大葱雄性不育分子标记辅助选择的研究

大葱雄性不育在杂种优势利用中具有重要价值,传统方法选育不育系效率低,分子标记辅助育种可提高育种效率。本研究试图建立大葱雄性不育辅助育种的技术体系,加快大葱不育系、保持系的育种进程。利用RAPD技术分析了多态性片段S132800、S38960、S72300、S731100、S2002400与大葱育性的连锁关系,重组率分别为0、7．5％、0、4．2％、0。其中S132800、S2002400能在多数品种中区分N、S胞质,且重组率接近0,用于胞质鉴定具有很高的准确率,因而具有较高的利用价值。以S132800、S2002400为探针对不育系和保持系mtDNA的酶切片段进行了Southern杂交分析,结果表明它们在N、S胞质中存在多态性。预示着它们可能是与大葱CMS相关的片段。鉴于RAPD标记的应用有一定局限性,进一步对特异片段S132800、S2002400进行了克隆、测序和SCAR标记转化,其中S132800成功转化为SCAR标记,而S2002400转化后多态性消失。为进一步降低成本,简化了SCAR扩增产物的检测技术,初步建立了大葱不育系、保持系分子标记辅助选择的技术体系。研究表明,SCAR产物加入EB直接检测存在一定误差,而通过快速电泳可以快速、准确地鉴定单株的胞质类型。RAPD标记和SCAR标记在育种中应用有望提高大葱不育系、保持系的育种效率。     

加工型辣椒细胞质雄性不育育性基因分子标记及辅助育种

为准确、高效地利用分子标记辅助选择技术进行加工型辣椒胞质雄性不育(CMS)育性恢复基因的选择,本试验利用已报道的9个与辣椒恢复基因连锁的标记对加工型辣椒CMS不育系83-3A、恢复系812、F_1(83-3A×812)、F_1'(F_1×83-3B)与保持系83-3B回交群体进行试验,发现CRF-SCAR、PR-CAPS和OPP13-CAPS标记与CMS育性恢复基因Rf紧密连锁;用CRF-SCAR标记对BC_6F_1'的75个单株进行分子标记辅助选择验证,结果表明,39株有特异条带,与田间调查结果一致,正确率为100%;并从7份新引进未知育性材料中,检测到4份有恢复基因的材料。本试验结果表明,育种实际应用中可以利用标记CRF-SCAR对加工型辣椒恢复材料进行选择,能显著提高辣椒雄性不育三系育种的效率。     

青花菜胞质不育相关基因的SRAP标记筛选

以青花菜Ogura胞质不育系XY及其保持系XYF基因组DNA为材料进行SRAP分析,共筛选了146对SRAP引物,其中8对引物在两系之间表现差异,经单株验证只有引物对Me6＋Em7没有交换单株,找到不育系与保持系间的特异扩增片段M6E7-700,该片段仅在不育系中稳定扩增。测序结果表明该片段全长为689bp,经Blast分析比对,该片段与已报道的所有育性相关基因序列均不同源,而其部分序列与大白菜BAC克隆KBrB042N05和KBrB041L12的部分序列高度同源,表明该片段是一段新发现的与胞质不育育性相关片段,且该片段可能来自核DNA。根据测序结果设计了1对特异引物,将M6E7-700标记转化为更稳定的SCAR标记。本研究首次发现芸薹属作物Ogura-CMS不育系和保持系的核DNA也存在差异,该结果为从质核互作角度解释细胞质雄性不育的分子机制提供了新线索。     

大白菜转育新型甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的研究

用26份不同大白菜株系与甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料CMS96进行多代回交转育，成功地转育出5份不同类型的大白菜细胞质雄性不育系（包括桔红心和黄心大白菜株系）。鉴定结果表明，这些不育系材料不育性稳定，不育度100％，不育率100％，蜜腺正常，花药白色退化，植株整齐一致，生长旺盛，是新型的优良大白菜细胞质雄性不育系材料。用其配制的杂交组合，杂种优势明显。     

辣椒细胞质雄性不育系和保持系线粒体DNA差异的SRAP分析

以辣椒细胞质雄性不育系21A及其保持系21B的线粒体DNA为材料进行SRAP分析,结果表明,从128对引物扩增获得了1 440条100～1 000 bp的条带,多态性位点仅有9个,占0.63%,其中7条多态性条带位于21A中;对多态性条带回收、克隆和测序分析后发现,9个克隆在GenBank中找到了相似的功能,绝大部分与能量代谢有关;利用21A中的多态性序列特点设计SCAR引物,对21A和21B的基因组DNA进行扩增验证,3对引物在21A中扩增出目的条带,表明已成功地将SRAP标记转化为SCAR标记,是新发现的与辣椒细胞质雄性不育基因相关的片段。     

