Cloning and Analysis of the Promoters of Two OsRhoGDIs Genes from Rice

OsRacD, belonging to rice (Oryza sativa L. ssp. japonica) Rho family of the small GTPases, is a pivotal gene involved in rice photoperiod fertility conversion of photoperiod sensitive genie male sterile rice which influences the rice fertility via controlling the pollen tube growth. Using OsRacD as bait, two GDP dissociation inhibitor genes designated as OsRhoGDI1 and OsRhoGDI2 were screened by yeast two-hybrid system. To further study the regulation mechanism of OsRhoGDIs, and also the relationships between OsRhoGDIs and OsRacD, the upstream regulation sequences of OsRhoGDI1 and OsRhoGDI2 were cloned by PCR, and the cis-elements in the promoters were predicted using internet tools in this study. The results showed that there were several kinds of response elements, such as phytohormone response elements, light- regulated elements and adversity induced elements in the promoters of OsRhoGDIs, some of which were similar. Comparing with the promoter of OsRacD, several pollen tube germination related elements were found. On one hand, the expression and regulation mechanism of OsRhoGDIs were complex, they may be regulated by several signaling pathways commonly, and the regulation mechanisms were similar to some extent. On the other hand, it was suggested that the fertility of photoperiod sensitive genie male sterile rice may be controlled by the cooperative expression of OsRhoGDIs and OsRacD.     

粳稻光敏核不育系皖2312S的选育

[目的] 介绍光敏核不育系皖2312S的选育过程、育性表现、抗病性和农艺性状。[方法] 以粳稻光敏核不育系7001S为母本,与双九杂交,经6年11代选择育成了粳稻光敏核不育系皖2312S。[结果] 2007年8月1日至31日,皖2312S表现雄性不育,镜检花粉败育率为99.72%-100.00%,套袋自交结实率为0-0.43%,稳定不育期为31 d;9月3日至14日表现雄性可育,镜检花粉败育率为74.80%-99.47%,套袋自交结实率为1.43%-9.54%。2008年7月31日至9月1日,皖2312S表现雄性不育,镜检花粉败育率为99.91%-100.00%,套袋自交结实率为0-0.48%,稳定不育期为33 d;9月3日至21日表现雄性可育,镜检花粉败育率为69.99%-99.91%,套袋自交结实率为0.33%-42.75%。田间种植皖2312S对水稻条纹叶枯病的抗性较强。[结论] 该不育系的稳定不育期在30 d以上,较适宜选配中粳组合。     

粳型水稻光敏核不育系皖2304S的选育及特征特性

[目的]介绍光敏核不育系皖2304S的选育过程、育性表现、抗病性和农艺性状。[方法]以粳稻光敏核不育系7001S为母本,与双九杂交,经4年7代选择育成了粳稻光敏核不育系皖2304S(简称2304S)。[结果]2009年8月12～28日,2304S表现雄性不育,镜检花粉败育率99.54%～100.00%,套袋自交结实率0～0.07%;8月31日至9月21日,表现雄性可育,镜检花粉败育率79.94%～99.79%,套袋自交结实率0.56%～28.76%。2010年8月2日至9月1日,表现雄性不育,镜检花粉败育率99.53%～100.00%,套袋自交结实率0～0.36%,稳定不育期31 d;9月3～17日,表现雄性可育,镜检花粉败育率96.38%～99.46%,套袋自交结实0.57%～18.82%。长日不育起点温度低于24.0℃。田间种植对水稻条纹叶枯病抗性较强。[结论]该不育系稳定不育期30 d以上,适宜选配中粳组合。     

粳稻光敏核不育系皖2306S的选育

[目的]介绍光敏核不育系皖2306S的选育过程、育性表现、抗病性和农艺性状.[方法]以自育的粳稻光敏核不育系皖2312S为母本,与从江苏引进的扬稻9538粳稻品系杂交,经5年8代选择育成粳稻光敏核不育系皖2306S.[结果]20加12年7月27日至8月31日,皖2306S雄性不育,镜检花粉败育率为99.69％ ～ 100％,套袋自交结实率0～0.34％,稳定不育期为36 d;9月3～21日表现雄性可育,镜检花粉败育率为86.04％ ～99.35％,套袋自交结实率为6.14％～58.54％.2013年7月29日至9月4日表现雄性不育,镜检花粉败育率为99.50％～ 100％,套袋自交结实率为0～0.27％,稳定不育期38 d.9月6～22日表现雄性可育,镜检花粉败育率为52.74％～98.24％,套袋自交结实率为0.25％～70.83％.接种鉴定,2306S对稻瘟病抗性综合指数为4.33（MR1）,白叶枯病病情指数为54.44（S1）.田间种植表现抗稻瘟病和条纹叶枯病.[结论]该不育系的稳定不育期在30d以上,适宜选配中粳组合.     

