和保持系为试验材料，采用常规的石蜡切片方法，对花蕾和花药的生物学特性以及花药结构、花粉发育过程进行比较。【结果】甜菜单胚雄性不育植株与保持系正常植株比较，在形态学和细胞学上存在较大差异。如主茎开花初期提前1～2d，花萼和雄蕊个数为4～6个，花药室数为2～4个，开花后花药呈白色或淡绿色，表面无皱纹，并延迟脱落；其花药和花粉发育明显异常，败育初期在四分体期绒毡层与中层分离，中期小孢子形成时期发育停滞，后期绒毡层与小孢子粘连后逐渐消失，终期花药干瘪，不能形成花粉。【结论】甜菜单胚雄性不育系与保持系在生殖生长期其花药和花粉的形态学与细胞学差异非常明显，花药和花粉败育过程大体划分为4个阶段。本研究将败育初期确定在四分体时期的绒毡层细胞与中层脱离开始，与以往的研究者认为败育初期在四分体时期以后的看法有所不同。