玉米小斑病菌C小种毒素诱导玉米离体根冠细胞凋亡的检测

将玉米同核异质体不育细胞质CB37及其正常保持系NB37的离体根冠细胞分为4组,其中3组分别用质量浓度50μg/mL、100μg/mL和150μg/mL的玉米小斑病菌C小种(HMC)毒素诱导,1组用pH6.5PBS诱导作为对照,诱导时间分别为1h、4h和7h。然后采用中性红与伊文思蓝染色、吖啶橙(AO)与溴化乙啶(EB)复染和Hoechst33258染色3种方法检测玉米根冠细胞的凋亡状况。结果表明:HMC毒素诱导玉米根冠细胞发生凋亡,并出现凋亡小体与染色体边集形态特征。中性红与伊文思蓝染色,只能检测出活细胞和死细胞,且在3种毒素浓度、3种处理时间下,CB37的根冠细胞死亡率均高于NB37;采用AO与EB复染方法,用150μg/mLHMC毒素处理7h时,CB37细胞凋亡率达到最高值70.2%,而NB37仅为36.7%;经Hoechst33258染色后,CB37用150μg/mLHMC毒素处理7h时达到最大凋亡率为74.5%,而NB37为30.7%。专效性HMC毒素对C细胞质敏感,在毒素伤害细胞致死过程中,C细胞质的细胞死亡率远高于N细胞质;在诱导细胞凋亡程序中,C细胞质的细胞凋亡率也远高于N细胞质,且其凋亡率随...     

HMC毒素诱导玉米专效寄主原生质体细胞凋亡的检测

以2对同核异质玉米B37和Mo17叶片的原生质体为试材,并将原生质体随机分为4组,HMC毒素质量浓度分别为0、50、100、150μg/mL,处理时间分别为1、3、6h。采用吖啶橙(AO)与溴化乙啶(EB)荧光复染的方法进行检测,观察处理后原生质体的凋亡特征及细胞凋亡率的变化趋势。结果表明:HMC毒素处理玉米原生质体后发生细胞凋亡,并出现凋亡小体、染色质边集或环状染色质等凋亡特征;经不同浓度HMC毒素处理B37和Mo17玉米原生质体,CB37的最大凋亡率为10.80%,NB37为4.90%,CMo17为21.00%,NMo17为8.83%;HMC毒素对2种基因型的C、N细胞质所测结果一致,均为C细胞质对毒素敏感,先出现细胞凋亡,N细胞质出现细胞凋亡的时间相对较晚;C、N之间的细胞凋亡率差异显著,且前者高于后者。当毒素浓度不变时,细胞凋亡率随毒素处理时间的延长而递增;当处理时间不变时,细胞凋亡率随毒素浓度的增加而上升。     

HMC毒素诱导玉米同核C、N细胞质细胞凋亡的荧光显微观察

[目的]研究玉米小斑病菌C小种毒素(HMC-toxin)诱导同核异质体玉米的离体根冠细胞发生凋亡的差异性及凋亡规律.[方法]采用吖啶橙(AO)与溴化乙啶(EB)荧光复染以及Hoechst 33258荧光染色的方法检测.[结果]HMC毒素诱导根冠细胞发生凋亡,出现凋亡小体与染色体边集形态特征.在3种毒素浓度、3种处理时间下,Mo17-C的根冠细胞死亡率均高于Mo17-N.采用AO与EB复染方法,在150μg·mL<'-1>HMC毒素处理7 h时,M017-C细胞凋亡率达最高值,为68.7%,而Mo17-N仅为29%;经Hoechst 33258染色后,在150μg.mL<'-1>HMC毒素处理下,Mo17-C也于7 h时达最大凋亡率,为57.3%,而Mo17-N为27.7%.[结论]在毒素"伤害"细胞致死过程中,C细胞质的细胞死亡率远高于N细胞质;在"诱导"细胞凋亡程序中,C细胞质的细胞凋亡率也远高于N细胞质的.凋亡率随诱导浓度和诱导时间的增加而增加.AO、EB复染与Hoechst 33258染色相比,两者细胞凋亡率接近,准确度均高,图像清晰,且费用相当,但前者可以区分早期和晚期凋亡细胞而后者不能区分.     

玉米小斑病菌毒素诱导自交系Mo17凋亡的检测

利用提取的玉米小斑病菌C小种(Helminthosporium maydis race C,HMC）毒素处理同核异质体Mo17-C和Mo17-N叶片及叶片中的原生质体并进行凋亡检测。叶片凋亡检测采用DNA凝胶电泳分析,结果表明：Mo17-C和Mo17-N均出现DNA-ladder,其中HMC毒素质量浓度为250 μg/mL时,诱导12 h后Mo17-C出现的DNA-ladder最明显,而Mo17-N在HMC毒素质量浓度升至300 μg/mL时,诱导12 h后DNA-ladder才最明显。原生质体的凋亡检测采用Hoechst 33258荧光染色法并统计其凋亡率,结果表明：Mo17-C和Mo17-N均出现细胞凋亡的特征,包括产生凋亡小体、环状染色质和染色质边集的现象,且凋亡率均随毒素浓度的增加和诱导时间的延长而呈上升趋势。但对于相同处理,C细胞质的凋亡率显著高于N细胞质,Mo17-C对HMC毒素的敏感性大于Mo17-N。     

