黄芽白菜核基因雄性不育系的选育及其败育特征分析

【目的】育成黄芽白菜核基因雄性不育系，为快速培育高纯度黄芽白菜F1杂交种提供材料支撑。【方法】根据复等位基因遗传假说，以快菜核不育两用系KAB5为不育源，采用定向转育方法，经过杂交、回交、测交、自交和兄妹交将核不育基因向可育自交系H249中转育。【结果】经过连续3代定向的回交转育，获得了具有H249特征性状的黄芽白菜核基因雄性不育系HA1。进一步败育特征分析表明：不育系花小，花瓣长、花瓣宽、长雄蕊高和柱头高均极显著低于H249，花丝和花药颜色变白，花丝缩短，花药变小，小孢子能够发育形成四分小孢子，但无法进一步发育形成花粉。【结论】黄芽白菜雄性不育系雌蕊发育正常，雄蕊败育彻底，不育度高，不育株率100%，败育发生在四分体时期，不能形成花粉。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系1193A的选育及分析

【目的】细胞质雄性不育系统是当前利用油菜杂种优势的主要途径,也是最重要的授粉控制系统之一,而利用远源杂交引入近源种胞质来获得异源细胞质雄性不育是发掘新型胞质雄性不育系和提高雄性不育育性稳定性的有效手段。【方法】本研究以新疆野生油菜与甘蓝型油菜湘油15号属间杂种后代为基础,通过多代回交育成了不育性稳定的油菜细胞质雄性不育系1993A。【结果】研究表明不育系1193A自交不结实,异交结实正常,具有典型的不育性状,恢保关系比较表明其与pol CMS具有不同的恢保关系,败育的时期主要发生在单核花粉期,在花药败育过程中绒毡层出现径向肥大和液泡化,挤压小孢子,最终导致花药败育。【结论】该油菜细胞质雄性不育系1993A不育性稳定彻底,与pol CMS是不同的细胞质雄性不育系。     

百日草雄性不育系的获得及其细胞学观察

 【目的】获得百日草雄性不育系,并探索其花药发育机制,为百日草杂种优势的利用提供一条新途径。【方法】采用自交F2代出现的不育材料连续回交获得的不育系再进行兄妹交、可育株自交,结合与多个自交系测交进行不育类型鉴定,并对其细胞学进行研究。【结果】获得了百日草深红色单隐性雄性不育两用系AH209AB。正常可育的花药,其药壁由4层细胞构成,即表皮、药室内壁、中层和绒毡层;花粉母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型;成熟花粉为三细胞型。雄性不育株花瓣退化或丝状,雄蕊退化成丝状,内无花粉,外观呈绒毛状;花药在造孢细胞组织形成后,没有继续分化产生药壁结构、花粉母细胞及其花粉,为完全的结构性雄性不育类型。【结论】该雄性不育系属于无花粉囊型不育系,在F1代种子生产上具有重要的利用价值。     

玉米胞质雄性不育材料‘PH6WCcms-LK18’的鉴定及分析

旨在摸清新育成的玉米胞质雄性不育系‘PH6WCcms-LK18’的胞质类型、育性稳定性并得到其恢复系。应用特异引物PCR扩增鉴定不育系‘PH6WCcms-LK18’的胞质类型,在不同生态条件下对不育系的育性稳定性进行调查,并通过测交筛选其恢复系。结果表明:不育系‘PH6WCcms-LK18’属于C型不育胞质,开花期雄穗无花药外露,花药内无花粉,是一种败育彻底的无花粉型细胞质雄性不育系,不育性表现稳定,自交系‘HP530C’‘3182C’‘WK798-1’能保持其不育性,‘郑58’‘PH5AD’‘PH4CV’可恢复‘PH6WCcms-LK18’的育性,可作为其恢复系。     