利用分子标记鉴定白菜细胞质雄性不育类型的研究

通过对9份白菜细胞质雄性不育材料的不育胞质类型进行分子标记鉴定,以期为今后更好的利用分子标记来进行辅助育种奠定基础。通过CTAB法提取白菜的基因组DNA,根据GenBank中orf138基因保守序列设计2对特异引物,对9份白菜基因组DNA进行PCR扩增,将扩增出条带的PCR产物进行测序,在NCBI中进行同源性比对,最终确定其不育胞质类型。结果表明：2对特异引物PI/PII和PIII/PIV只在4份白菜雄性不育基因中均扩增出条带,在另外5份材料中未扩增出条带,与田间育性鉴定相符,获得4份白菜Ogura胞质雄性不育的分子标记;在GenBank中用BLAST进行同源性比对分析,发现L1-CI、L3-CI、L3-F1 3个不育材料的特异片段与已报道的青花菜Ogu CMS所具有的Ogu orf138基因（Genbank登录号：HQ149728）同源度高达100%,L1-F1的同源度达99%,出现了一个变异位点,另外5份材料的胞质不育类型有待进一步研究。通过该方法鉴定出9份材料中有4份材料是萝卜胞质雄性不育的材料,得到了4条分子标记,该结果可为白菜细胞质雄性不育的分子鉴定提供了新的标记,也为今后利用分子标记辅助育种奠定了基础。     

小麦T型细胞质雄性不育保持系线粒体DNA片段转化不育系的初步研究

细胞质雄性不育在植物界普遍存在,其不育机理一直是人们研究的热点。采用花粉管通道法,利用T型细胞质雄性不育保持系75-3369B线粒体的基因文库,选取其中所载外源片段较大的重组子转化T型不育系小麦75-3369A,结果重组子ME252和ME317的转化后代变成可育,表明线粒体的部分片段可以使细胞质雄性不育系的育性发生转变。     

红麻雄性不育系的选育和不育基因的ISSR分子标记

红麻不育系的选育为红麻杂种优势的利用提供了新的途径。红麻雄性不育基因的分子标记,可用于优良不育系或保持系的选择。采用单株选择回交的方法进行不育系的选择,用BSA法进行ISSR引物的筛选。利用中国农业科学院麻类研究所红麻育种课题组在海南三亚发现的红麻不育株AT-1做母本分别与15-4,04K1做杂交,再用父本回交4次,选育出2个高度不育的不育系。用CTAB法提取红麻单株DNA,利用BSA法构建近等基因池—不育池和可育池,以近等基因池DNA为模板,进行ISSR引物的筛选,筛选出一条能在不育池和可育池间产生稳定差异带的ISSR引物U859。对不育系鉴定表明,不育系为质核互作型雄性不育,且不育性稳定。通过不育和可育单株对ISSR引物的鉴定表明,U859是与雄性不育基因连锁的ISSR分子标记。     

植物细胞质雄性不育育性恢复基因研究进展

杂种优势已广泛应用于农业生产,这其中主要依靠细胞质雄性不育系统。细胞质雄性不育“三系”是杂交种选育的基础材料。其中,强恢复系的选育非常繁琐,且恢复力只能通过与不育系的测交来鉴定,既耗时又费力,因此,人们对育性恢复基因进行了大量的研究。本文归纳了恢复基因的结构特征、作用机理、遗传模式、基因定位及克隆上的研究进展和存在问题。认为随着二代测序技术的发展,可以利用全基因组重测序和转录组测序等技术开发新型分子标记进行恢复基因精细定位,或直接通过测序技术鉴定恢复基因。这将为恢复系的分子标记辅助选育和利用基因工程手段人工改良和创制恢复系提供帮助,也将为研究细胞质雄性不育育性恢复基因的遗传、进化和特征,全面解析植物细胞质雄性不育育性恢复机理奠定基础。     

棉花细胞质雄性不育育性恢复基因的定位及分子标记辅助育种研究进展

棉花细胞质雄性不育系统在实现棉花杂交种子大规模生产和培育高产、优质、抗逆等棉花新品种中具有重要的应用价值,而恢复系的好坏对细胞质雄性不育系杂交种的选育的利用起着举足轻重的作用。因此,培育优良恢复系至关重要。主要介绍了棉花细胞质雄性不育系、恢复系的类型,综述了棉花细胞质雄性不育育性恢复基因的遗传方式和遗传定位研究进展,讨论了恢复基因的精细定位和分子标记鉴定在分子标记辅助育种中的意义和应用前景,并针对目前存在的问题提出相应对策。     

