番茄花粉败育型雄性不育研究进展

雄性不育在植物界普遍存在,利用雄性不育可简化制种程序。随着科学家对植物花药和花粉发育分子调控机制的深入研究,通过人工创制番茄花粉败育型雄性不育突变体已成为可能。综述了番茄花粉败育与环境、能量代谢、分子机制等方面的关系,以期为番茄花粉败育型雄性不育基因工程研究提供参考。     

番茄花粉败育型雄性不育研究进展

雄性不育在植物界普遍存在,利用雄性不育可简化制种程序。随着科学家对植物花药和花粉发育分子调控机制的深入研究,通过人工创制番茄花粉败育型雄性不育突变体已成为可能。综述了番茄花粉败育与环境、能量代谢、分子机制等方面的关系,以期为番茄花粉败育型雄性不育基因工程研究提供参考。     

高等植物核型雄性不育的分子机理研究进展

近10年来,雄性不育在杂交育种中得到了广泛运用,它为利用杂种优势对农作物进行轮回选择和群体改良提供了重要工具.同时在生命科学研究中,雄性不育也为花粉发育、细胞质遗传和核质互作的研究提供了重要材料.以前对植物雄性不育的研究多定位于描述性和细胞水平的研究,对其分子机制了解较少.近年来,随着在模式植物中克隆到的与雄性育性有关的突变基因的数量不断增多,对雄性不育的分子机理的研究也逐步深入.迄今已知,在雄配子体及其营养组织的发育、花粉与雌性器官的识别以及随后的双受精过程中,都有相关基因在进行调控.本文针对细胞核雄性不育,按雄性生殖器官发育的顺序,结合分子生物学、细胞学和遗传学研究结果,对高等植物核型雄性不育分子机理的研究进展进行综述.     

植物CMS 不育基因的研究进展

植物细胞质雄性不育是指植物的生殖器官不能产生雄配子,而雌器官发育正常,可接受外来花粉正常结实的一种生物学现象。细胞质雄性不育是由核基因和线粒体基因互作共同起作用,影响了植物花药的绒毡层和正在进行减数分裂的细胞,从而导致植物体花粉产生败育。在生产上细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义。雄性不育现象无论是在遗传方向还是分子水平上一直以来都是科学家们研究的热点,深入研究细胞质雄性不育的机制有利于更有效地在生产上加以利用。对近年来植物细胞质雄性不育中发现的细胞质雄性不育基因的来源及分类、细胞质雄性不育与杂种优的相互关系、细胞质雄性不育的机理及目前发现的细胞质雄性不育基因进行概述,并探讨了植物细胞质雄性不育研究的发展前景。     

利用花药相关基因及启动子创制雄性不育种质研究进展

杂种优势利用是大幅度提高作物产量、改良作物品质的有效途径,而作物雄性不育及优良的育性恢复种质是利用杂种优势的关键因素。为此,综述了近年来有关花药发育重要基因克隆和功能验证研究方面的重要成果,以及运用植物遗传转化工程创制植物雄性不育种质的进展。同时讨论了利用转基因技术创制作物雄性不育系、恢复系和保持系的技术策略,并对利用植物遗传转化技术创制植物杂种优势利用中"三系"种质的现状进行了分析和展望。     

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。     

糜子雄性不育突变体的创制和遗传分析

杂种优势是培育高产、优质、高抗作物新品种的主要手段,而雄性不育系的选育直接决定着作物杂种优势育种的成功.利用60Co-γ射线诱变首次创制出糜子(Panicum miliaceum,2n=4x=36)雄性不育突变体M207A,并对其进行了育性鉴定和初步的遗传分析,目的是利用该突变体进行糜子杂交种的选育、在糜子中实现杂种优势的利用.首先采用室内花粉镜检与田间调查相结合的方法对突变体进行了育性鉴定;将突变体与育性正常的糜子品种配组杂交获得的F1和F2群体在不同地点、不同年份、不同季节种植,对不育突变体的遗传模式进行了分析.结果表明:不育株花药褐化,无外露,花药干瘪,不育度在95％以上,不育性状稳定;利用育性正常的品种给稳定的突变体进行授粉,其结实率可达到正常水平;自交F2群体中育性分离比例为35:1,符合单基因座位上同源四倍体基因的理论分离比,说明该突变性状是由隐性单基因控制的可遗传的”无花粉型”细胞核雄性不育.雄性不育突变材料M207A的创制,为糜子杂种优势利用奠定了材料基础.     

