雄性不育枸杞花蕾POD和EST同工酶分析

[目的]探讨枸杞雄性不育性与同工酶的内在联系,为枸杞雄性不育的机理和雄性不育鉴定提供参考依据。[方法]采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法,对枸杞雄性不育株和可育株花蕾过氧化物同工酶（POD）和酯酶同工酶（EST）进行分析。[结果]结果表明,雄性不育株“YX一1”和可育株“宁杞1号”花蕾POD和EST同工酶电泳图谱均存在差异,雄性不育株“YX-1”在花蕾的各个发育时期POD同工酶的活性都高于可育株“宁杞1号”。在减数分裂期和花粉成熟期,枸杞不育株“YX-1”与可育株“宁杞1号”花蕾EST同工酶活性高于可育株“宁杞1号”。[结论]POD同工酶与育性存在密切的关系,雄性不育基因的表达可能从花粉母细胞时期就已经开始了。     

枸杞雄性不育株花药败育的显微结构观察

选用枸杞"YX-1"雄性不育株不同发育时期的花蕾为试材,以当地主栽品种宁杞1号为对照,利用石腊制片技术对其花蕾不同发育时期的细胞显微结构进行比较研究.结果表明:在造孢细胞时期,雄不育植株造孢细胞有解体现象;在花粉母细胞时期,雄不育植株有的表现为花药大小分布不均,表现为绒毡层细胞内含物融合形成周原质团;在四分体期,雄不育植株花药壁有的表现为畸形,扭曲成瘤状突起,有的表现为药隔和花粉囊壁分离,四分体形成数量少;绒毡层发育异常,雄不育株绒毡层细胞内含物融合形成周原质团或细胞径向伸长形成周原质团并侵占药室,导致小孢子败育或形成数量极少的小孢子,最终形成完全不育型和不育I型 .枸杞雄不育植株的花粉败育时期可发生在造孢细胞期到四分体期.     

花椰菜温敏雄性不育系GS-19花药败育的细胞学及转录组分析

【目的】对花椰菜温敏雄性不育系的花器形态、花药败育时期和败育分子机理进行研究,明确其不育特性发生的细胞学和分子机理,为进一步研究其雄性不育奠定理论基础。【方法】以花椰菜温敏雄性不育系GS-19为试验材料,不同温度(15℃和20℃)处理,采用形态学、细胞学方法及高通量测序技术(Illumina Hi Seq 2500),研究其形态特征、花药败育的细胞学及分子机理。【结果】花椰菜温敏雄性不育系GS-19的育性转换受温度控制,高温(20℃)不育,低温(15℃)育性恢复。GS-19不育株与可育株花器差异显著,不育株花器显著小于可育株。花药细胞学观察发现GS-19的花药发育过程有花粉母细胞的分化,形成正常花粉囊,不产生花粉粒或者产生微量的无生活力的花粉粒,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,形成了花粉粒外壁发育异常的拟"四分体孢子",逐渐降解,剩下花粉空壳,属于花粉母细胞败育类型。GS-19不育株和可育株花蕾转录组分析共获得67 930个Unigene,其中Nt数据库比对到相似序列数最多(52 191个),Nr数据库比对到相似序列次之(46 447个),KOG数据库比对相似序列最少(13 198个);GO注释到25 336个Unigene;KOG注释到13 198个Unigene;KEGG注释到14 778个Unigene。基因差异表达分析发现GS-19不育株花蕾和可育株花蕾中有2 170个基因差异表达,1 078个基因上调表达和1 092个基因下调表达。【结论】花椰菜温敏雄性不育系GS-19为高温不育类型,不育株花器显著小于可育株,花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,属于花粉母细胞败育类型。转录组测序获得了67 930个Unigene,差异表达基因2 170个。     

不结球白菜胞质雄性不育新种质花蕾和叶片中活性氧代谢的变化

对新育成的不结球白菜雄性不育系及其保持系不同发育阶段的花蕾和营养生长期及盛花期叶片中的活性氧（O2^.-）水平、丙二醛（MDA）含量及抗氧化酶活性进行了比较。结果表明：与保持系花蕾相比，雄性不育系花蕾中O2^.-产生速率、H2O2及MDA含量较高，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性也较高，但抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性变化与上述3种酶不同。叶片中虽有保护酶活性的差异，但O2^.-产生速率、H2O2和MDA含量差异不显著。说明不育株与可育株的活性氧代谢的差异主要存在于生殖器官中。     

枸杞雄性不育性与游离脯氨酸含量的关系

[目的]揭示枸杞雄性不育败育的生理生化机制。[方法]通过分析比较枸杞雄性不育株和可育株叶片及花蕾中游离脯氨酸的含量研究枸杞雄性不育性与游离脯氨酸含量的关系。[结果]在减数分裂期和花粉成熟期,雄性不育株YX-1的叶片游离脯氨酸含量高于可育株宁杞1号。叶片游离脯氨酸含量在春梢生长期最高,在展叶期最低。在生殖生长阶段,宁杞1号的叶片游离脯氨酸含量逐渐降低,YX-1的叶片游离脯氨酸含量逐渐升高。随着花蕾的发育,YX-1的花蕾脯氨酸含量逐渐降低,宁杞1号的花蕾脯氨酸含量逐渐升高。在减数分裂时期和花粉成熟期,YX-1的花蕾游离脯氨酸含量明显低于宁杞1号。[结论]不育株叶片游离脯氨酸含量高于可育株,花蕾游离脯氨酸含量低于可育株,可能是导致雄性不育的原因。     

