湖北海敏感核不育水稻育性转换机理初探

用乙烯生物合成抑制剂CoCl2处理湖北光敏感核不育水稻（HPGMR），可在长日照不育条件下出现可育现象，而在育性转换临界光长下显著促进可育性。HPGMR幼穗中乙烯释放量，在长日照所形成的幼穗比普通农垦58品种高2．5－5倍，而在育性转换临界光长下所形成的幼穗则降低至接近普通农垦58的低水平。表明HPGMR中可能存在受光周期调节的乙烯代谢系统，其育性转换受乙烯代谢水平的调控。     

光敏核不育水稻农垦58在郑州的育性转换期研究

<正> 具有长日照不育、短日照可育特性的晚粳水稻农垦58的发现,已引起广泛的研究与利用。据研究,这种光敏核不育水稻(简称农垦58s),从幼穗分化的第二枝梗及颖花原基分化期进入光照育性诱导阶段,其临界光长为13.75～14.00小时。据此推论,在高于32°N的地区,直接利用农垦58s繁殖、制种均有困难,薛光行等在北京(39°56′N)的研究结果证明了这一点。为明确和验证农垦58s在郑州地区(34°49′N)的直接利用价值,1988～1989年对其育性转换期进行了研究。     

湖北光敏感核不育水稻农垦58S的育性转换观察

本试验总结了湖北光敏核不育水稻农垦58S自1986～1989年在广州(23°08′N)人工处理及自然条件下育性转换的特点和诱导因素。结果表明:育性转换是一个量变到质变的过程。在不育期间不育性彻底而稳定,在可育期间可育性变化较大,有些年份只有不育期和半可育期。导致农垦58S育性转换的环境条件是光照长度、诱导天数和温度。温度提高临界光长度将减短。幼穗发育的不同时期对育性转换存在敏感度的差异,以第2次枝梗原基分化至花粉母细胞形成期敏感度最强,这段时期长光诱导可导致全不育。但短光诱导可育时,表现为诱导天数越多可育度越高。     

自然低温对长日照条件下农垦58S育性和内源激素的影响

本文以长日照条件下育性转换期因受环境低温影响而雄性不育性发生不同程度逆转的光敏核不育水稻农垦58S为材料,应用多元统计方法分析了花粉母细胞减数分裂期叶片和幼穗中IAA、iPAs、GA1+3、ABA含量及比值与植株花粉可育度的关系.结果表明,植株花粉育性水平与上述内源激素水平和比值并无显著的相关性,说明在本研究所检测的几种激素范围内,内源激素水平和比值的变化并非是影响农垦58S雄性育性表达的直接或主要生理原因.     

分期播种湖北光敏感核不育水稻剑叶表面结构的扫描电镜比较观察

湖北光周期敏感核不育水稻(Hubei Pho-toperiod-Sensitive Genic Male-Sterile RiceHPGMR)简称光敏感核不育水稻。该材料在1985年10月由农牧渔业部主持通过部级鉴定,原始材料农垦58突变株为粳型。经研究表明,这是一种受核内基因所控制的不育材料,具有育性转换的特性。诱导育性转换的主导因子是日照长度,调节日照长度,可以控制花粉的发育,从而形成育性的变化。 在北纬30°38′的武汉地区自然日照条件下,1986年分三期播种,以品种农垦58为对照。应用扫描电子显微镜对剑叶表面结构进行比较观察,並结合成     

光照长度和光质对农垦58S叶绿体Ca~(2+)-ATP酶活性的影响

盆栽农垦58S及农垦58原种.幼苗6叶期经不同光照长度和光质处理。结果表明,在幼穗发育的第Ⅳ期到第Ⅴ期,农垦58S叶片中叶绿体Ca~(2+)-ATP酶在长日处理和红光间断暗期处理下活性下降,在短日处理和红光/远红光间断暗期处理下活性升高。该酶的活性变化可能与农垦58S的育性转换有关。     

光敏核不育水稻农垦58S与农垦58蛋白质双向电泳对比分析

将光敏核不育水稻农垦58S和正常可育农垦58N适时播种,使其光敏感期处于自然长日照控制下。于苗期、分蘖期、第二次枝梗分化期、雌雄蕊形成期、花粉母细胞形成期及减数分裂期分别在暗、光下取其幼穗及第一全展叶作蛋白质双向电泳分析,发现了17个特异的蛋白质组分。其中11个组分在可育与不育水稻间表现为有或无的差异;3个组分表现为表达量的变化;另3个组分表现为位置在双向电泳图谱上的平移。研究结果还表明低温和异常高温不仅可使光敏不育水稻的花粉育性出现部分恢复,而且高温处理还导致了电泳图谱上蛋白组分的相应改变。     