Cytological study and PCD assay on pollen development of photoperiod sensitive genic male sterile rice

A systematic cytological comparison of the anther development of photoperiod sensitive genic male sterile (PSGMS) rice with its normal fertility counterpart was conducted. The results showed that pollen abortion in PSGMS rice occurred first no later than the pollen mother cell (PMC) stage and continued during the entire process of pollen development till pollen degradation. This abortive process was closely associated with the abnormal behavior of tapetum. Although tapetum degeneration in the PSGMS rice initiated as early as at the PMC stage, it proceeded slowly and did not complete until the breakdown of the pollen, in sharp contrast to the rapid disintegration of the tapetal layer during the late microspore to the bicellular pollen stage in the fertile rice. Such cytological observation was supported by the results of the TUNEL (TdT2 mediated dU TP Nick End Labeling) assay that detectsDNA fragmentation resulting from programmed cell death (PCD), indicating that the tapetum degeneration occurs in the process of PCD. __________ Translated from Journal of Huazhong Agricultural University, 2007, 26(3): 283–288 [译自: 华中农业大学学报]     

光温条件对无花粉型光温敏核不育水稻籼S育性转换的影响

为了弄清光温条件对自然突变的无花粉型水稻光温敏核不育系籼S育性转换的影响,通过大田遮光和人工气候箱设置不同光长(11.5、12.5、13.5和14.5 h)、不同温度(21、23.5、24、24.5和28℃)对幼穗分化期内的籼S持续(7、8、9、10、15和20 d)处理。结果表明,越冬材料在13.5 h光长下处理15 d,24和24.5℃两种处理最终均能使籼S从可育转为不育,21℃低温处理能使籼S可育率高达96.5%;以21℃低温、13.5 h光长的条件持续处理不同时间,仅9、10 d的低温处理才能导致籼S出现持续可育;大田遮光处理仅在晚造时对育性转换产生影响,出现可育花粉的时间早晚及其花粉可育率存在显著差异时的育性高低总体趋势均为11.5 h处理>12.5 h处理>CK>13.5 h处理;人工气候箱内不同光长持续处理20 d发现,28℃高温各处理始终为无花粉型败育;24℃低温处理,仅11.5 h光长处理能使籼S出现部分可育花粉;23.5℃低温处理,11.5和12.5 h两种光长处理能使籼S出现部分可育花粉。故籼S具有较强的温敏性和一定的光敏性,在23.5~24.0℃的低温下,存在一定的光温互作效应。     

棉花核雄性不育系研究进展及应用

棉花核雄性不育系是由控制花粉正常育性的核基因发生突变而形成的不育系,因具有败育彻底、恢复源广泛、易于筛选高优势杂交组合的优点而被广泛应用于杂交种生产。但是,对棉花细胞核雄性不育机理研究却不多。为了更好地开展对细胞核雄性不育材料的研究,从形态学、细胞学、生理生化和分子基础等方面综述了棉花核雄性不育机理研究进展;分析了当前我国核雄性不育杂交棉应用状况;并提出了棉花核雄性不育机理研究发展方向。     

2种水稻OsRhoGDIs基因在幼穗组织中的原位杂交分析

水稻OsRhoGDI1和OsRhoGDI2基因是通过酵母双杂交技术从幼穗中分离的新基因,其编码产物是与水稻Rho蛋白OsRacD相互作用的一类活性调控蛋白。为研究这2种OsRhoGDIs基因在幼穗组织中的表达特点,通过PCR扩增的方法制备了探针模板,并采用随机引物标记的方法,以地高辛对探针进行了标记,进而利用这2种探针与水稻幼穗组织石蜡切片进行RNA原位杂交,结果表明,OsRhoGDI1和OsRhoGDI2在幼穗组织中都有表达,但OsRhoGDI2基因的转录水平明显高于OsRhoGDI1基因,提示OsRhoGDI2可能是调控OsRacD活性的主要类型。     

