高粱A3细胞质雄性不育的研究与利用

高粱A3细胞质雄性不育系花药肥大,黄色,可散落出部分花粉,但散落出来的花粉无效,自交套袋不结实,雄性不育性稳定。大多数高粱品系对A3细胞质雄性不育表现保持,具有优良性状的多数品系可转育为A3细胞质雄性不育系,这些不育系具有丰产性好、育性稳定、抗败育等特点。A3细胞质雄性不育恢复源很少,只有极少数高粱品系能恢复其育性,恢复度在40%~95%之间。A3细胞质雄性不育恢复源少且恢复系难以选育,是A3细胞质雄性不育研究的主要障碍,解决高粱A3细胞质雄性不育恢复系的选育问题,是实现A3细胞质雄性不育利用的关键。此文主要对高粱A3细胞质雄性不育恢复系和A3细胞质雄性不育系选育及杂交种选育和应用、高粱A3细胞质雄性不育育性遗传表达等方面进行了阐述,以期育种者重视A3细胞质雄性不育的研究。     

大穗型红高粱杂交种吉杂121

吉杂121是吉林省农业科学院作物所以不育系314A为母本,以自选恢复系R105为父本,于2001年组配而成,其中R105是A1和A2型胞质的恢复系。该杂交种2002年在吉林省农科院育种圃进行品种观察,2003—2005年进行产量比较,2006—2007年参加国家高粱早熟组区域试验,2007年参加国家生产试验,同时进行两年的抗病鉴定和一年的品质分析,于2008年1月通过国家高粱品种鉴定委员会的鉴定。     

早熟高产优质酿造高粱新品种吉杂359号选育

@@高粱新品种吉杂359号是吉林省农科院作物育种研究所以自选高粱不育系3148A 为母本,以自选恢复系09YN34R 为父本,于2008年组配而成的早熟高产优质酿造高粱杂交种。熟期早,产量高,抗性好,商品品质好,2013年1月通过吉林省审定委员会审定。     

高粱不同细胞质雄性不育系的研究

目前世界上被专家公认的高粱细胞质雄性不育系有 7种 ,7个不同细胞质核质互作雄性不育系统间育性反应各不同 ,其败育程度依次为A1→A5→A6→A2 → 9E→A4→A3 逐渐减弱 ,育性恢复按A1→A6→A5→A2 →A4→ 9E→A3 的顺序愈来愈困难。研究认为 ,除目前利用的A1、A2 细胞质雄性不育系外 ,A5、A6、A3 3个细胞质可用于生产。中国高粱恢复系 (A2 恢复系 )对A5、A6仍有较强的恢复力 ,可直接用于A5、A6系统杂交种选育 ;A5细胞质则可开发利用印度种质用于A5不育系、保持系选育 ;A3 细胞质则可开发中国高粱资源用于A3 不育系、保持系选育。A1、A2 、A5、A3 细胞质的利用 ,可最大限度地解除核质互作限制。极大地丰富杂交种选配范围及其遗传基础。     

抗丝黑穗病、抗败育高粱A_2细胞质雄性不育系A_2Sx3197的选育

A1Tx3197曾经是我国广泛应用的高粱细胞质雄性不育系,20世纪70年代末,由于高粱丝黑穗病病菌生理小种分化,该不育系以及用其配制的杂交种逐渐失去了对高粱丝黑穗病菌的抗性。同时该不育系小花败育日渐严重,制种产量极低,甚至造成绝收。为了改良A1Tx3197的抗病性及抗败育性,本研究利用A2保持系在A1位点含有A1育性恢复基因MS1MS1和在A1细胞质背景下表现恢复的特点,以不育系A1Tx3197为轮回亲本,以含有抗丝黑穗病、抗败育基因的BV4为供体,通过杂交和多代回交,得到含有双抗基因的A2类型细胞质雄性不育的保持系BSx3197(MS1ms1ms2ms2),在该材料自交的同时,用其对A2细胞质雄性不育系进行细胞核代换,经过多代回交和自交,最终育成了抗丝黑穗病、抗败育的A2细胞质雄性不育系A2Sx3197和保持系BSx3197(MS1MS1ms2ms2)。结果表明,新选育的不育系A2Sx3197在A1和A5细胞质背景下表现恢复,在A2、A3、A4、A6和9E细胞质背景下表现不育,丝黑穗平均发病率为0～0.8%,败育率为0～8.4%,抗丝黑穗病性、抗败育性明显优于被改良不育系,接近或达到抗源供体BV4水平;而在抽穗期、株高、穗长、穗宽、千粒重、穗粒重、粒色、壳色、穗形、穗型等主要性状方面与A1Tx3197差异不显著。     