湖北光敏核不育水稻幼穗发育中1AA的变化

利用IAA酶联免疫检测技术,测定了农垦58S及农垦58幼穗发育中长(LD)、短(SD)日照下IAA含量。结果表明:农垦58S在LD下叶片中F-IAA在花粉母细胞形成期、减数分裂期和花粉内容物充实期大量积累,而同期幼穗及花药中F-IAA严重亏缺,农垦58S SD、农垦58 SD及农垦58 LD均不表现此现象。据此认为这种现象是导致农垦58S LD败育的重要生理原因。C-IAA的测定表明:农垦58S及农垦58长短日下也不表现上述积累与亏缺现象,且农垦58S LD下的C-IAA变化与F-IAA的积累与亏缺无关。     

粳稻光温敏感雄性核不育系育性研究

以粳型光温敏感雄性核不育系农垦58S转育的粳型光温敏感核不育系为试验材料，经人工气候箱不同光温反应测试证明：适应上海地区粳稻光敏感核不育系的育性转换临界光周期为日照长度13．5h，临界日平均温度为23．0℃。在自然环境下，通过观察不同时期抽穗扬花后不同不育系的结实率，提出了适合上海地区粳型不育系育性转换期与在本地制、繁种的时间与方法。     

谷子光（温）敏不育系821选育及其不育性与光、温关系的研究

 利用谷子光敏不育源292为父本，与不同生态类型的优良品种进行有性杂交，经多代选择，从杂交组合坝谷239×292中，选育出光（温）敏不育系821。研究表明：（1）长日照诱导不育，短日照诱导可育，幼穗生长锥伸长至雌雄蕊分化期为光诱导育性转换敏感期。（2）温度对育性的有效作用时期在四分体时期，短日照下温度作用显著，长日照下温度作用不显著。（3）不育性由一对隐性核基因控制。（4）在张家口为代表的春谷区，长日照15h条件下分期播种821，没有可育期；在河北省南部自然光温环境下，早播为不育期，晚播为可育期。     

对光照长度敏感的隐性雄性不育水稻的发现与初步研究

1973年,作者在单季晚粳稻农垦58大田中发现了1株天然雄性败育株,该不育材料在长日照下表现不育,短日照下表现可育。1984年,中国农业科学院邓景扬研究员和湖北省有关专家分析了多年的研究资料,认为该材料受一对对光照长度敏感的隐性雄性不育基因所控制,国内外尚未见有先例,因而命名为“湖北光感核不育水稻”。该不育材料可以在短日照下自交繁殖,在长日照下杂交制种,一般粳稻品种都可作为杂交父本使用,杂种一代育性正常,有利于广泛地筛选强优势杂交组合。此外,该材料还可以作为水稻杂交育种的工具来使用。     

光敏核不育水稻幼穗发育过程中多胺的变化

对光敏核不育水稻(PGMR)农垦58S及农垦58水稻幼穗发育过程中多胺变化进行了测定。结果表明:(1)农垦58S在长光照下每穗的多胺含量随稳发育而渐增,而短光照诱导下每穗多胺含量则随穗发育成倍增加,尤其是在二级枝梗期到雌雄蕊分化期亚精胺剧增;(2)稻穗中多胺与花药发育有密切关系。农至58S需在短光照下完成多胺变化而花粉发育,在长光照下多胺含量下降而花粉败育;农垦58稻穗中多胺变化与花粉发育对光周期不敏感。     

光敏核不育水稻育性转换的温度敏感期研究

在１４．５小时长光照下，利用人工气候箱对农垦５８Ｓ和Ｗ６１５４Ｓ于幼穗分化不同时期分别进行不同温度处理，育生结果表明农垦５８Ｓ的育性转换温度敏感期为颖花原基分化期至单核花粉期，Ｗ６１５４Ｓ的温敏期为雌雄蕊形成期至单核花粉期。农垦５８Ｓ的温敏期较长，育性受低温影响后在高温下要较长时期才能恢复不育；Ｗ６１５４Ｓ育性易受低温影响，但温敏期较短，在高温下不育性恢复快。在光敏核不育水稻育性感温性鉴定中，建议     