HMC毒素对雄花不育及正常细胞质玉米根冠活细胞的影响

玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)对玉米的致病作用,主要是病菌所产生的毒素(Patho-toxin)引起的。本文分析了三套(C、S、N)和20对(C、N)同核异质系玉米根冠细胞经小斑病菌C小种毒素(HMC)溶液处理后细胞的死亡率。实验结果表明:在25℃条件下,用稀释30倍的毒素过滤液处理3小时,采用WF9,B73、B37三种基因型的T、C、S、N四种细胞质试材,其根冠细胞死亡率的平均值分别为:14.57±4.07;43.95±3.98;21.20±3.99、15.60     

HMC毒素培养滤液对专化寄主玉米叶片诱导抗病性及相关酶的影响

 【目的】研究HMC毒素培养滤液对玉米叶片诱导抗病性作用及抗病性相关酶的影响。【方法】以两对同核异质玉米自交系（B37和C103）为试材,采用离体叶片法检测不同稀释倍数的HMC毒素培养滤液对专化寄主玉米叶片的致病性,从中筛选适宜诱导的有效浓度,在诱导中和接种后两个阶段分别测定防御酶活性及与抗病性相关物质含量等生理指标。【结果】不同基因型与不同细胞质玉米都可以利用低浓度HMC毒素培养滤液诱导以增强其抗性;不同处理时期,植物抗病性相关酶活性呈现不同的动态变化;不同的诱导处理均导致抗病性反应的产生,对C细胞质的预处理效果好于N细胞质,且具有浓度效应。【结论】低浓度HMC毒素培养滤液预处理后,刺激了POD、PAL酶活性提高和MDA含量下降,以此来启动玉米本身的防卫系统,因钝化作用而抑制侵染,当再接种高浓度HMC毒素培养滤液后,抗病性相关酶得到了进一步激活,使C细胞质玉米对HMC敏感性降低,从而玉米叶片呈现出抗病性。     

同核异质玉米幼胚的离体培养

本研究选用7对同核异质玉米,进行了幼胚离体培养。研究结果表明:C 细胞质玉米的愈伤组织诱导率明显低于其正常(N)细胞质的保持系。而在同核条件下不同细胞质对愈伤组织的生长速率没有明显影响,但对愈伤组织分化频率影响较大。     

玉米小斑病菌(Helminthosporium maydis)对不同细胞质玉米专化性的研究

本试验的结果表明,玉米小斑菌中有的菌株在一对或少数几对同核异质的不育系和保持系上,可以表现为 T 或 C 不育系,比相应的正常细胞质保持系明显感病,而在多对(10对)同核异质的 C 不育系和保持系上却没有发现任何一个菌株能使全部供试的10个 C 不育系都比相应的正常细胞质保持系明显感病。相反,在菌株与寄主的118个组合中,有5%组合的保持系比不育系感病,63.6%个组合的不育系与保持系的病情无明显差异,而不育系比保持系明显感病的组合只占31.4%。这个事实说明,小斑菌中是否真正存在对 C 型雄性不育细胞质专化致病的类群以及由此而提出的根据对雄性不育细胞质的专化鉴别生理小种的方法都需要重新商榷。应该指出,在试验的菌株与寄主的118个组合中,约有1/3组合的 C 不育系比相应的正常细胞质保持系明显感病,这一点在我们今后利用 C 不育系时,即使还未发现 C 小种,也应引起高度重视。     

同核异质玉米幼胚的离体培养

本研究选用７对同核异质玉米，进行了幼胚离体培养。研究结果表明：Ｃ细胞质玉米的愈伤组织诱导率明显低于其正常（Ｎ）细胞质的保持系，而在同核条件下不同细胞质对愈伤组织的生长速率没有明显影响，但对愈伤组织分化频率影响较大。     

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。     

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。     

普通小麦K、V型雄性不育胞质诱导杂种F_1代产生单倍体的比较研究

选用两套同核异质不育系(Kl49A、Vl49A;K83(21)35A、V83(21)35A)与7个恢复系杂交,考察28个杂种F_1代单倍体出现的频率.结果表明,K、V型胞质均可产生单倍体,频率为0~27．34%.单倍体的产生与不育系的核基因型、恢复系、不育系细胞质密切相关,其中以核基因型(保持系)的作用最大,恢复系的作用最小.K、V型不育系之间在诱导单倍体频率上有差异,V型不育系杂种产生单倍体频率较高.解决单倍体问题的根本途径是筛选不产生或很少产生单倍体的保持系.     