优质饲用高粱杂交种熊杂8号的选育与栽培技术

熊杂8号是辽宁农业职业技术学院于2012年以外引不育系7050A与自选恢复系XR06杂交组配而成的高粱杂交种。2015-2016年连续2年参加辽宁省区域试验,2018年通过农业农村部品种登记(GPD高粱(2018)210227)。该品种为A2型细胞质,具有产量高、抗倒伏、籽粒整齐不早衰、品质优良等特点,是优良的粒用型饲用高粱杂交种。     

高粱雄性不育系柱头生活力、小花败育与细胞质效应研究

研究了A1、A2、A3、A4、A5、A6、9E高粱雄性不育系柱头生活力、小花败育与细胞质效应。结果表明,不同细胞质对高粱雄性不育系柱头生活力不存在特殊的胞质效应,A4、A5、A6、9E型细胞质对柱头生活力的影响与目前生产上应用的A1、A2、A3型细胞质无明显差异,可在高粱杂种优势利用中应用。不同细胞质与高粱雄性不育系小花败育存在特殊的胞质效应,A3、A4、9E细胞质有极强的抗败育性能,在生产中应用可大幅度提高高粱制种产量和稳产性能,在高粱育种和生产中有重大利用价值。     

酿造高粱新杂交种吉杂98的选育

1选育过程吉杂98是吉林省农业科学院以4190A为母本,以自选恢复系吉R123为父本,于1999年组配而成。4190A是从(1105B×麦辽B)×TAM428B的后代选系转育成的不育系;吉R123是1991年用复交品系319-4与稳定恢复系吉R132杂交,从后代中精心选择出的大穗、中秆、株型好、配合力高的恢复系。该杂交种2000-2001年在吉林省农科院高粱育种圃进行产量比较和杂种观察,2002-2003年参加吉林省高粱中晚熟组区域试验,2003-2004年参加全省高粱中晚熟组生产试验,同年进行抗病鉴定和品质分析;2005年通过吉林省农作物品种审定委员会审定。该杂交种属中晚熟、高…     

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     

高淀粉高粱杂交种吉杂123的选育与应用

吉杂123是吉林省农科院作物育种研究所以不育系晋长早A为母本,以恢复系吉R 105为父本组配而成的高粱杂交种。该杂交种具有高产、抗性强、综合性状优良,适应性广等特性,一般产量为9.0～12.0 t/hm2。2009年初通过吉林省品种审定委员会审定。     

