棉花雄性不育系网室蜜蜂授粉技术研究

旨在研究蜜蜂在棉花不育系上的传粉特征以及是否适宜棉花三系制种。本试验在网室内利用蜜蜂(Apis mellifera Ligustica Spinola)进行棉花不育系授粉,以人工授粉为对照,调查晴天与阴天蜜蜂在棉花保持系和不育系花朵上的造访频率和单花停留时间,并比较蜜蜂和人工授粉田间农艺性状、制种产量及成本。结果表明,晴天条件下,蜜蜂在棉花保持系的造访频率为60 次/h,不育系为49.2 次/h,差异达显著;阴天条件下,蜜蜂在保持系的造访频率为23.4 次/h,不育系为13.8 次/h,差异不显著。蜜蜂授粉和人工授粉单铃籽粒数有显著差异,而单株铃数和空果枝数差异达极显著,果枝数、铃重、衣分、子指、发芽率则无显著差异。蜜蜂授粉种子产量可达人工授粉的70%左右,但其制种成本远低于人工授粉,可节约费用三分之二。因此,合理利用蜜蜂授粉技术对棉花不育系制种具有重要的推动作用。     

三系杂交棉亲本花粉和柱头的生活力

花粉和柱头具有高的生活力是植物完成双受精的必要条件。了解三系杂交棉恢复系和保持系花粉与不育系柱头的生活力及其持续时间，对提高三系杂交棉制种和不育系繁种的产量具有重要指导意义。初步观察了恢复系和保持系花粉的生活力，同时以保持系柱头生活力为对照，对不育系的柱头生活力进行了观察。结果表明，开花当天上午9：00时，恢复系和保持系花粉与不育系柱头的生活力最强，授粉成铃的效率高；不育系柱头生活力可从开花当天持续到第2d上午，开花当天下午到第2d上午授粉仍可获得一定的结铃率。通过延长授粉的时间，可提高杂交种制种产量。     

纤维颜色作为指示性状的三系杂交棉制种技术

以彩色棉纤维的颜色作为指示性状,在三系杂交棉的制种田,将带有指示性状的棕色棉恢复系或绿色棉恢复系按1∶2的比例与白色棉不育系混合种植(混播制种方式),缩短蜜蜂等媒介在不育系棉株与恢复系棉株花朵间的传粉距离,利用天然媒介传粉提高杂交种子产量.试验以常规的条播制种方式为对照,发现混播制种方式可有效地提高不育系的结铃率和降低其棉铃的不孕籽率,制种产量比对照增加14%以上.这种混播制种方式,只要在棉花采收时,分收不同颜色籽棉就可区分杂交与自交的种子,如棕色不育系与白色恢复系的制种田中,棕色纤维种子即为杂交种子,白色纤维种子即为恢复系自交种子.因此,通过培育彩色棉雄性不育系或恢复系,利用其纤维颜色作为指示性状,采用混播制种方式可提高制种产量,在彩色棉杂交种子的生产中是可行的.     

网室内棉花不育系蜜蜂授粉试验

为找出制种成本低、效率高的方法,本研究以人工授粉作为对照,开展了网室内棉花不育系蜜蜂授粉试验。结果表明,蜜蜂在晴天的造访率为109次,阴天为13次;6个不育系单株结铃数、果枝数、铃重、衣分、单株籽粒数等与人工授粉相差不大,空果枝数均值较人工授粉低,籽指均值较人工授粉高,种子产量均达人工授粉的80%左右,制种成本可降低40%以上,种子发芽率较人工授粉高。因此,合理利用蜜蜂授粉对棉花不育系制种具有重要的推动作用。     

网室内棉花不育系蜜蜂授粉试验研究

本研究利用蜜蜂在网室内进行棉花不育系授粉,人工授粉作为对照。蜜蜂在晴天的造访率为109次,阴天为13次;平均访花率为4.1s。调查结果表明,6个不育系在单株结铃数、果枝数、铃重、衣分、单株籽粒数等性状与人工授粉相差不大,空果枝数均值较人工授粉低,子指均值较人工授粉高,种子产量均达人工授粉的80%左右,而制种成本可节约40%以上;种子发芽率较人工授粉高。因此,合理利用蜜蜂授粉对棉花不育系制种具有重要的推动作用。     

