小麦质核互作型雄性不育系线粒体DNA变异性的RAPD分析(英文)

在杂交小麦选育中,为了更好地利用细胞质雄性不育性,研究与不断挖掘新的不育细胞质类型及其对应育性恢复基因以改良现有不育资源至关重要.基于这一目的,本文对具有山羊草属细胞质的四类不育系线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD分析,分别比较了具有同一细胞质背景的山羊草、雄性不育系,以及该类不育系与恢复系组配的可育杂种F1的mtDNA的变异性.结果显示,供试山羊草与其对应细胞质雄性不育系在mtDNA上存在明显多态性,表明不育系在质核互作的影响下很可能已导致mtDNA发生变异:而不育系与对应的可育杂种F1在mtDNA上也存在多态性,同样表明育性恢复核基因对不育系进行育性恢复的过程中亦可能引起mtDNA发生相应变异;mtDNA变异很可能涉及到不育系育性本质的改变.     

不同籼型败育胞质对水稻杂种F1主要性状的影响

将不同来源的籼型不育细胞质育成的6种同核异质雄性不育系，分别与7个不同的恢复系杂交组配成42个F1杂交组合，在相同核背景下比较不同籼型败育胞质对水稻F1主要性状的影响。结果表明：不育细胞质的遗传效应对着粒密度、有效穗、千粒重、穗粒数、单株产量性状有显著或极显著的影响。不育细胞质效应之间存在差异，表现为同一不育细胞质在不同性状上效应的差异和同一不育细胞质与不同恢复系核之间的互作效应的差异。     

玉米细胞质雄性不育的细胞学研究

用光镜和扫描电镜对玉米 Mo17和77两组“同核异质系”细胞质雄性不育材料进行细胞学研究,得到 cms-T.C.S 三种不育类型败育方式的描述。发现 cms-T 和 cms-C 在不同的核背景上表现不同的败育途径,而 cms-S 在所研究的核背景上表现出较稳定一致的小孢子发生、败育行为。比较研究肯定,三种细胞质雄性不育材料小孢子败育的一般规     

莫迦小麦(Triticum macha L.) T型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1的连锁关系

为进一步明确莫迦小麦(Triticum macha) T型恢复基因Rf3与K型不育基因rfv1的连锁关系,利用T型细胞质背景(T504A/Tm3314F2代和T504A//KTm3314A/90(13)21杂交分离群体)的可育株在K型细胞质下的育性测交分析,明确了来自莫迦小麦的这2个基因连锁并不紧密,交换值约为16.54%.可利用T型主效恢复基因Rf3提高含有T型主效恢复基因和K型主效不育基因的基础材料的选择效率.     

部分高粱转换系与不同高粱细胞质的育性反应

利用部分高粱转换系与具相同核背景不同细胞质的高粱不育系杂交,调查F_1代植株花粉育性和主要农艺性状,结果表明4种细胞质之间育性反应存在着明显的差异,A_1与A_2型细胞质之间差异较小;A_1、A_2与A_3、A_4型之间差异较大。A_1和A_2型细胞质与部分高粱转换系杂交F_1代的自交结实率之间的相关达极显著水准。A_2、A_3型细胞质对F_1代主要农艺性状的影响与A_1型对这些性状的影响无显著差异。A_2型细胞质可以在高粱杂交种生产中加以利用。A_3型细胞质与前两种细胞质的育性反应截然不同。找到了A_3型细胞质的恢复源和能同时恢复A_1、A_2、A_3型细胞质的材料。初步确定了能够鉴定高粱4种不同细胞质的鉴定系。通过对同核异质,异核同质育性反应的研究,表明4种细胞质完全不同,细胞质对育性反应起着决定性的作用,育性反应不因核背景的改变而发生显著变化,不同细胞质育性恢复机制不同。     

光敏小麦雄性不育系A31雄性育性对光周期的反应

小麦光周期敏感雄性不育最早是日本学者Sasakuma J和Ohtsuka I(1979)等[1]研究小麦核质互作不育时,在D2类细胞质普通小麦核代换系中发现的.他们认为较长的日照和较大的昼夜温差造成了D2类细胞质的核代换系育性的变化.     

不同核背景对玉米CMS-C线粒体复合体活性的影响

为探究不同核背景下线粒体复合体活性对玉米C型雄性不育系育性的影响,明确其与花药败育的关系.以同质异核不育系K932S、K169S、近等基因恢复系K932R和保持系K169为材料,采用植物线粒体呼吸链复合体酶联免疫分析试剂盒对花药发育不同时期的5个线粒体复合体活性进行测定比较.结果表明,除花粉母细胞时期复合体Ⅱ、Ⅳ外,其余时期不育细胞质复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ活性在K169核背景下显著高于K932,绝大多数时期复合体Ⅲ、Ⅴ的活性则相反,但存在恢复基因时,K932R可改变部分时期不育细胞质不同线粒体复合体的活性.在二分体时期,不育细胞质复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ活性显著低于正常可育胞质,而其他多数时期5个复合体的活性则相反.由此可见,在花药发育不同时期,核背景对玉米CMS-C不同线粒体复合体活性均有显著影响;相同核背景下,二分体时期不育细胞质复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ活性比正常细胞质显著降低,可能与CMS-C花药败育密切相关.     