光敏核不育水稻的光温效应及生态适应性研究

１９９１～１９９３年对１３个光敏核不育系在早、中、晚三季自然变温条件下进行了６种不同光周期诱导育性转换的试验。结果表明，长日第二光周期对光敏水稻育性转换的诱导效应，决定于其本身的短日第一光周期的感光性强弱。只有感光性强的不育系才表现为光敏，而感光性弱的不育系则表现为温敏。根据对第一光周期的感光性强弱和育性转换的特点。将现有的光（温）敏不育系划分为高温敏型、低温敏型、长日光敏型、近长日光敏型和光温互作型５种类型。当高于育性转换的温度阈值时，光周期控制着光敏不育系的育性表现，温度控制着温敏不育系的表现。不同不育系之间存在育性转换的温度阈值和临界光周期的差异。本文还讨论了两个光周期敏感性的非独立性关系和光（温）敏不育系利用的生态学意义。     

不同光温敏核不育水稻育性转换与花粉发育的比较

以５个光温敏雄性不育水稻为材料,比较研究了它们的育性转换及花粉发育的规律。结果表明,不同的光温敏雄性不育水稻育性转换总趋势是：可育→部分可育部分不育→不育→部分不育部分可育→可育,但在特殊环境因子作用下,不育与可育可发生相互转化,不同的光温敏核不育水稻均存在两个育性转换期,并且第一个育性转换期比第二个育性转换期稳定, 不同光温敏雄性不育水稻不育期内其花粉发育均呈现连续变化,并且呈现一定的规律性,虽     

光(温)敏核不育水稻的育性和开花习性研究

在合肥地区自然条件下,对7个光(温)敏核不育系的育性稳定性和育性转换特性及开花习性进行了研究。结果表明:粳型7001S、N5088S和31111S不育性稳定,不育期花粉败育率、自交结实率分别为99.82—99.96%、0.00—0.03%,育性转换明显,转换期自9月5—6日先后开始,可育期花粉败育率27.82—41.72%,自交结实率20.92—44.00%,作为两系杂交稻的母本应用可行。粳型N5047S、籼型W7415S基本具有与上述3个粳型核不育系相似的育性稳定性和育性转换特性,用作母本基本可行。籼型W6154S、8801S不育期因花粉母细胞减数分裂期低温,出现不同程度不同次数的育性波动,应用风险大。粳型7001S、N5088S、31111S和W6154S开花完全(颖花开花率较高),张颖时间较长或中,花时高峰早且集中,或花时分散但午前花率较高,利于制种,N5047S、W7415S、8801S开花率低,盛花时迟或颖花张颖时间短,制种困难。     

粳型短光敏核不育系5021S育性基因的定位

以育性转换表现为"长光高温下可育,短光低温下不育"反(向)光、温敏核不育种质5021S为材料,5021S与轮回422杂交组合F2作为遗传群体进行育性相关基因的QTL定位,利用124对SSR标记构建了一张全长1 912.3 cM平均图距为14.98 cM的饱和分子连锁图谱。利用Windows QTLCartographer2.5软件,在全基因组范围内检测到4个控制育性相关性状的QTLs位点,分别位于第2、第3、第5、第7染色体上,单个QTL可解释4.5%～32.5%表型变异。其中位于第2染色体上RM5804与RM425之间的qpms-2贡献率为32.5%,第3染色体RM130与RM3405之间的qpms-3贡献率为16.1%。表明5021S的核不育性受2对隐性主基因控制,同时受微效基因调控。     

新育成反向核不育水稻FHS开花习性观察

光温敏核不育系具有不育期和可育期,生产上要求在不育期制种尽量提高异交结实产量,在可育期繁殖时尽量避免异交以保证繁种纯度。因此在选育不育系时,应趋利避害,选不育时开花较早、花时集中、开花高峰与正常品种吻合,受环境影响小的材料,以提高不育系的实用价值。同时由于育性和环境的影响,不育系间柱头外露率有明显差异,应选择可育时柱头外露率低,不育时柱头外露率高而且受环境影响变异小的材料。这将有利保证制种高产稳产,同时又能保证繁殖的高纯度。     