玉米C型胞质雄性不育与可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量的关系

为揭示玉米胞质雄性不育的生化机制,以玉米C型雄性不育系C478及其保持系478、恢复系H01为材料,对叶片及雄穗小花的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量进行比较研究.结果表明:玉米不育系苗期、抽雄期、开花期叶片中可溶性糖含量均显著高于保持系、恢复系;三系间可溶性蛋白含量相差小;不育系除抽雄期外叶片中的游离脯氨酸含量显著高于其保持系、恢复系.玉米雄穗发育过程中,保持系雄穗小花中的可溶性糖含量在雄穗孕育完全但没抽出期(时期Ⅱ)、散粉期(时期Ⅲ)显著高于不育系;不育系小花中各个时期的可溶性蛋白含量均低于其保持系和恢复系,特别在时期Ⅱ、时期Ⅲ显著低于保持系和恢复系;不育系每个时期小花中的游离脯氨酸含量都显著低于保持系和恢复系.     

杂交稻杂株的类型、来源及防杂措施

杂交稻种子的纯度影响其产量高低。据调查,近几年杂交稻的杂株率一般在2～5％,高的达10％以上。 杂交稻的杂株多种多样,来源不同。现根据我们多年研究的结果,将其主要类型、来源与对策叙述如下: 1.不育系繁殖田与制种田中的杂株,主要是指不育系、保持系和恢复系等三系亲本中的杂株,这些杂株直接影响杂交稻的纯度。 不育系亲本中,杂株主要有保持系、迟不育株和半不育株三类,一般以保持系居多。而在广东、湖南、福建等南方地区,后两类杂株的比例相对较高。     

萝卜不育系与保持系的生理生化分析

以3对萝卜不育系及其保持系为试材,对不同发育阶段的可溶性糖、果糖、葡萄糖、叶绿素、游离脯氨酸含量进行比较分析,探索这些物质与萝卜育性之间的关系。结果表明,在不育系叶片中可溶性糖、果糖、葡萄糖含量略高于保持系的,而在花蕾中则低于保持系的。游离脯氨酸含量的变化趋势与以上3种糖变化趋势一致。而叶绿素a、叶绿素b含量为不育系低于保持系,但叶绿素a/b比值为不育系高于保持系。     

棉花三系杂交制种栽培技术总结

从2011年起连续4年用抗虫丰产、高衣分、大铃、抗黄萎病等4类优良棉花(Gossypium hirsutum L.)品种对引进的不育系和恢复系进行转育和选育,提高了原有不育系和恢复系的抗虫性、抗病性、品质及产量。目前改良不育系的不育株率和不育度都是100%,恢复系的恢复率也达到100%,4类优良品种可以认定为保持系,实现了三系配套。根据棉花三系生长发育规律,通过连续多年试验研究,总结出关键性的三系杂交制种栽培管理技术,为大面积制种提供了参考依据。     

朝天椒“三系”杂交制种技术

正朝天椒"三系"包括雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系。雄性不育系,是指雄性不育且不育性能够稳定遗传的植株品系。雄性不育保持系,是指能保持不育系后代不育性的特定品系。雄性不育恢复系,是指能够恢复不育系育性的品系。一、制种田的选择制种田应选择土壤肥沃、地势平坦、排灌方便的沙壤土地块,可用大棚制种,也可露地制种。大棚制种产量高,受环境条件影响小,可以不考虑隔离问题。而露地制     

水稻不育系遗传提纯及其效果研究

 遗传提纯不育系的特点是通过对细胞质和细胞核的筛选，分离出纯合的个体，实现后代群体的高度一致性。提纯方法是通过连续割茬，检查不同环境条件下花粉育性和自交结实情况，以鉴别出不育度高而稳定的不育系和保持系的合格单株，保证不育系的高质量。在生产上使用结果表明，该提纯法可行，效果显著。     

三交杂交水稻的育种研究

通过利用胞质雄性不育系与临时保持系杂交 ,获得杂合不育系 ,再与恢复系杂交的方法配制了 1 5个三交杂交稻组合。试验结果表明 :杂合不育系柱头外露率高 ,其制种产量比纯合不育系提高 3 8.1 %～ 79.7%。大部分三交杂交稻组合在株高、抽穗期等主要农艺性状上表现基本整齐一致 ,能达到生产应用要求 ,大多数组合的产量较对照增加 6%～ 9%。     