小麦“临型不育系”的初步研究

1982年在普通小麦春冬杂交组合阿彭13/75—1297的F_1中发现部分不育株,经初步研究确定,是不同于提型的质核互作雄性不育系,称“临型不育系”,以Ls表示.在不同遗传背景的品种(系)中都能比较容易地找到它的保持系和恢复系,其细胞质未见有明显的不良作用,其柱头生活力持续时间也较长,在杂交小麦的利用研究上可能有一定的应用价值.     

莫迦小麦(Triticum macha L.) T型恢复基因Rf3和K型不育基因rfv1的连锁关系

为进一步明确莫迦小麦(Triticum macha) T型恢复基因Rf3与K型不育基因rfv1的连锁关系, 利用T型细胞质背景(T504A/Tm3314 F₂代和T504A//KTm3314A/90(13)21杂交分离群体)的可育株在K型细胞质下的育性测交分析, 明确了来自莫迦小麦的这2个基因连锁并不紧密, 交换值约为16.54%。可利用T型主效恢复基因Rf3提高含有T型主效恢复基因和K型主效不育基因的基础材料的选择效率。     

玉米雄性不育性研究 Ⅷ.玉米YⅡ-1型不育胞质归群初报

从若干方面初步研究了玉米YII-1型不育细胞质与3个主要类群的不育胞质（T、C和S）间的差异。育性恢复测验表明，YII-I胞质有其独特的恢复基因，在各类自交系核背景下，其育性表现与众不同。恢复基因至少有二对，其中一对与C群不育系有别。小斑病菌测试效应，说明YII-1型不属于T群，而线粒体DNA(mt DNA)的电泳图谱说明YII-I胞     

Development of photoperiod-sensitive cytoplasmic male sterile (PCMS) wheat lines showing high male sterility under long-day conditions and high seed fertility under short-day conditions

A “two-line system” using photoperiod-sensitive cytoplasmic male sterility (PCMS) caused by Aegilops crassa cytoplasm under long-day photoperiods (≧15 h) has been proposed as a means of producing hybrid varieties in common wheat (Triticum aestivum). The PCMS line is maintained by self-pollination under short-day conditions, and hybrid seeds can be produced through outcrossing of the PCMS line with a pollinator line under long-day conditions. Our previous studies revealed that PCMS lines showing complete male sterility under long-day conditions are necessary for practical hybrid wheat breeding, especially to obtain high hybrid purity in F₁ seeds. Furthermore, practical PCMS lines should have high seed fertility under short-day conditions, which is associated with female fertility. Wheat cv. Norin 26 with Ae. crassa cytoplasm exhibits high seed fertility under short-day conditions, and cv. Fujimikomugi with Ae. crassa cytoplasm shows high male sterility under long-day conditions. Here we developed practical PCMS lines derived from the F₁ generation of Norin 26 and Fujimikomugi (with Ae. crassa cytoplasm) that were then backcrossed to elite wheat lines.     

小麦K型不育系育性恢复基因的遗传分析

选用K型不育系豫麦3号、S43及其相应的保持系，与恢复系豫麦2号和豫麦49组配了不育系//保持系/恢复系、不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系三种回交群体，对小麦K型不育系育性恢复基因进行了遗传分析。结果表明，不同恢复力的恢复系携带的恢复基因对数不同，恢复力较强的豫麦2号携带2对主效基因，恢复力较低的豫麦49仅携带1对主效基因。此外，还有微效基因对育性恢复起作用，这种基因不仅存在于恢复系中，也存在于不育系（保持系）中。在K型细胞质背景下，不携带恢复基因的雄配子的传递率很低，而雌配子传递正常。     

K型杂交小麦恢复基因的遗传研究

用Ｋ型小麦雄性不育系Ｋ１４９Ａ，保持系１４９（Ｂ）和３个恢复材料Ｌ７８３、太１０６和ＰＨ８５－４（Ｒ）及其杂交后代群体Ｆ１（Ａ／Ｒ），Ｆ２，Ｂ２（Ａ／Ｆ），Ｂ２′（Ａ∥ＢＲ）作为试验材料，对育性指标进行了比较，以恢复性遗传研究的最佳指标－套代自交结实率为育性指标，对Ｋ型小麦雄性不育系的育性恢复的遗传特点进行了初步分析，结果表明Ｋ型小麦雄性不育系是配子体不系，三个恢复材料的育性恢复受一对显性基因控制     

Cytoplasmic homology between Aegilops mutica Boiss. and Ae. ovata L.