Effect of the Antisense BcMF12 Driven by the BcA9 Promoter on Gene Silencing in Brassica campestris L. ssp. chinensis

The study analyzed the silencing of BcMF12 gene regulated by BcA9 promoter in the transgenic pakchoi and confirmed the effect of antisense BcMF12 gene on the pollen development. A conserved BcMF12 gene fragment was amplified from the cDNA of flower buds in pakchoi （Brassica campestris L. ssp. chinensis, syn. B. rapa L. ssp. chinensis） and was fused to the anther specific BcA9 promoter. The plant antisense expression vector was constructed and then introduced into pakchoi via Agrobacterium-mediated transformation. The transgenic plants were screened by antibiotics and molecular analysis. PCR and Southern blot revealed that the antisense BcMF12-GUS fusion gene regulated by BcA9 promoter was integrated into transgenic plants. Northern blot suggested that the expression of BcMF12 gene was down-regulated significantly. The pollen germination rate of transgenic plants with antisense BcMF12 gene decreased as compared with that of the control plants. The expression of the gene BcMF12 related to the pollen development was inhibited by the antisense BcMF12 driven by BcA9 promoter, which consequently affected the pollen development in pakchoi.     

甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A 花药发育的细胞学研究

【目的】明确甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花药败育的时期及细胞学特征,为进一步研究其雄性不育的机理奠定理论基础。【方法】用不同温度（16℃和22℃）处理试验材料不育系TE5A,分别观察植株的育性及花器形态;并采用常规半薄切片技术,通过甲苯胺蓝、苯胺蓝和苏丹黑B等染料进行染色,观察并比较该不育系TE5A不育植株和可育植株花药发育的显微结构、胼胝质以及脂质体等脂类物质的异同;进一步通过透射电镜对其花药发育的超微结构进行比较观察。【结果】当把可育株油菜从16℃光照培养箱移到22℃光照培养箱后7 d,观察到花朵的育性转变为雄性不育。把22℃光照培养箱的不育株油菜移到16℃光照培养箱后,观察到先开放的花朵表现为雄性不育,而随后开放的花朵表现为雄性可育。在不育环境下的不育株TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但不育株花朵的花丝显著短于可育株的花丝,并且花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。在不育环境下,不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,花粉母细胞减数分裂发生异常,没有二分体及四分体的形成,形成“拟小孢子”。胼胝质在花粉母细胞时期可以正常合成,但后续的降解滞后,在四分体时期没有降解,直至花粉粒成熟期才开始降解。绒毡层没有观察到明显异常,并能分泌脂质体等脂类物质。“拟小孢子”的花粉粒外壁发育异常,无法形成具有特殊柱状体和顶盖结构的花粉粒外壁,因此,不能结合孢粉素和脂质体等物质。随着花药的继续发育,最后“拟小孢子”逐渐降解,只剩下花粉空壳。【结论】甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,减数分裂异常导致无法形成二分体及四分体,并且胼胝质的异常降解及花粉粒外壁的异常对花药败育也有重要影响。甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A可以作为一新型甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系材料。     

两用核不育水稻光敏与温敏分类的探讨

采用红光－远红光逆转效应，光温控制及等位性测验等方法。探讨了Ｎ５８ｓ及其转育的光不曙敏核不育系Ｗ６１５４ｓ，Ｗ７４１５ｓ，３３００１ｓ和３１１１１的光敏衣温敏特性。结果表明，光敏色素参与了Ｎ５８ｓ３１１１ｓ和３３００１育性诱导过程，红光间断长暗期导可条件下，其育度显著降低，远红光能部分逆转红光的诱导效应。Ｗ７４１５ｓ育性受光敏色素的调节，Ｗ６１５４ｓ育性基本不受光敏色素调节控制。Ｗ６１５４ｓ育性在     