北方杂交粳稻亲本选择的研究

选用辽宁省20世纪80年代和90年代有代表性的杂交水稻及亲本，采用多种统计方法．重点研究了北方杂交粳稻亲本主要产量性状、农艺性状、品质性状在F1代的遗传表达。结果表明：(1)杂交水稻的结实率主要受母本控制，呈正相关关系，接近显水平，与父本关系不大，且呈负相关关系。杂交水稻的千粒重主要受父本影响。(2)杂交水稻剑叶的叶周长和叶长主要与恢复系相关，叶宽和长宽比主要与不育系相关。倒二叶的叶周长、叶长、叶面积主要与恢复系相关．长宽比与父母本相关均显。倒三叶叶面积、叶长、叶周长与恢复系楣关显，叶宽与不育系相关显。在杂交水稻组合选育过程中，应注重对不育系的穗长和经济系数进行选择．而对恢复系更应注意株高和穗长两性状。(3)对恢复系应重点选择籽粒外部形状、糊化温度和垩白米率，对不育系应重点选择粗蛋白含量和垩白米率，其他性状父母本应平衡协调选择。     

棉花细胞质雄性不育的研究与利用

棉花具有十分明显的杂种优势。杂交棉通常比常规棉增产15%左右,而且在纤维品质、抗病、抗虫、抗逆境和光合效率等性状上也有明显改良。在棉花杂种优势的利用中,最重要的环节之一是杂交种子的生产（制种）。目前,杂交棉制种常有四条途径,人工去雄授粉法制种、化学杀雄法制种、利用核雄性不育的“两系法”制种和利用细胞质雄性不育的“三系法”制种。生产实践表明,利用棉花雄性不育既可简化制种又可节省成本,特别是利用棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系的“三系法”制种,可较有效克服其他制种方法的一些缺点,是最有效的途径。为此,文章在阐述棉花杂种优势利用途径的基础上,重点综述棉花细胞质雄性不育的遗传学、细胞学和生理生化的特点;深入阐述不育细胞质对杂种F₁的正/负效应,并就如何培育强恢复系的问题,以培育转GST的强恢复系为例,探讨克服不育细胞质对杂种F₁负效应的可能机制;根据棉花为常异花授粉作物和花器具有虫媒花特征的特点,详细介绍三系杂交棉制种的亲本（不育系和恢复系）选配、地点选择和环境优化等条件,以及如何综合优化这些条件提高制种产量的关键技术。利用棉花细胞质雄性不育的“三系法”制种,与其他作物比较,在杂种优势利用中具有4个突出的优点：（1）不育系为无花粉不育类型,育性不受气候等环境的影响,可保证杂种的纯度;（2）棉花开花期长达3个月,不存在制种时花期不遇的现象,制种产量有保证;（3）棉花生态适应性广,育成的组合可在各地种植,种子产业化效益明显;（4）可利用种间（海岛棉与陆地棉间）杂种优势。可以预言,基于细胞质雄性不育的三系杂交棉是大有前途的,将是棉花杂种优势利用的主要途径。最后,就本领域的发展趋势,特别是在利用现代生物技术培育新的不育系和恢复系方面进行了初步探讨。     

Overview of the Study and Application of Cytoplasmic Male Sterility in Cotton

Cotton has significant heterosis. Hybrid cotton usually can increase production in lint yield by about 15% compared with conventional self-pollinated cultivars, and also can get obvious improvement in fiber quality, disease resistance, insect resistance, adversity resistance and photosynthetic efficiency. Among some links of cotton heterosis use, the most important link is the castration in the production of hybrid seeds. At present, there are four ways for the castration, such as hand emasculation, chemical male gametocide, nuclear male sterility and cytoplasmic male sterility (CMS). The production practice showed that use of cotton male sterility could not only simplify the hybrid seed production but also save the production cost on a commercial economic scale. In particular, the way of hybrid seed production by use of cotton CMS line, maintainer line and restorer line were the most effective way since it could overcome some disadvantages in the other ways. Therefore, in this paper, the study and application of the cotton CMS system in hybrid seed production were overviewed and some of problems currently limiting application were also addressed. At first, the genetic, cytological and biochemical characteristics of the cotton CMS were reviewed. Secondly, the positive/negative effects of sterile cytoplasm in hybrid F₁ were analyzed, and how to overcome these negative effects, such as pollen temperature sensitive and F₁ not expressing complete fertility, by developing strong restorer lines with a stronger ability for F₁ fertility restoration, was discussed in detail. For an example, transgenic strong restorer line could be developed by introducing the exogenous GST gene, which was assumed to have the function of enhancing pollen vitality, into some conventional restorer lines, and so that hybrids with higher heterosis could be produced by crossing this strong restorer with sterile lines. According to the characteristics of cotton as an often cross-pollination crop, this paper recommended in detail the key techniques of hybrid cotton seed production, such as rules of parent (sterile line and restorer line) selection, location selection and environment optimization for enriching native pollinators to produce more hybrid seeds. Then, the paper pointed out that compared with other crops, cotton hybrid seed production based on CMS system has four advantages in the cotton heterosis use: (1) The purity of hybrid seeds can be guaranteed because there is no pollen in anthers of cotton CMS line and its sterility is very stable and not affected by the climate and other environments; (2) The high yield of hybrid seed can be obtained since the long flowering period (about 3 months) of cotton does not result in the flowering asynchronism between sterile line and restorer line; (3) The wide ecological adaptability of cotton and the possibility of large-scale hybrid seed production will be benefited to popularize hybrid cotton; and (4) Interspecific heterosis between upland cotton (Gossypium hirsutum L.) and sea-island cotton (G. barbadense L.) can be used. It is predicted that the hybrid cotton production based on CMS system will be the main approach to utilize heterosis of cotton. Finally, the future works in study and application of CMS in cotton heterosis, especially in development of new sterile lines and restorer lines by use of modern biotechnology, was also discussed.     