基于RAPD的SCAR标记初步定位油菜温敏雄性不育系K121S的育性转换基因

温敏雄性不育系具有育种程序简单、组配自由、育种周期短等优点,已成为杂种优势利用的重要材料。本研究以芥菜型(Brassica juncea L.)油菜温敏雄性不育系K121S与核不育系1161A获得的BCF1为作图群体,利用混合分组分析法(bulked-segregant analysis BSA)对温敏雄性不育系K121S的育性转换基因(Fc)进行定位。结果表明获得2个基于RAPD的SCAR标记与育性转换基因(Fc)连锁,即是SS503-250和SBA485-482,与育性转换基因的遗传距离分别为3.94 c M和7.09 c M。本研究结果为今后育性转换基因的克隆、测序及生物信息学研究并解析K121S育性转换的分子机制机制提供了条件。     

早期关联测选甘蓝型油菜细胞质雄性不育三系的方法

报道一种早期关联测选甘蓝型油菜细胞质雄性不育三系进而选育强优势杂交种的新方法。方法的要点是：通过测交和杂交获得不育、保持和恢复3种基础材料;对基本定型的保持系与恢复系进行双列杂交试验,测选优良成对系,进而确定优良保持系和恢复系;以保持效果和其他所需性状对保持材料进行第1轮筛选,以与恢复系的互作性能对保持系进行第2轮筛选;利用保持系与不育系为近等基因型（除育性外）关系,确定回交转育优良不育系,最终实现优良三系配套并选育强优势组合。将该方法用于油菜三系新组合选育,已育出07G-7、07G-11、07G-4等一批优质无蜡粉标记组合,在各级试验中表现突出,展现出良好的应用前景。     

水稻细胞质雄性不育的研究进展

细胞质雄性不育性的发现受到育种家的广泛重视,它的形成机理同细胞质遗传理论密切相关.在杂交水稻生产中不育系决定着杂交水稻的生产及其种植面积.在不育性研究中主要是研究育性恢复基因对不育基因的恢复能力.前人的研究主要是从一个恢复系对应的一个不育系进行,也有人尝试着用恢杂的方式进行恢复基因的位置研究,不同的类型得出了不同的结论.本文对野败型、包台型、滇型、红莲型、马协型的遗传及基因的分子标记进行综述,对分子生物技术在水稻细胞质雄性不育中的发展及应用进行探讨.以期为水稻细胞质雄性不育的研究及其在生产中的应用提供参考.     

大白菜CMS96细胞质雄性不育系的特点分析

为了筛选和利用大白菜细胞质雄性不育系,对大白菜的3种细胞质雄性不育系：CMS96细胞质雄性不育系、波里马细胞质雄性不育系(Pol-CMS)和萝卜细胞质雄性不育系(Ogu-CMS)及其相应的保持系进行了主要植物学性状的比较研究。结果表明：Ogu-CMS存在多代转育后植株长势退化、杂交优势差,Pol-CMS存在育性受环境条件影响等缺点,而CMS96细胞质雄性不育系则克服了二者的缺点。另外,CMS96细胞质雄性不育系早期的晚抽薹性比保持系强、杂交种子的产量比保持系杂交种子产量高。CMS96细胞质雄性不育系不仅不育性稳定,多代回交不退化,而且杂交优势强,繁种产量高,表现出了广阔的育种应用前景。     

VNTR特异性引物在甜菜育性鉴定中的应用

为了摸清甜菜选育进程中部分不育系和保持系材料的细胞质类型,为下一步的选育工作提供指导方向。利用分子标记引物TR1对国内总共30份甜菜试验材料开展细胞质类型的分子水平鉴定,并结合田间花期育性性状调查进行比对。结果表明,成型稳定的保持系960767和不育系N9848经过TR1引物鉴定后的PCR电泳条带分别为750,500 bp,其胞质类型分别为N1和S型,其他试验材料检测到750 bp的材料为T152、T328、T334、T306、T360,推断其为N1型细胞质;检测到500 bp条带的材料为T766、T154、N122、I-1、B-3、Z-1、41419、10320、B-3-23、S865、S301、S151、S327、S333、S115、S305、S153、S359、S137、S163和S313,推断其为S型细胞质;检测到500～750 bp条带的材料为T302、T116。由于T302在田间调查中其对S301的不育性也具有保持能力,因此将T302和T116分为N型细胞质的另一种类型N2。同时检测到500 bp和750 bp的材料为T302、I-1和B-3的部分植株,为同时包括正常和欧文...     