HMC毒素培养滤液诱导C103玉米抗小斑病的研究

以1对同核异质玉米C103自交系为试材,采用离体叶片法检测适宜浓度的玉米小斑病菌C小种(HMC)毒素培养滤液来诱导玉米的抗病性.结果表明:对照的玉米病斑面积是处理组的7.9～12.2倍,差异极显著,并以1:60预处理效果最佳;经0～72 h的动态检测,与对照相比,诱导玉米的过氧化物酶活性平均提高了57.8%,苯丙氨酸解氨酶活性平均提高了52.9%,有害物质丙二醛的含量平均降低了38.2%;低浓度HMC毒素培养滤液能够作为激发子诱导专化寄主玉米获得抗病性.     

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。     

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。     

D~2型细胞质雄性不育小麦绒毡层细胞程序化死亡与活性氧代谢

【目的】D2型细胞质是细胞质雄性不育小麦(cytoplasmic male sterility,CMS)的重要胞质来源,深入研究其败育机理对小麦杂种优势利用具有重要价值。【方法】以3种同核异质D2型细胞质雄性不育小麦Va87B1-706A、C687B1-706A、Ju87B1-706A及其相应保持系706B为试材,通过体式显微镜和DAPI染色分别在四分体时期、单核早期、单核晚期、二核期和三核期观察小麦花药的外形和小孢子发育的形态;利用扫描电镜和KI-I2染色分析三核期花药外皮层、内皮层、乌氏体和花粉粒的表型及败育特点;采用石蜡切片和DNA ladder的技术观察不同发育时期D2型不育系和保持系小麦花药绒毡层细胞形态变化特征以及绒毡层细胞程序化死亡(programmed cell death,PCD)的过程;测定花药发育过程中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的含量,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)的活性以及非酶物质还原型抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量变化;同时利用RT-PCR技术对部分抗氧化酶相关基因的表达模式进行分析。【结果】与保持系706B比较,3种D2型细胞质雄性不育小麦在三核期均表现出外皮层表皮褶皱、乌氏体排列稀疏散乱以及小孢子皱缩、表皮粗糙和萌发孔闭合的不育特征,败育类型为典败和染败;自单核晚期开始3种不育小麦的小孢子发生紊乱;石蜡切片观察绒毡层细胞的变化,发现不育系均比保持系延迟一个时期在二核期发生解体,并于三核期完全降解;进一步检测细胞凋亡DNA小片段发现3种不育系花药绒毡层的DNA损伤均起始于单核晚期,绒毡层PCD比保持系延迟一个时期启动,并且优先细胞学表型检测到凋亡;生理指标测定和定量分析的结果说明绒毡层细胞的延迟凋亡和小孢子的结构异常与不育系花药内活性氧的过度积累、抗氧化酶活性的异常变化、非酶促抗氧化物质的严重下调以及部分抗氧化酶相关基因在两系花药中表达水平的严重差异密切相关。【结论】D2型细胞质雄性不育小麦败育的关键时期是单核晚期,绒毡层PCD的延迟启动诱导了活性氧的过量积累,进一步破坏了抗氧化防御系统的平衡,进而造成绒毡层细胞形态异常,最终导致D2型细胞质雄性不育小麦的败育。     

籼型杂交稻不同细胞质对稻瘟病抗性差异的研究

本试验采用七个同核异质不育系及其保持系，二个恢复系为材料进行了研究。结果表明：（1）在细胞核相同的背景下，不同细胞质对稻瘟病三个生理小种的抗性是存在差异的；（2）不育系和恢复系对稻瘟病的抗性在其杂种后代的遗传表现是显性或部分显性，此结果提示育种工作者在选育水稻抗稻瘟病过程中，要注意选择不同的细胞质，并注意胞质和胞核之间的匹配问题。     

籼型杂交稻不同细胞质对稻瘟病抗性差异的研究

本试验采用七个同核异质不育系及其保持系。二个恢复系为材料进行了研究。结果表明：（1）在细胞核相同的背景下，不同细胞质对稻瘟病三个生理小种的抗性是存在差异的；（2）不育系和恢复系对稻瘟病的抗性在其杂种后代的遗传表现是显性或部分显性。此结果提示育种工作者在选育水稻抗稻瘟病过程中，要注意选择不同的细胞质，并注意胞质和胞核之间的匹配问题。     

玉米杂交种核遗传组成对不育细胞质效应的影响

以3组同核异质不育系与3个共同恢复系,按NCⅡ遗传设计进行组配,在分析不育细胞质对主要产量因子的细胞质效应基础上,进一步研究玉米杂交种核遗传组成对产量性状不育细胞质效应的影响。结果表明：①C型、S型、YⅠ-1型3种不育细胞质对穗粗、百粒重2个性状的遗传负效应受不育系的核背景、父本核及核核互作的影响,且影响程度因不育细胞质类型、产量性状及杂交种亲本不同而异;②可通过对不育细胞质类型及杂交种亲本的选择以减轻或克服不育细胞质的遗传负效应。     

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