抗丝黑穗病、抗败育高粱A2细胞质雄性不育系A2Sx3197的选育

A₁Tx3197曾经是我国广泛应用的高粱细胞质雄性不育系,20世纪70年代末,由于高粱丝黑穗病病菌生理小种分化,该不育系以及用其配制的杂交种逐渐失去了对高粱丝黑穗病菌的抗性。同时该不育系小花败育日渐严重,制种产量极低,甚至造成绝收。为了改良A₁Tx3197的抗病性及抗败育性,本研究利用A₂保持系在A₁位点含有A₁育性恢复基因MS₁MS₁和在A₁细胞质背景下表现恢复的特点,以不育系A₁Tx3197为轮回亲本,以含有抗丝黑穗病、抗败育基因的BV₄为供体,通过杂交和多代回交,得到含有双抗基因的A₂类型细胞质雄性不育的保持系BSx3197(MS₁ms₁ms₂ms₂),在该材料自交的同时,用其对A₂细胞质雄性不育系进行细胞核代换,经过多代回交和自交,最终育成了抗丝黑穗病、抗败育的A₂细胞质雄性不育系A₂Sx3197和保持系BSx3197(MS₁MS₁ms₂ms₂)。结果表明,新选育的不育系A₂Sx3197在A₁和A₅细胞质背景下表现恢复,在A₂、A₃、A₄、A₆和9E细胞质背景下表现不育,丝黑穗平均发病率为0~0.8%,败育率为0~8.4%,抗丝黑穗病性、抗败育性明显优于被改良不育系,接近或达到抗原供体BV₄水平;而在抽穗期、株高、穗长、穗宽、千粒重、穗粒重、粒色、壳色、穗形、穗型等主要性状方面与A₁Tx3197差异不显著。     

吉林省农科院农产品加工学科建设和发展方向

基于吉林省农产品加工业快速发展的现状,通过分析吉林省农科院农产品加工学科的发展状况,提出了农产品加工学科建设的思路,阐述了农产品加工学科的发展方向。     

高粱A3细胞质雄性不育发生的细胞学观察及分析

以不育系A₃晋粱5号和相应保持系B₃晋粱5号为材料,对A₃不育系花药发育及雄配子形成过程进行了细胞学观察和分析。结果表明,与A₁、A₂型CMS不同,A₃ CMS孢母细胞减数分裂正常,从四分体形成到幼龄花粉粒发育阶段都未观察到不同于B₃晋粱5号的异常现象。A₃晋粱5号花药经石蜡包埋切片观察,在造孢细胞期、减数分裂前间期及减数分裂期,均未观察到异常现象,不育系花粉母细胞能完成正常的减数分裂过程,四分体正常游离,绒毡层发育正常。但在成熟的花药中,观察到所有的花粉粒皱缩、凹陷、变形。在开花前约1周内的花粉粒成熟期,不育系花粉粒蔗糖—淀粉代谢途径受阻,花粉粒壁上无淀粉粒沉积。A₃ CMS小孢子败育发生在小孢子形成晚期的花粉粒成熟期。     

Marker-assisted breeding for rf1, a nuclear gene controlling A1 CMS in sorghum (Sorghum bicolor L. Moench)

A study on marker-assisted selection (MAS) for the rf1 gene, which controls pollen sterility in the sorghum A1 cytoplasm, was conducted on the offspring population of two crosses between a maintainer line, BTx-622, and two sweet sorghum lines, BJ-299 and Lunen-2, to test the effectiveness of the MAS method and develop maintainer lines with sweet and juicy stalks and corresponding cytoplasmic-nuclear male sterility (CMS) lines. The simple sequence repeat marker Xtxp18 exhibited a high accuracy (95.098 %) for selecting recessive homozygotes for the rf1 gene. The segregation ratio matched the expected ratio calculated according to the reported genetic distance in the F₂ population of the two crosses used. Finally, four excellent maintainer lines/CMS line pairs (F₅/BC₃) with high stalk juice and stalk juice sugar contents were developed. The MAS method based on Xtxp18 for the sorghum rf1 gene could be used for hybrid breeding programs at a low cost in the future.     

