棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究及利用现状

利用质核互作雄性不育系实现强优势组合三系配套是解决目前棉花杂交制种瓶颈,促进棉花杂种优势利用的有效途径之一。本文综述了棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究现状,介绍了棉花质核互作雄性不育系和恢复系的类型;在细胞学和分子生物学水平上探讨了质核互作雄性不育产生的机理,阐述了育性恢复的遗传方式、恢复基因的分子标记和遗传定位、恢复基因的图位克隆及三系杂交棉的研究进展;对三系杂交棉今后的研究方向进行了展望。     

辣椒雄性不育系小孢子发生的细胞形态学及减数分裂观察

质一核雄性不育性在作物中广泛存在，在作物育种中有重要的应用价值。许多作物已育成了雄性不育系并在生产上加以利用，如高粱、水稻、谷子、白菜、萝卜等。关于作物雄性不育系小池子发育的细胞形态学研究已有不少报道，各作物之间产生雄性不育性的机理各不相同。自从1958年Peterson首次报道了辣椒质一核互作型雄性不育以来，Horner、Hirose、吴鹤鸣和耿三省等对辣椒雄性不育系小孢子败育的细胞学进行了研究，结果不完全一致。本试验为了更进一步研究辣椒雄性不育系败育机理，观察了辣椒雄性不育系小孢子发育过程及小孢子减数分裂全过程，…     

水稻(ORYZA SATIVA L.)不同类型杂种的雄性不育性及其遗传组成

本文分析了水稻(Oryzo sativa L.)不同类型杂种的雄性不育性,探讨了杂种的不同遗传组成与雄性不育性的关系。结果表明,用质核互作雄性不育系配制的杂种中,可以同时产生核核互作雄性不育性和质核互作雄性不育性。提出了F_1杂种的质核互作雄性不育性的育性恢复度的计算方法。根据杂种质核关系中存在的异源性,可以把杂种划分为三类:一元杂种、二元杂种和三元杂种。     

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。     

水稻雄性不育系的胚囊育性及其对异交结实的影响

以3个光温敏核不育系W7415S、安农S、培矮64S和4个质核互作雄性不育系珍汕97A(夜公胞质)、珍汕97A(野败胞质)、华农A(夜公胞质)和华农A(野败胞质)为材料,通过观察各不育系成熟胚囊结构,并对异交结实率进行调查,以明确水稻雄性不育系异交结实率是否与胚囊育性有关。结果表明：不同水稻雄性不育系的胚囊育性与异交结实率呈显著正相关;对于光温敏核不育系,胚囊育性受不育系遗传、环境以及两者互作的影响,不育期的胚囊育性比可育期低,可育期的胚囊育性接近早季质核互作不育系;对于质核互作不育系,胚囊育性主要受环境的影响,早季比晚季的胚囊育性低;光温敏核不育系的胚囊对环境的敏感度高于质核互作不育系,尤其是W7415S对环境的影响较为敏感。水稻雄性不育系的胚囊育性是影响其异交结实的重要因素,在选育不育系时需考虑胚囊育性及其对环境的敏感度。     

高粱A_1A_2细胞质雄性不育系的配合力分析

按不完全双列杂交法对高粱 A_1A_2细胞质雄性不育系进行了株高、穗长、穗粗、茎粗、穗重、穗粒重、干粒重、穗粒数,生育期等9个主要农艺性状的配合力分析,一般配合力要受核基因控制,胞质基因对于核基因的表达也有一定的影响。A_2细胞质不育系与 A_1细胞质不育系在主要农艺性状上的一般配合力无显著差异。在全部被研究性状的遗传控制中,加性基因效应占主导地位。A_2细胞质较 A_1细胞质有着广泛的保持源。因此,A_2细胞质不育系可以在生产上利用.这不仅可以增加胞质多样化,而且为选育自身性状优良的不育系提供了较大的选择范围.     

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.     