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。     

温光敏雄性不育小麦BNS育性的遗传效应分析

【目的】探究新型生态型雄性不育系BNS的遗传特点,为不育系的转育与改良提出理论指导,并为BNS败育机制的进一步研究奠定基础。【方法】利用7个品种（系）与BNS的正反交组合,判断BNS雄性不育的胞质效应,并利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,连续3年对BNS/山农055525 F1、F2的育性表现进行分析,判别其最佳模型,并估计遗传参数。【结果】BNS雄性不育性主要受核基因的控制,部分品种（系）表现胞质效应。BNS/山农055525 F2育性呈现连续分布状态,具有明显的多峰或偏态现象,遗传符合E_1,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型。主基因遗传率为72.5%—79.7%,多基因遗传率为4%—11.6%,环境方差占表型方差的比例为8.8%—23.6%。BNS雄性不育基因的表达受温度因子的影响较大,F2自交结实率及遗传参数因年度间的温度不同而异。【结论】BNS的雄性不育性受2对主基因和多基因的共同控制,并初步发现存在一定的胞质效应。2对主基因对育性的遗传影响较大,其加性效应远远大于显性效应。因此,在不育系的转育与改良过程中可以进行早代选择,以提高育种效率。     

辣（甜）椒雄性不育系21A、8A、17A的选育及鉴定

以国外引进的长灯笼形甜椒雄性不育系ＬＡＮＥＳ为不育源，通过回交转育，选育出不育性稳定、园艺性扶优良的辣椒雄性不育系２１Ａ、甜椒雄性不育系８Ａ和１７Ａ。花蕾观察表明，２１Ａ基本无花粉或仅有少量败育畸形花粉，其遗传类型属于一对隐性基因控制的核胞质型雄性不育系。     

水稻无花粉型核不育系特优占S育性特征研究

采用经典遗传学方法,对无花粉型核不育系特优占S的育性特征进行了研究。结果表明,特优占S在湖北夏季不育期长,不育期内属无花粉败育型,不育性稳定,可育转换温度在22℃左右,鉴定结果准确可靠,有明显的育性转换过渡期,即育性转换期是从无花粉型、少量花粉且典败、大量花粉且典败、染败、正常染色等逐步过渡的过程,不育期如受到低温的影响,不会直接转化为可育,可以有效避免普通两系杂交种子生产过程中因低温引起的种子纯度降低问题：长时间的低温和短光照条件方可诱导较高的可育性：可恢复性良好,不育性的遗传符合1对隐性核基因的遗传规律。本研究还对生产上利用无花粉型光敏核不育系解决两系杂交稻的难题进行了探索,对特优占S在花粉发育研究和雄性不育的发育研究上的价值进行了讨论。     

平头型大白菜核基因雄性不育系的选育与利用

以复等位基因遗传的直筒型大白菜雄性不育系"两用系"为不育源,采用连续回交转育性状的同时测交鉴定基因型的方法,向平头型大白菜小孢子DH系S50中转育雄性不育基因,育成了不育度和不育株率均为100%、植物学性状与S50相近的平头型大白菜雄性不育系.     

若干玉米细胞质雄性不育类型(CMS)育性机理的研究

本研究用自风_1、风可_1等64个不同种质来源的自交系对MO17CMS唐徐等七种不同胞质来源的CMS系进行了广泛的测交,鉴定了它们测交后代的育性反应和恢复型组合的F_2、不育系/(不育系×恢复系)、(不育系×恢复系)/保持系等BC_1群体的育性分离比例;检查了不育系和由它们组配的恢复型组合F_1的花粉碘染情况;观察了各类型CMS系花粉败育细胞学特点;分析了它们散粉前花药的过氧化物酶同功酶酶谱特征。研究结果表明: 1、MO17CMS唐徐,MO17CMS双,成202CMS二马牙三种不育系均属于S组配子体不育类型。恢复性受一对显性基因控制。MO17CMS新单是属于T组孢子体不育类型。只要进一步查明自交系恢313、自风_1、MO17的基因型,就可作为胞质分类的测验系。2、对配子体不育系采用了一种“同质等位”性测定的方法,证明MO17CMS唐徐、MO17CMS双、77CMS—M和成202CMS二马矛是一组胞质基因相同。核基因等位的同质等位系。它们在育性上的差异和不稳定现象主要是由微效基因的作用所造成的。这种微效基因对不同败育类型的不育系发生的作用效应是不相同的。只要认真地注意亲本的选择,采用适当的选育方法,以减少微效基因的影响,S型不育系的育性不稳定现象是可以克服的。3、研究各类型CMS系花粉败育的细胞学特点和过氧化物酶同功酶酶谱特征,为育性机理的研究和不育胞质的分类提供了重要的依据。     