甘蓝型油菜NCa细胞质雄性不育系统花药败育前期的基因差异表达

采用cDNA-AFLP技术研究了甘蓝型油菜NCa不育系、保持系和可育F1花药败育前期的基因差异表达谱。用224对引物对不育系、保持系及育性恢复F₁等3个材料的cDNA进行AFLP分析。回收、克隆可能与花药育性有关的差异条带,筛除假阳性,获得41条阳性差异条带（TDFs）;经测序、同源比对、功能预测,归并为35个非重复的TDFs。大多数TDFs在甘蓝型油菜中属首次报道。将已知功能的28个TDFs按其推测功能分为2大类10小类,82%的TDFs与细胞形态建成和降解、蛋白质合成、加工和转运、能量代谢、信号传导有关;基本涵盖花药发育相关的关键代谢过程。对其中7个TDFs基因进行了RT-PCR分析。结果表明,果胶甲酯酶基因和氨基酸通透酶基因都在不育系花蕾中大量表达,果胶甲酯酶基因在不育系叶片、保持系的花蕾、叶片中都没有检测到;而氨基酸通透酶基因有微量表达。驱动蛋白和乙醛脱氢酶主要在保持系花蕾中大量表达,而在不育系花蕾、叶片以及保持系叶片中都只有微量表达。玉米黄素环氧化酶（ZEP）和单脱氧抗坏血酸还原酶则在保持系花蕾、叶片和不育系叶片中大量表达,而在不育系花蕾中微量表达。花粉油体蛋白在不育系和保持系的花蕾中都有表达,不过保持系花蕾中的表达量约2倍于不育系花蕾;但是在两者的叶片组织中都没有检测到。本试验获得的差异表达基因对于了解油菜花药育性形成的调控机制提供了重要的分子信息。     

同异分析法在粒用高粱杂交种评价中的应用

采用同异分析法对吉林省农业科学院2018-2020年登记的11个高粱杂交种的产量、生育期、株高、穗长、穗粒重和千粒重等11个主要性状进行了综合分析和评价,按照联系度值排先后顺序,即吉杂225、吉杂235、吉杂236、吉杂227、吉杂224、吉杂229、吉杂228、吉杂157、吉杂149、吉杂233和吉杂237。结果表明,同异分析法能够综合、客观地评价供试杂交种,可为育种者提供更多的信息来改良品种,是开展育种工作的良好方法。     

单、双低甘蓝型油菜胞质雄性不育系及恢复系选育研究

研究以秦油2号出现的不育株（简称陕ZA）为基本材料，与自育和引进的国内外单双低（低芥酸、低硫么）油菜品种（系）为父本．采用刚交、回交的方法育成了一批单双低甘蓝型油菜胞质雄性不育系及其相应的保持系，并实现了“三系”配套。在不育系的选育中发现，无论是单低或是双低不育系，其不育性的差异主要表现在不育度上，一些表现彻底不育．一些表现有微粉、这主要决定于保持系；且在这些不同的不育系之间，不同的目交方式之间所得到的自交亲和指数不同。同时还进行了新的单双低恢复系的选育研究，已取得了初步进展。     

玉米新品种吉单618及高产栽培技术

吉单618是吉林省农科院玉米所培育的中晚熟玉米单交种,2008年1月通过吉林省农作物品种审定委员会审定。该品种植株清秀、冠层结构合理,2005—2007年在吉林省预备、区域和生产试验中,表现高淀粉、高产、稳产、优质、多抗和广适等特点,一般产量在10400kg/hm2以上,生育日数128d,需要≥10℃积温2720℃,适宜中国东北春玉米区种植。     

小麦骨干亲本‘鲁麦14’的育种价值分析

为更加科学地开展小麦理论研究和提高育种成效,对‘鲁麦14’的构思设计与创制思路、突出特点和以‘鲁麦14’为亲本选育出的品种进行了系统分析。从2001年到2018年,中国科学院、中国农科院、中国农业大学和山东、江苏、河北、安徽、河南、山西、陕西、新疆、贵州、天津9省1市的89家科研单位和育种企业,以‘鲁麦14’为亲本直接育成品种39个、间接育成品种92个,这些品种通过9省2市166次审（认）定和36次国家审定。‘鲁麦14’作为新一代骨干亲本,为全国的小麦生产和育种工作做出了突出贡献。