白菜型油菜雄性不育材料的花药结构及遗传研究

白菜型油菜新型不育源的发现及研究是其杂种优势利用的重要基础工作。以笔者发现的白菜型油菜雄性不育材料0A193衍生系为材料,对其花药败育特征及遗传进行研究。结果表明,该不育材料育性受环境温度影响,早期低温条件下表现不育,后期温度升高其育性可得到恢复。育性转换前大部分花药发育止步于孢原细胞分化期,个别角隅能分化形成花粉囊,最终能产生花粉,大量药室不能正常开裂、花粉粘连无法散开,个别花药出现多花药合生、相邻花粉囊退化等现象;育性转换后,花药可以产生大量花粉。18个白菜型油菜和9个甘蓝型油菜的测交结果表明,该不育材料与Pol CMS有不同的恢保关系。遗传研究表明,该不育材料育性受细胞质和1对核基因控制。该白菜型不育材料的遗传分类,及在杂优育种中的利用价值有待深入研究。     

优质水稻黄华占雄性不育突变体的筛选及初步分析

利用EMS(甲磺酸乙酯)处理优质水稻品种黄华占种子,经过田间筛选和对M1、M2代连续的遗传分析得到317份独立的、能够稳定遗传的、由单隐性核基因控制的雄性不育突变材料.通过对花器官形态观察及花粉染色分析,初步将这些突变体材料分为6类,其中花粉发育突变体在不同的花粉发育时期出现异常.这些突变材料为深入研究水稻雄性不育分子机制及开展分子设计育种提供充足的材料.98个无粉型雄性不育突变体用于雄性不育基因TDR的测序分析,其中3个突变体在3个不同的位置上出现单碱基突变.     

番茄雄性不育研究现状与展望

番茄是我国重要的蔬菜作物,其产量位居世界蔬菜前列,具有重要的营养价值,口味丰富多样。植物雄性不育是因雄蕊发育异常、不能产生正常功能的花粉,而雌蕊发育正常并可利用外来正常花粉受精结实。番茄是典型的自花授粉植物,杂种优势明显,且具有抗病性和抗逆性强等特点。目前,番茄在我国生产中子一代杂交种子基本均为人工去雄授粉,所以在制种过程中需要大量的人力和物力。利用番茄雄性不育制种可以简化制种过程、大量降低成本和提高种子纯度,使得番茄产量和品质大幅提升,因此番茄雄性不育研究与利用对番茄遗传育种具有重大的实践意义,一直是国内外学者的重要研究课题。概述了近年来番茄雄性不育研究领域现状,总结了番茄雄性不育的类型、番茄雄性不育基因工程技术的应用、基因的精细定位及功能研究、番茄雄性不育的细胞生物学机制分析,从遗传学角度阐述温度对番茄雄性不育的影响,探讨其生理生化机制以及响应温度变化的基因功能与调控机理,分析了番茄雄性不育的杂种优势及其在生产应用中的利用价值。在此基础上,提出当前番茄雄性不育研究工作中所存在的问题,并对未来番茄雄性不育技术的创新和基础研究等进行展望。     

洋葱细胞质雄性不育机理研究进展

细胞质雄性不育系(CMS)是一种不能产生有活力或可育花粉的母性遗传现象,是农作物杂交育种的重要工具,也是研究花粉发育、细胞质遗传、核质互作以及时序性表达的理想材料。所以,对细胞质雄性不育分子机制的研究具有非常重要的意义。近年来,随着分子生物学技术的发展,有关洋葱细胞质雄性不育方面的研究日益增多。从细胞学角度和分子生物学角度对洋葱细胞质雄性不育的机理研究近况进行了综述。     