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。     

玉米新不育胞质WBMs小孢子败育的细胞学观察

 利用普通光学显微镜和透射电子显微镜研究了新发现的玉米细胞质雄性不育材料WBMs的小孢子败育过程。观察到Mo17cms-WBMs的小孢子在单核花粉中期以前发育正常，部分小孢子从单核花粉晚期质核出现异常，多数小孢子可正常发育到二核花粉期，随后开始崩溃，形成空瘪皱缩的花粉粒。雄性不育材料WBMs胞质的小孢子败育过程与S组唐徐胞质不育材料类似，败育发生晚，绒毡层等体细胞活动正常，属典型的配子体不育类型。     

D~2型细胞质雄性不育小麦绒毡层细胞程序化死亡与活性氧代谢

【目的】D2型细胞质是细胞质雄性不育小麦(cytoplasmic male sterility,CMS)的重要胞质来源,深入研究其败育机理对小麦杂种优势利用具有重要价值。【方法】以3种同核异质D2型细胞质雄性不育小麦Va87B1-706A、C687B1-706A、Ju87B1-706A及其相应保持系706B为试材,通过体式显微镜和DAPI染色分别在四分体时期、单核早期、单核晚期、二核期和三核期观察小麦花药的外形和小孢子发育的形态;利用扫描电镜和KI-I2染色分析三核期花药外皮层、内皮层、乌氏体和花粉粒的表型及败育特点;采用石蜡切片和DNA ladder的技术观察不同发育时期D2型不育系和保持系小麦花药绒毡层细胞形态变化特征以及绒毡层细胞程序化死亡(programmed cell death,PCD)的过程;测定花药发育过程中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的含量,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)的活性以及非酶物质还原型抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量变化;同时利用RT-PCR技术对部分抗氧化酶相关基因的表达模式进行分析。【结果】与保持系706B比较,3种D2型细胞质雄性不育小麦在三核期均表现出外皮层表皮褶皱、乌氏体排列稀疏散乱以及小孢子皱缩、表皮粗糙和萌发孔闭合的不育特征,败育类型为典败和染败;自单核晚期开始3种不育小麦的小孢子发生紊乱;石蜡切片观察绒毡层细胞的变化,发现不育系均比保持系延迟一个时期在二核期发生解体,并于三核期完全降解;进一步检测细胞凋亡DNA小片段发现3种不育系花药绒毡层的DNA损伤均起始于单核晚期,绒毡层PCD比保持系延迟一个时期启动,并且优先细胞学表型检测到凋亡;生理指标测定和定量分析的结果说明绒毡层细胞的延迟凋亡和小孢子的结构异常与不育系花药内活性氧的过度积累、抗氧化酶活性的异常变化、非酶促抗氧化物质的严重下调以及部分抗氧化酶相关基因在两系花药中表达水平的严重差异密切相关。【结论】D2型细胞质雄性不育小麦败育的关键时期是单核晚期,绒毡层PCD的延迟启动诱导了活性氧的过量积累,进一步破坏了抗氧化防御系统的平衡,进而造成绒毡层细胞形态异常,最终导致D2型细胞质雄性不育小麦的败育。     

大白菜Ogura雄性不育系及保持系花药发育的细胞学观察

[目的]研究3个大白菜Ogura雄性不育系及保持系花药小抱子发育过程.[方法]对3对大白菜Ogura雄性不育系及其保持系花药发育进行细胞学观察.[结果]3个大白菜Ogura雄性不育系(OBY,OBK,OD5)的小孢子败育均发生在单核早期,在开花前完全败育.[结论]不育系绒毡层液泡化早于保持系,花粉母细胞减数分裂时不育系绒毡层细胞已开始退化,而保持系(BY,BK,D5)绒毡层自然解体,供给小孢子发育所需的营养物质和发育空间.     