杂交稻种子贮藏技术及寿命预测研究

对水稻三系配套的雄性不育系、保持系、恢复系乃其杂交一代种子,在各种恒定的含水量和室温下贮存,测定其寿命变比。发现不育系和杂交一代种子的安全水分比保持系和恢复系的13％(国家标准对普通籼稻常规品种的最高限度)低2％;不育系和杂种一代种子水分在11％时、寿命变化最接近典型的反S形生存曲线,当发芽率降到80％左右时,生存曲线急速下降。根据典型生存曲线规律,拟配合新的寿命预测方程。     

粳稻三系亲本亲子间性状相关性分析

[目的]研究粳稻三系亲本壹子间性状的相关性。[方法]以BT型粳稻不育系、保持系及恢复系各16个为供试材料,配制229个杂交粳稻组合,测定其农艺性枕、产量性状和品质性状,并对数据进行相关性分析。[结果]杂种的多数性状由不育系和恢复系共同决定,杂种与中亲值的相关性最好,杂种与高亲值的相关性一般好于与低亲值的相关性。抽穗期、穗总粒数等性状与不育系关系较为密切,株高、穗实粒数、结实率、单株产量、品质性状与恢复系关系较为密切。所有产量性状亲子间的相关系数均小于0．7。说明杂种的产量性状还与双亲的特殊配合力有密切的关系。[结论]该研究为杂交粳稻育种提供配合力好的亲本资源,并为生产应用提供优质高产的杂交粳稻组合。     

自然昆虫传粉转Bt基因棉花核质不育系的主要性状研究

研究了昆虫自然传粉条件下转Bt基因棉、常规棉核质不育系及其相应同核异质保持系的主要经济性状。结果表明 :不育系的单株成铃、衣分、霜前籽棉和皮棉产量极显著低于保持系 ,子指显著高于保持系 ;转Bt基因不育系的单铃重显著低于保持系 ,霜前种子产量差异不明显 ;转Bt基因不育系霜前种子产量极显著高于常规不育系 ;转Bt基因不育系昆虫自然授粉率比常规不育系大幅提高。     

大豆M型质核互作雄性不育恢复基因的遗传研究

用M型质核互作雄性不育系W931A(A)、同型保持系W931B(B)及3个地理来源不同的恢复系WR99032(R1)、WR0088(R2)、WR0108(R3)及其测交后代群体F1(A×B)、F2、BC1a(A×F1)、BC1b(F1×B)、F1a[A×(恢复系×恢复系)F1]、F1b[(恢复系×恢复系)F1×B]作为试验材料,以花粉育性和植株育性指标对不育系的育性恢复特性进行了初步分析.结果表明:大豆M型质核互作雄性不育系属配子体不育,3个不同来源恢复系的育性恢复受一对显性主效恢复基因控制,可能还存在微效修饰基因;3个恢复系的细胞质均为可育细胞质;恢复系R1与R2、R3的恢复基因呈非等位性,恢复系R2与R3的恢复基因呈等位性.     

水稻雄性不育细胞质效应的研究

用８种同核异质雄性不育系及其相应保持系分别与４个恢复系配个杂交组合进行裂区试验，在相同核北景下比较雄性不育细胞质效应的差异。结果表明：雄性不育细胞质对杂种一代单株产量和农艺性状多数表现负效应，但细胞质间存在极显著的差异。本研究发现，栽培籼稻的细胞质效应优于普通野稻，选育优良雄性不育细胞质的重点应在栽培籼稻中筛选。恢复系对不育细胞质效应也有不同程度的影响，核质互作对所研究的性状有极显著的作用。选育配