籼稻温敏核不育系皖2311S的选育·育性·特征特性

[目的]介绍籼稻温敏核不育系皖2311S的选育过程、育性表现和农艺性状。[方法]以籼稻温敏核不育系2301S为母本,与籼稻品系3401杂交,经5年8代选择育成籼稻温敏核不育系皖2311S(简称2311S)。[结果]2009年8月3日至9月21日2,311S表现雄性不育,镜检花粉败育率99.93%～100.00%,套袋自交不结实,稳定不育期50 d。2010年7月21日至9月6日,表现雄性不育,镜检花粉败育率99.82%～100.00%,套袋自交不结实,稳定不育期48 d9,月8～10日表现雄性可育,镜检花粉败育率97.11%～99.93%,套袋自交结实率0.24%～1.08%9,月13～21日,又表现雄性不育,镜检花粉败育率99.73%～100.00%,套袋自交不结实。2011年7月8日至9月21日,连续表现雄性不育,镜检花粉败育率99.55%～100.00%,套袋自交结实率0.00%～0.13%。长日不育起点温度低于23.0℃。[结论]该不育系稳定不育期30 d以上,米质优,比较适宜选配中籼优质米组合。     

籼稻骨干亲本稻瘟病抗性基因Pi-b的检测

检测籼稻骨干亲本的稻瘟病抗性基因Pi-b,以期为抗病育种提供适合的亲本。以92份骨干亲本为材料,采用功能基因分子标记检测92份骨干亲本的Pi-b基因。结果表明,92份供试材料中,19份携带Pi-b基因,占供试材料20.65%。Pi-b基因在恢复系和不育系中的分布存在差异,81份恢复系中有19份携带该基因,占23.46%,11份不育系中没有检测到Pi-b基因,恢复系携带Pi-b基因比例远高于不育系。Pi-b基因在各稻区的材料都有分布,来自福建三明市、四川省、陕西省和湖南岳阳市农业科学研究所的材料分别有1份、9份、7份和1份携带Pi-b基因。     

无花粉型水稻温敏核不育系籼S不育特性遗传的初步研究

【目的】籼S是由常规稻籼黄占自然突变株选育而成的新型无花粉温敏核不育水稻,对籼S的不育特性遗传进行初步分析,为该品种的进一步研究和生产利用奠定基础。【方法】应用经典遗传学分析方法,将籼S与多个常规稻进行杂交,调查杂交后代F₁、正反交F₁、F₂、BCF₁育性,并分析F₁不育株禾蔸的不育特性。【结果】籼S在广州(23°08′N)自然条件下,5月上旬至10月下旬为稳定不育期,不育期较培矮64S长近2个月;籼S的温敏核不育性可以被不同类型常规稻品种恢复,且恢复度较高,说明控制其不育性的基因为隐性遗传;各正、反交花粉可育率及套袋自交结实率差异均不显著,表明籼S的不育性遗传与细胞质无关;绝大多数F₂代群体不育株数与可育株数比值符合1∶3,育性不仅呈非连续分布,且可育株、不育株基本表现为极端分离,13个BCF₁代群体不育株数与可育株数比值均符合1∶1,表明籼S的不育性遗传受1对主效基因控制;F₂不育株禾蔸育性转换与籼S相似,最终均表现为无花粉型败育,且均具有温敏性。【结论】籼S不育性属于隐性遗传,由核基因控制,其不育性基本符合1对主效基因的遗传模式,且其无花粉型败育方式及温敏性能在杂交后代中遗传。     

Studies on the Photoperiod Sensitive Characters of Male Fertility Alteration of Peiai64S‘ Main Male Genic Sterile Gene

Peiai64S, an indica male sterile rice with a male fertility alteration under different environments, is selected from the offspring of indica rice crossed with Nongken58S. Nongken58S, a japonica photoperiod sensitive genic male sterile rice (PGMS), deriving from a natural mutant plant individual of normal japonica rice variety, Nongken58, is used as a male sterile gene donor of Peiai64S. But Peiai64S is not a typical PGMS rice, the male fertility is sensitive to temperature just as thermo-sensitive genic male sterile rice (TGMS). We have selected typical PGMS plants in F2 population of Peiai64S × Nongken58, whose ratio of fertile plants to sterile plants is nearly 3:1. The sterility inheritance conformed to one pair of gene segregation model. The result indicates the main male sterile gene in Peiai64S is not other than the PGMS gene, and comes from Nongken58S. The genetic background affects effective expression of the PGMS gene. This suggests that we ought to focus on optimizing the genetic background of the PGMS gene in PGMS rice breeding, and select an ideal genetic background as a transgenic background in molecular breeding.