石竹雄性不育系小孢子形成过程的细胞学观察

 【目的】研究石竹不育系与可育系小孢子形成过程的异同。【方法】利用压片及石蜡切片等方法观察石竹雄性不育系与可育系小孢子发育过程。该不育系（H-37B）是通过在石竹自交6代的自交系中发现的1株雄性不育株与可育株经过连续杂交和2代回交获得的不育系（H-37B）。【结果】可育系小孢子发育经历了造孢细胞、小孢子母细胞、四分体等时期,最后发育成花粉。不育系败育现象在造孢细胞增殖期、小孢子母细胞减数分裂期以及四分体至单核期都有发生。石竹可育花粉外形饱满,圆形,生活力强;而不育花粉外形空瘪,不规则,无生活力。【结论】绒毡层的异常发育是导致小孢子败育的主要原因。     

甘蓝型油菜雄性不育系与可育系花蕾的RNA、氨基酸含量分析

本试验通过对甘蓝型油菜雄不育与可育花蕾的ＲＮＡ、氨基酸含量研究表明：①雄不育花蕾ＲＮＡ含量在花药减数分裂时，有高、有低，在单核期后，则显著低于相应的可育系，雄不育花蕾ＲＮＡ亏缺是不育的结果；②雄不育花蕾游离脯氨酸随其发育降低，可育系则与之相反，脯氨酸缺乏是雄不育的结果；③雄不育花蕾丙氨酸含量高于相应可育系；④雄不育花蕾游离天门冬氨酸含量在花粉母细胞减数分裂时，低于相应可育系，在花粉三胞期则与之相反；④油菜花蕾游离天门冬氨酸、苏氨酸、谷氨酸、丙氨酸、半胱氨酸含量随其发育而降低。     

萍乡显性核不育水稻不育株与可育株同工酶比较分析

对萍乡显性核不育水稻纯合不育株、杂合不育株和隐性可育株幼穗发育期的叶片、幼穗和花药中3种同工酶表达进行了比较分析，结果表明：叶片中，不育株（纯合与杂合）与可育株的酯酶（EST）、过氧化物酶（POD）、细胞色素氧化酶（COD）的同工酶酶谱未见差异，且在幼穗发育的不同时期也基本相同；幼穗中，不育株（纯合与杂合）与可育株的EST、POD、COD的同工酶酶谱在雌雄蕊形成期存在差异，与可育株的同工酶酶谱相比，不育株除在谱带的显色速度、颜色和带宽上存在差异外，在谱带数及其分布未见差异；在单核期花药中，不育株（纯合与杂合）比可育株多1条EST、少2条POD和2条COD同工酶带，在三核期也呈上述特征。表明水稻显性核不育基因在叶片中不表达、幼穗中部分表达和花药中充分表达，水稻显性核不育基因表达具有组织的时空和特异性。花药发育过程中基因表达程序的扰乱是引起花粉败育的最主要的原因。     

大白菜核雄性不育相关microRNA的鉴定

为探寻mi RNA在大白菜雄蕊育性调控中的作用,以大白菜雄性不育"两用系"AB03的可育株与不育株花蕾为试材,构建small RNA测序文库并进行高通量测序,最终在两样本中分别检测到132和144个已知mi RNA,其中有19个mi RNA在不育株与可育株花蕾中差异表达。在这19个差异表达的mi RNA中,14个在不育花蕾中上调表达,5个在不育花蕾中下调表达。这些差异表达的mi RNA的靶基因部分与花、雄蕊、花粉的发育相关,例如AP2、果胶甲酯酶抑制剂家族蛋白等,本研究探讨了可能参与花粉发育的mi RNA及其与靶基因的关系。     

1个新油菜核不育系败育机理研究

[目的]研究1个新油菜核不育品系的败育机理。[方法]油菜现蕾后,取核不育系和可育系油菜花朵进行花器观察与比较,并用光学显微镜和电子显微镜对其花药发育进行显微和超微结构观察与比较。[结果]花器观察表明,油菜核不育系不育株的株型、株高等特征以及花器结构与正常株无显著差别,花药前期发育正常,后期逐渐萎缩败育,雌蕊发育正常。显微观察表明,核不育系的败育时期在花粉母细胞阶段,表现为花粉母细胞空泡化、细胞分裂的同步化丧失、细胞解体。超微结构显示,花粉母细胞的败育始于花粉母细胞分化期,细胞内出现许多自噬体和多泡体,并最终导致细胞解体。[结论]该核不育系的胞间通讯能力显著低于正常油菜,可能是导致其细胞分裂同步化丧失的原因。