Summary Triticum aestivum L. em Thell. (2n=42; AABBDD), and T. durum Desf. (2n=28; AABB) genomes were substituted into the cytoplasms of Aegilops mutica Boiss. (2n=14; M_tM_t), Ae. heldreichii Holzm. (2n=14; MM), Ae. uniaristata Vis. (2n=14; M^uM^u), and Ae. ovata L. (2n=28; C^uC^uM^oM^o), to identify the M-genome diploid cytoplasm donor of Ae. ovata. Substitution of the T. durum genome into Ae. uniaristata cytoplasm resulted in a large proportion of shriveled inviable seeds. A few plump viable seeds were obtained all of which produced male-sterile plants having one univalent or telocentric chromosome from Ae. uniaristata. The T. aestivum plants having Ae. uniaristata or Ae. mutica cytoplasms were fertile. However, Ae. mutica was similar to Ae. ovata in the induction of delayed maturity and tall robust growth habit to the T. durum and T. aestivum plants. Cytoplasms of the other C- and M-genome diploids Ae. umbellulata Zhuk. (2n=14; C^uC^u) and, Ae. heldreichii (2n=14; MM) earlier had been shown to differ from that of Ae. ovata. Therefore, Ae. mutica is the most likely cytoplasm and M-genome donor to Ae. ovata.     

高粱非买罗细胞质A_2、A_3雄性不育系研究

非买罗细胞质A_2、A_3雄性不育系的研究表明:现有A_1系统保持材料对A_2、A_3仍具有保持能力,A_2、A_3系统的保持系对A_1表现为恢复.A_1系统恢复系,不同生态型的材料对A_2恢复能力不同,中国高粱仍具恢复能力,部分印度高粱表现为保持,A_1、A_2的恢复系对A_3均表现为保持.研究认为:A_2扩大了细胞质利用范围,加强“A_2带”的利用,可有效地促进高粱育种的生产.     

粗厚山羊草细胞质对普通小麦重要农艺性状的影响

采用杂交与回交置换法获得了10个具有粗厚山羊草细胞质的小麦核质杂种，并对核质杂种和核供体亲本的重要农艺性状进行了比较分析。结果表明，Ae.crassa 6x细胞质对普通小麦的形态性状、产量性状、叶绿素含量、抗穗发芽性等方面有较好的综合效应，在普通小麦改良中有较大的利用潜力。     

小麦T、 K、 V型胞质不育系和杂种mtDNA的RAPD分析及育性相关片段的克隆

用RAPD技术对细胞质分别来源于粘果山羊草（Ae.kotschyi）、偏凸山羊草（Ae.ventricosa）、提莫菲维小麦（T.timopheevii）的三种普通小麦雄性不育系--K型、V型、T型及相应的保持系、恢复系以及杂种F1代的线粒体DNA（mtDNA）进行了比较分析。结果如下：（1）发现在mtDNA组织结构上K型、V型、T型不育系之间以及与保持系之间均     

Basic studies on hybrid wheat breeding using the 1BL-1RS translocation chromosome / Aegilops kotschyi cytoplasm system 1. Development of male sterile and maintainer lines with discovery of a new fertility-restorer

The Aegilops kotschyi cytoplasm and a 1BL-1RS translocation chromosome that consists of the long arm of wheat chromosome 1B and the short arm of rye chromosome 1R were transferred to six spring common wheat cultivars by repeated backcrossing. Resistance to leaf rust race 21B conditioned by the Lr26 gene and a secalin subunit encoded by the Sec-1 gene, both on the 1RS arm, were used as the selection markers of the translocation chromosome. Five of the six cultivars used were converted to complete male steriles, whereas the remaining one, cv. Kitamiharu 48, retained normal fertility, after transfer of both the 1BL-1RS chromosome and Ae. Kotschyi cytoplasm. Conventional gene analysis suggested that Kitamiharu 48 carries an incompletely dominant fertility-restoring gene. The F₁ hybrids between the male steriles and ordinary common wheat cultivars recovered fertility only at a low level, indicating that a single dose of the Rfv1 gene on the 1BS arm of wheat is insufficient for full fertility restoration under spring-sowing condition. Our results are in clear contrast to complete fertility restoration under fall-sowing condition reported by Nonaka et al. (1993). Combination of the 1BL-1RS chromosome / Ae. Kotschyi cytoplasm system with a new fertility-restoring gene discovered in Kitamiharu 48 may provide a breakthrough for spring-type hybrid wheat. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.