作物核质杂种优势理论的探讨和育种应用的初步设想：——依据…

作物杂种优势可分为核核互作和核质互作两部分。细胞质基因和细胞质、细胞核基因互作对杂种优势效应的遗传机制尚不清楚。本文在综合分析国内外对水稻野败型三系和杂种Ｆ１花粉育性遗传研究的基础上提出“细胞质基因、细胞核基因互为优势效应”的概念，认为“细胞质基因、细胞核基因互为优势效应和核、质优势效应基因互作产生核、质杂种优势”同时还提出核、质杂种优势育种应用的初步设想。     

作物核质杂种优势理论的探讨和育种应用的初步设想──依据水稻野败型三系和杂交稻花粉育性的遗传提出

作物杂种优势可分为核核互作和核质互作两部分．细胞质基因和细胞质、细胞核基因互作对杂种优势效应的遗传机制尚不清楚．本文在综合分析国内外对水稻野败型三系和杂种Ｆ１花粉育性遗传研究的基础上提出“细胞质基因、细胞核基因互为优势效应”的概念，认为“细胞质基因、细胞核基因互为优势效应和核、质优势效应基因互作产生核、质杂种优势”．同时还提出核、质杂种优势育种应用的初步设想．     

水稻CMS和TGMS近等基因系的构建及其配合力评价

以温敏核不育系培矮64S和6311S为母本和轮回亲本,与保持系新协黄B杂交,采用回交-测交的方法,排除恢复基因和温敏核不育基因,首次育成了温敏核雄性不育系的质核互作型雄性不育近等基因系培矮64A和6311A.并配组了一套4个不育系×6个恢复系的不完全双列杂交组合.研究了温敏核不育系和质核互作型雄性不育近等基因系培矮64S和培矮64A及6311S和6311A的育性、形态特征和一般配合力的差异.结果表明,在遗传背景相同的前提下,不育期的温敏核不育系与其相应的质核互作型雄性不育系除花粉特征、柱头大小和异交结实率有一定差异外,其他农艺经济性状均表现一致.近等基因系培矮64S和培矮64A与6311S和6311A产量及其他农艺性状的一般配合力存在显著差异,但是培矮64S和培矮64A、6311S和6311A的产量及其他农艺性状的一般配合力没有显著差异,说明水稻杂种优势的高低与两系三系法没有必然的联系.     

中国高粱胞质雄性不育系“吉农105”育成简报

1983年开始,利用中国高粱品种“黑壳歪脖张”经Co~(60)γ射线处理后选育出的恢复系72—513(吉农201)和西地迈罗高粱作亲本材料,采用核置换方法,进行人工去雄杂交和核置换获得雄性不育株,用南繁加速世代培育进程,育成了稳定的雄性不育体系,1988～1989年重复上述的杂交和核置换程序,获得同样的结果,这充分证明中国高梁72—513胞质是雄性不育胞质,具有重演性,定名为中国高粱胞质雄性不育系“吉农105”。 中国高粱72—513胞质雄性不育性的重演性鉴定和中国高粱胞质雄性不育系主要农艺性状见表1、表2。     

水稻质核互作雄性不育系异交结实率的初步研究

为了研究水稻质核互作雄性不育系异交结实率与父母本的关系,以花籼A(野败胞质)、华农A(野败胞质)、华农A(夜公胞质)、华农A(饶平野稻胞质)共4个水稻质核互作雄性不育系为母本,以抗草种、T180、G72、金华占2号、华航1号、粤香占、HN5413、丰穗占、M22和M31共10个恢复系进行配组,结果表明:不同质核互作雄性不育系异交结实率存在显著的差异;不同恢复系间的异交结实率也存在显著差异;不育系和恢复系互作效应对异交结实率的影响不明显;同质异核不育系的异交结实率的差异达到显著水平,而同核异质不育系的异交结实率的差异不显著。这说明水稻质核互作雄性不育系异交结实率的差异主要受核内遗传物质的影响,细胞质对异交结实率的影响不明显。进而提出了在选育水稻质核互作雄性不育系时,不仅要注意优良异交开花习性,而且还要注意核内遗传物质对异交结实率的影响。     