光温敏核不育小麦育性转换条件的研究

采用分期播种和控制光周期试验，研究了光温敏核不育小麦ＥＳ－１０的发育特性和育性转换的光温条件。结果表明，ＥＳ－１０具有明显的雄性育性转换特性，其育性转换受光周期的诱导。在１０～１３ｈ光周期处理下，ＥＳ－１０的雄性育性随光长增加而逐步恢复，表现出由不育到半不育直到可育的连续变化趋势，在１０ｈ和１１ｈ光长下，花粉败育率分别为９９．２％和９９．５％，自然光长下花粉败育率为１００％。其雄性育性转换的光周期敏感期在雌雄蕊分化期至药隔形成期，感应历期约１４ｄ，临界光长小于１１．５ｈ．光温敏核不育小麦同样具有光敏核不育水稻两个光周期反应特点。     

两系杂交稻短光敏核不育材料E5—2育性稳定性研究初报

经过连续5年的周年育性观测及单株选择，对短光敏核不育株系E5－2的育性稳定性进行了系统的研究。结果表明：短光敏核不育株系E5－2育性主要受光照长短变化控制，受温度变化影响小，其育性对光温的反应表现为长日照诱导下可育，短日照诱导下不育，临界光长为13．0h以上。     

湖北光敏核不育水稻在不同海拔条件下育性转换规律及适应性的初步分析

对2个籼型5个粳型湖北光敏核不育材料在元江不同海拔高度条件下的育性转换与光温条件的分析表明,N5047S和W7415S在400米至1600米4个试点中均有明显的育性转换,但随着海拔升高,不育期缩短。W6154S,6334S,农垦58S,31111S和WD1S仅在400米和800米2个试点中存在育性转换,在1230米和1600米海拔点则无明显的育性转换。在光照条件基本相同的情况下,海拔不同引起的育性转换变化是温度差异所致,温度在诱导育性转换中起着重要作用,供试品系间诱导育性转换的光温条件差异很大,日长与温度存在较强的互补作用和互作效应。在诱异育性转换的光温作用中,粳型材料以光长因子的作用较强,W6154S则温度作用显著。诱导育性转换的临界光长与温度的互补互作效应,是光敏核不育水稻适应地区向南北推移的重要依据。     

乙烯利和氯化钴对光敏核不育水稻育性及幼穗中多胺和乙烯含量的影响

光敏核不育水稻育性转变与乙烯、多胺的关系已有报道。骆炳山等报道光敏核不育水稻(PGMR)的雄性不育与穗中高乙烯水平有关。冯剑亚等的研究表明PGMR的雄性不育与幼穗中低多胺水平有关。为了进一步了解多胺与乙烯代谢在PGMR育性转换中的作用,1990年用乙烯利和氯化钴进行了试验。     

水稻幼穗分化二次枝梗期后光周期效应的研究

 利用不同生态型的光敏核不育系与常规稻品种研究了水稻幼穗分化至二次枝梗期后长日光周期对其幼穗分化进程与花器官发育的影响。结果表明：在晚籼及粳稻中长日照在延迟其幼穗分化进程的同时，对穗部花器官的分化和发育亦有影响，如穗长增加，颖花数有所减少而导致的颖花密度降低，花粉可育性降低导致的自交结实率下降及光敏核不育水稻的雄性不育；在早中籼中则无此效应或影响较弱。因此，粳型核不育系的光敏不育性由其穗发育受光周期影响较强所决定，选育籼型光敏不育系也可以此为辅助指标。     

日长和温度对雄性核不育小麦C49S育性转移的影响

人工气候箱控制试验表明,温敏型细胞核雄性不育小麦Ｃ４９Ｓ的育性转换除主要受控于孕穗、抽穗期的温度外,孕穗、抽穗期的日长对育性转换有一定影响,Ｃ４９Ｓ在低湿短日照不育,温度长日照可育。长日照提高结实率,短日照降低结实率。在不育低温下,１５ｈ长日照处理可使Ｃ４９Ｓ育性部分恢复,在可育高温下,８ｈ短日照可显著降低育性。     

湖北光敏核不育水稻在福建的生育期和育性变化

1987年在沙县、福州分期播种湖北光敏核不育水稻(HPGMR)农垦58,5月下旬至10月中旬均可连续抽穗.3月10日(x=10)至6月30日(x=132)期间播种,至抽穗天数(y)可用回归方程 y=108.5-0.36x 估计.观察到可育—不育—可育的育性转变.不育—可育转变的临界日期基本稳定在8月10日左右.可育向不育转变的临界日期由于春末夏初天气多变、低温阴雨的影响,依地点、年份而变化不定.稳定不育持续期约为7月22日至8月10日.