植物雄性不育系的杂交制种技术

植物雄性不育是高等植物的一种普遍现象,是植物杂种优势利用的工具,具有重要的生产利用价值。一、什么是植物雄性不育植物雄性不育是指植物雄性生殖器官不能产生正常功能的雄配子-花粉的现象。如植物花药中无花粉、花粉败育和不裂药等均属雄性不育。在高等植物中,雄性不育是一种普遍现象。二、植物雄性不育系的产生(一)自然突变雄性不育系如洋葱质核互作型雄性不育系的发现。1925年国外科学家在意大利红品种中发现了棵自交不结实的雄心     

利用基因工程创造植物雄性不育的策略

利用基因工程创造植物雄性不育系是近年来发展的新技术。根据花粉败育的原理,利用花药细胞绒毡层、绒毡层线粒体、胼胝质壁、细胞减数分裂过程等花粉形成过程中的不同环节,采取外源细胞毒素基因、分子伴侣、反义RNA技术、提早降解胼胝质、扰乱线粒体与细胞核之间的信息交流和细菌影响花粉小孢子发育等策略,使花粉不能正常形成,从而产生不育花粉,达到产生雄性不育的目的。并提出了基因工程创造植物雄性不育系可能存在的问题及其应用前景。     

分泌抗马铃薯Y病毒株系特异性单克隆抗体杂交瘤细胞株的建立

当前国内杂种优势利用的主要途径是通过不育化育种,培育雄性不育系,使杂交母本的雄花失去育性。为了解不育的机制,近年来国内对水稻雄性不育性的生理生化基础开展了研究。已有报道在水稻花粉发育的各个时期,不育系的游离组蛋白含量明显低于保持系。而对花药中游离氨基酸含量的研究,已发现不育系的游离脯氨酸很低甚至没有,保持系和恢复系的含量则较高。天门冬酰胺的结果正好相反,不育系含量高,而保持系和恢复系低。另外,花粉中细胞色素氧化酶     

糜子雄性不育突变体的创制和遗传分析

杂种优势是培育高产、优质、高抗作物新品种的主要手段,而雄性不育系的选育直接决定着作物杂种优势育种的成功。利用~(60)Co-γ射线诱变首次创制出糜子(Panicum miliaceum,2n=4x=36)雄性不育突变体M207A,并对其进行了育性鉴定和初步的遗传分析,目的是利用该突变体进行糜子杂交种的选育、在糜子中实现杂种优势的利用。首先采用室内花粉镜检与田间调查相结合的方法对突变体进行了育性鉴定;将突变体与育性正常的糜子品种配组杂交获得的F_1和F_2群体在不同地点、不同年份、不同季节种植,对不育突变体的遗传模式进行了分析。结果表明:不育株花药褐化,无外露,花药干瘪,不育度在95%以上,不育性状稳定;利用育性正常的品种给稳定的突变体进行授粉,其结实率可达到正常水平;自交F_2群体中育性分离比例为35∶1,符合单基因座位上同源四倍体基因的理论分离比,说明该突变性状是由隐性单基因控制的可遗传的"无花粉型"细胞核雄性不育。雄性不育突变材料M207A的创制,为糜子杂种优势利用奠定了材料基础。     