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。     

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     

同核异质高粱品系对高粱丝黑穗病的反应

与玉米T型雄性不育细胞质连锁的玉米小斑病〔Helminthosporium maydis〕给美国玉米带造成的惨重损失,揭示出单一细胞质的遗传脆弱性,促使人们去寻找新型雄性不育细胞质并期望细胞质的遗传多样性能对作物的抗病性做出贡献.目前已发现高粱有一种正常细胞质,即B细胞质,和四种雄性不育细胞质.源于迈罗的雄性不育细胞质称为A_1细胞质,源于IS12662C的称为A_2细胞质,源于Nilwa(IS1112C)的称为A_3细胞质,源于Kafir的称为A_4细胞质.     

高粱异细胞质对主要农艺性状的影响

为防止高粱杂交种单一细胞质可能带来的遗传脆弱性,人们在高粱中陆续发现了四种可导致雄性不育的细胞质,即A_1～A_4细胞质.例如,Quinby(1985)发现4份热带高粱品种(SC213,SC606,SC629和SC795)可在Kafir细胞质中产生雄性不育,指出若Milo细胞质(A_1)变得对某些病害敏感时,Kafir     

农作物环境敏感型雄性不育遗传研究进展

农作物环境敏感型雄性不育,是指雄性不育性表达明显受温度、光周期等环境因子的影响的一种雄性不育类型。自石明松等(1973)首先发现了湖北光周期敏感型水稻雄性不育材料(HPGMR),并育成了水稻光敏两用核雄性不育系[35],开辟了农作物“两系法”杂交制种的新途径。迄今,国内外学者已在玉米、水稻、谷子、大豆、高粱、小麦、油菜、白菜等多种作物上开展了环境敏感型雄性不育研究。根据不育性表达对环境因子的感应类型,将环敏不育源归纳为三种类型[1、2]:温敏型[5、37、38、40、41、42],光敏型[5、6]和光温互作型[7、8、32]。农作物环境敏…     

橘梗雄性不育性的遗传模式研究

[目的]探讨橘梗[Platycodon grandiflorum（Jacq.）A.DC]育性的遗传模式,为其雄性不育的利用奠定基础。[方法]将供试的橘梗雄性不育和正常可育种质进行杂交、回交及自交,观察后代育性分离情况。[结果]雄性不育×正常可育的F1中,有全部不育的组合,也有全部可育的组合,多数为不育株和可育株分离的组合;F1全部不育组合的回交后代仍然保持全部不育,F1全部可育组合的自交后代表现出株间有育性分离,F1株间有育性分离组合的回交及自交后代仍然表现为株间的育性分离。[结论]根据核不育与质核不育的遗传特点,该研究供试的橘梗雄性不育种质为质核互作不育类型,用常规的遗传育种学方法可以进行三系配套杂交制种。     

三系细胞质在两系法杂种优势的利用探讨

本文在两系法育种进行了细胞质方面的探讨。为克服目前光、温敏核不育系育性不稳的问题,首次提出了利用对低温较敏感的质核互作雄性不育细胞质或者受细胞质控制的耐寒性雄性不育系作供体,借助恢复系为桥梁亲本,杂交 F_1与光敏核不育系杂交,分离选择。三个组合实验结果,F_2分离出不育株多,育性转换株少,不同组合间出现育性转换株频率差异大。这些选择的单株,育性转换明显,对低温不敏感,且光照较敏感,不育性好。可获得光周期效应大,温变性小,不育性似三系雄性不育系稳定的光敏核不育系。     

大豆质核互作M型雄性不育系的选育及其育性表现

 用大豆中油89B[代号W#-(202)]品种作母本,分别与W#-(203)、W#-(206)、W#-(207)3个品种杂交,在F#-1代发现不育株;通过正反交测定,属质核互作型;通过连续4～5代核置换回交,获得雌、雄育性较稳定的3个不育系W#-(931A)、W#-(936A)、W#-(933A);这些不育系是栽培大豆与栽培大豆杂交后获得的,故定名为M型质核互作雄性不育系。