水稻三系不育系玉丰A的选育与应用

【目的】通过选育配合力高的不育系,为杂交稻配组提供丰产性好、配合力高的中间育种材料。【方法】自2001年开始,用博B与金B杂交得到的优良保持系与博A测交,并经多代回交转育培育感温籼型三系不育系。【结果】经4年7代次成对回交转育得到优良不育系玉丰A,其组配的杂交稻具有高产、抗性强和熟期适中等特点。【结论】玉丰A具有花粉败育彻底,育性稳定,不育株率和花粉不育度均为100%,农艺性状优良,开花习性好,配合力高等特点,2010年10月,玉丰A通过广西农作物品种审定委员会审定。     

柑橘黄龙病菌分泌蛋白04580基因的克隆及原核表达

为进一步了解柑橘黄龙病菌亚洲种CLas的致病机理,从Prasad预测的166种分泌蛋白中选取1个在柑橘植株中表达量较高的CLIBASIA–04580基因进行研究。提取感染柑橘黄龙病的柑橘叶片总DNA,经 PCR扩增得到 CLIBASIA–04580基因,切胶回收PCR产物,双酶切连接到pET–28α载体上,使用菌落PCR和限制性内切酶双酶切鉴定筛选阳性克隆;转化大肠杆菌 BL21(DE3),用0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L的异丙基硫代半乳糖苷(IPTG) 诱导重组蛋白表达融合组氨酸标签的CLIBASIA–04580重组蛋白,聚丙烯酰氨凝胶电泳(SDS–PAGE)检测重组蛋白的表达水平,再用蛋白纯化镍柱进行纯化。结果表明,携带组氨酸标签的CLIBASIA–04580重组蛋白得到表达,且异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度为1.5 mmol/L时相对表达量达到峰值,通过SDS–PAGE凝胶分析,与未经过镍柱纯化的蛋白原液比较,可知纯化了CLIBASIA–04580重组蛋白。     

小麦生理型雄性不育花药绒毡层和孢粉素变化与RAFTIN1表达的关系

 【目的】研究小麦生理型雄性不育花药绒毡层变化、孢粉素累积与RAFTIN1表达间的关系,为揭示小麦生理型雄性不育的机理奠定基础。【方法】以杀雄剂SQ-1诱导的生理型雄性不育系、质核互作遗传型雄性不育系,正常可育近等基因系为试材,通过石蜡切片、细胞荧光染色和荧光定量PCR技术,研究小孢子不同发育时期花药绒毡层的形态变化、孢粉素的累积及RAFTIN1的表达。【结果】单核期生理型不育系花药绒毡层提前降解,分泌孢粉素的含量降低,RAFTIN1提前高表达,使大量孢粉素转运至花粉壁层;二核期和三核期,生理型不育系绒毡层完全退化,停止分泌孢粉素,RAFTIN1呈现明显的下调表达模式。【结论】杀雄剂SQ-1诱导的小麦生理型雄性不育其败育机理与绒毡层的提前降解和定向转运孢粉素的RAFTIN1表达高低直接相关。     

辣椒细胞质雄性不育突变体CMS102的败育机理及其育性遗传

以辣椒细胞质雄性不育突变体CMS102及其相应的恢复系ST–8为材料,对其造孢期、小孢子母细胞期、小孢子减数分裂期、四分体时期、单核小孢子期、双核小孢子期和花粉粒成熟期的花蕾进行细胞学形态观察,测定小孢子减数分裂期、四分体时期、单核小孢子期和双核小孢子期发育时期的花蕾中与育性相关的生理活性物质的含量。结果表明：CMS102败育发生在四分体时期,绒毡层过度膨大挤压四分体,使其不能正常发育成单核小孢子,属于孢子体不育;CMS102花蕾中可溶性蛋白和游离脯氨酸含量低于ST–8的,可溶性糖、MDA含量及POD酶活性高于ST–8的;构建F2遗传分离群体并调查其育性,对CMS102的育性进行遗传学分析,CMS102育性恢复由1对显性基因调控。