糜子雄性不育突变体的创制和遗传分析（英文）

杂种优势是培育高产、优质、高抗作物新品种的主要手段,而雄性不育系的选育直接决定着作物杂种优势育种的成功。利用~(60)Co-γ射线诱变首次创制出糜子(Panicum miliaceum,2n=4x=36)雄性不育突变体M207A,并对其进行了育性鉴定和初步的遗传分析,目的是利用该突变体进行糜子杂交种的选育、在糜子中实现杂种优势的利用。首先采用室内花粉镜检与田间调查相结合的方法对突变体进行了育性鉴定;将突变体与育性正常的糜子品种配组杂交获得的F1和F2群体在不同地点、不同年份、不同季节种植,对不育突变体的遗传模式进行了分析。结果表明:不育株花药褐化,无外露,花药干瘪,不育度在95%以上,不育性状稳定;利用育性正常的品种给稳定的突变体进行授粉,其结实率可达到正常水平;自交F2群体中育性分离比例为35∶1,符合单基因座位上同源四倍体基因的理论分离比,说明该突变性状是由隐性单基因控制的可遗传的"无花粉型"细胞核雄性不育。雄性不育突变材料M207A的创制,为糜子杂种优势利用奠定了材料基础。     

利用CRISPR/CAS9技术定点编辑水稻花粉特异表达基因OsIPA

水稻雄配子发育是水稻得以繁殖的关键发育过程,同时水稻的雄性不育在水稻杂种优势利用中也发挥着重要作用。花药/花粉特异表达基因可能在雄配子发育中发挥关键作用。本研究利用CRISPR/CAS9技术对水稻品种明恢86中的花药特异表达基因OsIPA定点编辑,获得OsIPA突变体,以期研究OsIPA基因在水稻花粉发育过程中的功能。试验最终成功的对OsIPA基因第1外显子上的2个不同的靶位点进行了定点突变,经检测发现有24株T0代在相应的靶位点发生了突变,共有8种不同的类型,包括碱基缺失、替换以及单碱基的插入等不同类型。     

"新梨7号"雄性不育特性及其败育的细胞学研究

利用石蜡切片法,观察比较了"新梨7号"及其父母本花药发育和花粉发育过程中细胞学上的变化特征.研究结果表明:"新梨7号"梨花器小,花药干瘪,几乎无花粉粒,表现出雄性不育的空囊花药;导致花粉败育的主要原因可能是:绒毡层细胞在花粉母细胞时期出现畸形、提早解体,致使绝大多数小孢子母细胞不能正常发育,即使有的小孢子母细胞可以进行减数分裂,但形成的小孢子四分体也不能正常发育成为成熟的花粉粒,导致最终败育.目前大量研究已表明,雄性不育是由基因或染色体调控的.因此,本试验的形态解剖结果是不育基因表达的产物.     

白桦雄花发育异常突变体的成熟花药及花粉特征

目的雄花发育异常突变体是研究花器官发育及基因功能的理想试材,树木的花发育异常突变体更为罕见。本文旨在研究一种白桦雄花发育异常突变体的成熟花药及花粉特征。方法以该种突变体为试材,对野生型(WT)、突变体的2种花序(NLM、MM)及其花药花粉进行了观察分析、活力检测、扫描电镜观察。结果突变体的2种花序散粉量极少,部分花药不开裂;WT、NLM、MM 3种花粉的I-KI染色率分别为99.1%、64.1%和68.9%;花粉萌发率分别为88.9%、1.63%和1.86%。DAPI染色发现突变体花粉粒出现皱缩、膨大、变形等现象。上述结果表明, 突变体花粉活性较低,萌发率差。扫描电镜观察发现,突变体花粉大小不一,萌发孔孔盖较小且严重内陷。结论白桦雄花发育异常突变体的表型特征分析为白桦的花药花粉发育机理,雄性不育分子机制的研究提供了重要的基础资料。      

谷子雄性不育系育种两系配套制种的理论和实践的研究

<正> 一、前言随分子遗传学的发展,农、园作物的雄性不育系育种,以提高杂种优势,提高产量和品质的理论研究,日益进展,对雄性不育系的原因及其机制,已多所阐明。下图示典型的正常的雄性可育的禾本科植物花粉母细胞和典型的雄性不育性的花粉母细胞的细胞质遗传。根据70年代植物雄性不育系的核质多系统,多基因平衡理论公式及三(四)系育性基因遗传式,可以较准确地鉴定、测定和创造两系、三系进行配套。