野生稻（O.rufipogon）新胞质改良不育系稻米品质的研究

通过核置换回交，获得一种普通野生稻（O. rufipogon）雄性不育细胞质，称为FA细胞质，育成新质源不育系金农1A。研究表明，FA细胞质不育系与WA和HL不育系的恢保关系不同，野败型的保持系和恢复系、红莲型的保持系和恢复系都可以作为FA细胞质的保持系，而不能成为FA细胞质的恢复系。这是一种新发掘的水稻雄性不育细胞质源。FA细胞质突破了WA和HL细胞质恢保关系的遗传局限，扩大了保持系育种范围，可以用品质优良的栽培品种培育成优质稻米不育系。新质源不育系金农1A不育度高，不育性稳定，农艺性状优良，抗稻瘟病和白叶枯病，开花时间早，稻米12项品质指标全部达到农业部颁发的优质米一级或二级标准，实质性地提高了不育系的稻米品质和综合水平，为培育优质米杂交稻奠定良好的遗传基础。     

高粱新型细胞质雄性不育系A3SX-1A选育及其应用

【目的】研究A3细胞质在饲草高粱育种上的利用。【方法】① A3细胞质雄性不育系选育利用;② A3细胞质雄性不育系的育性反应;③ 杂交种选育。【结果】以A3398为不育源,SX-1为基础材料,经连续八代回交转育,于1996年育成新型细胞质不育系A3SX-1A,该系具有抗败育、长根茎、抗旱耐深播,综合农艺性状优良等特点。目前应用该系已育成3个杂交种,其中晋草1号已通过审定,在全国20余个省区大面积推广。【结论】A3细胞质在饲草高粱育种和生产中的成功利用,丰富了高粱杂交种的遗传基础,增加了高粱杂交种类型和饲草新类型     

水稻质核互作雄性不育系选育的反向杂交法研究

不同的部分保持系可能存在不同的微效恢复基因,通过有性杂交,产生基因重组,能够获得完全保持系类型,但只有在不育细胞质中才能观察得到微效恢复基因是否存在以及它们的作用大小.反向杂交法以不育细胞质为选择背景,在杂交后代植株中直接观察到微效恢复基因的表达,获得的完全不育株,在一定程度上排除微效恢复基因,不育株再通过高温处理转换为可育后自交,来自不育株的微效恢复基因可以进一步排除掉,从而产生出没有(或很少)微效恢复基因的"亲本",利用该"亲本"高温处理后仍可转换为可育的特性,作为父本进行杂交或回交育种,在其后代中获得没有微效恢复基因的完全保持系.该研究为Cp 26不育细胞质源创造出了完全保持系.如果在田间鉴定出优异的完全不育株,对其进行单倍体育种(诱导孤雌生殖或花培),选择到没有(或很少)微效恢复基因的纯合不育株.再对其进行花培,筛选可育的突变体;或者利用纯合不育株的原生质体与一个已破坏细胞核的可育系原生质体融合,都可能得到具有纯合不育株细胞核和可育细胞质的保持系,而能够完善和改进反向杂交法.反向杂交法不但能够为所谓不能保持的不育细胞质源创造出保持系,而且有利于加强新不育系选育的目标性和预见性,提高不育系配合力和培育不同类型优异不育系.     

质体转化开创作物杂种优势利用新途径

普通核雄性不育性能够满足对理想不育系选育的要求，是水稻等作物杂种优势利用的理想遗传元件。只要能解决其不育系繁殖问题，是理想的杂种优势利用方式。通过普通核雄性不育性的可育基因质体转化，将可育基因转移到存在于细胞质中的质体基因组中，可创造普通核雄性不育系的保持系，繁殖出普通核雄性不育系，从而实现三系法利用杂种优势；利用可产生雄性不育性的基因如TA29-barnase通过质体转化，向质体基因组中转移，产生由细胞质中转基因雄性不育基因控制的雄性不育系，任何常规品种都能作为其保持系，转barstar可育基因系(或常规品种)作为恢复系(或父本)，可同样实现三系法利用杂种优势。上述两种途径都是创造植物杂种优势利用的新途径。     

水稻细胞质雄性不育育性回复株的基因型鉴定

通过对在套袋繁殖产生的滇Ⅰ型不育系合系42A群体中发现的可育株、及其与不育系杂交产生的F1和可育株自交S1代的育性和核恢复基因位点分析,发现不育系合系42A中出现的大约0.11%可育株包括两种类型。一类细胞质正常可育,核无恢复基因,基因型为N（rf/rf）,类似保持系,认为是保持系混杂所致。另一类可育株的细胞质雄性不育,核有恢复基因,其恢复基因位于水稻Rf-1基因区域,基因型为S（Rf/rf）。这类可育株不可能来自异品种或保持系串粉,可能是细胞核携带的育性相关基因发生育性自然回复突变导致。本研究将这类可育株简称为“育性回复株”。