棉花细胞质雄性不育研究进展

棉花具有十分明显的杂种优势,棉花细胞质雄性不育在棉花杂种优势的利用上具有重要作用。利用棉花细胞质雄性不育和育性恢复系统突破传统人工去雄杂交育种的瓶颈,为棉花杂交种制种的商业化推广展现了光明的前景。综述了近年来棉花细胞质雄性不育在细胞学、生理生化、分子生物学和育性恢复4个方面的研究进展。详细阐明了棉花细胞质雄性不育小孢子败育时期及细胞学形态、生理生化指标研究、胞内基因组和核内恢复基因的分子生物学研究和获得理想恢复系的方法,并提出了研究中存在的主要问题,展望了今后工作的研究方向。     

分子标记技术在棉花育种中的应用

主要介绍了几种分子标记技术的原理及其特点,并且阐述了这几种分子标记技术在棉花种质亲缘关系鉴定、不同棉花种质遗传多样性分析、遗传图谱的构建、QTLs定位、品种指纹图谱的构建、品种(杂种)纯度鉴定及辅助育种等研究中的应用。     

彩色棉育种研究现状与展望

主要介绍了彩色棉的起源、分类以及彩色棉育种研究的现状,并对彩色棉今后的选育重点和发展前景进行了阐述。     

棉铃抗氧化酶活性影响棉纤维长度发育的研究

[目的]本试验对一对叶色不同的棉花近等基因系抗氧化酶活性进行测定和分析,以了解绿叶和红叶棉花材料的抗氧化酶活性的变化规律,旨在为棉花优良品种的选育提供理论依据。[方法]以叶色不同的近等基因系棉花为试验材料,在花后10d与花后20d分别测定铃壳、棉籽、棉纤维中的SOD、POD、CAT酶活性以及MDA含量,并对收获的棉花进行考种。[结果]棉纤维伸长的不同阶段,2种材料棉铃各组织的POD、SOD和CAT3种酶活性总体表现为升高趋势,其中绿叶棉纤维中SOD酶活性上升幅度最大,高达287%;而MDA含量呈现下降趋势,其中红叶棉纤维中下降幅度最大,达53%。绿叶棉棉铃抗氧化酶系统酶活性基本上显著高于红叶棉。[结论]棉纤维快速伸长阶段棉铃抗氧化酶活性与棉纤维的伸长发育密切相关。绿叶棉抗氧化酶活性高,以绿叶棉为育种材料,更有利于改良棉纤维品质。     

比克氏棉及其杂种后代的RAPD分析

 将（亚洲棉×比克氏棉）F₁加倍,再与陆地棉、海岛棉、（陆地棉×夏威夷棉）、（陆地棉×黄褐棉）杂交,获得三种杂种与四种杂种。本研究用RAPD技术对种间杂种及其亲本进行了分析,结果表明：（1）15个引物对参试材料总共扩增出127条DNA带,其中有102条多态性带,占80.3 %;（2）在杂种中均检测到了亲本带与杂种的特异带;（3）利用SAS软件中的类平均法对试验材料进行聚类分析,结果表明,所有的参试材料聚为三大类。研究结果充分验证了杂种的真实性。     

华北落叶松中多酚氧化酶的研究

本文对华北落叶松不同盟官不同时期多酚氧化酶的活性进行了研究,结果表明：a．多酚氧化酶是华北落叶松抗寒性的基础条件之一。b．多酚氧化酶与华北落叶松的生长发育有一定的关系。c．多酚氧化酶与华北落叶松抗虫能力及受害后恢复生机的能力有关。     

彩色棉抗氧化酶活性与棉纤维发育相关性研究

以1对纤维颜色不同的棉花近等基因系为试材,研究其棉纤维发育过程中棉铃抗氧化酶活性的动态变化,为棉纤维品质的改良提供理论依据。选择白色棉和绿色棉2个棉花品系,于花铃期和吐絮期分别测定铃壳、棉籽、棉纤维中SOD活性、POD活性、CAT活性以及MDA含量、可溶性蛋白含量,并对其纤维产量及长度进行考察。结果表明,在花铃期,白色棉纤维中SOD和POD活性均低于绿色棉,CAT活性显著高于绿色棉;而吐絮期,白色棉纤维中的抗氧化酶活性均高于绿色棉;绿色棉铃壳和棉籽中的MDA含量在整个生育期均高于白色棉;棉纤维的发育与抗氧化酶活性密切相关;棉纤维发育前期,较高的SOD,POD活性可以促进纤维的伸长,发育后期则有利于次生壁的加厚;绿色棉铃壳和棉籽中相对较差的抗氧化酶系统会促进色素的积累,从而影响棉纤维初生壁和次生壁的发育。     

可溶性蛋白含量与棉纤维发育的相关性

以3种棉纤维长度和衣分存在差异的农大HL1、农大HL2和新陆早49号棉花为试验材料,于花后10,20,30,40 d分别测定铃壳、棉籽和棉纤维中的可溶性蛋白含量和纤维长度,分析可溶性蛋白含量与纤维发育的相关性。结果表明,可溶性蛋白含量与棉纤维生长发育密切相关;在棉纤维伸长关键期,较低的可溶性蛋白含量利于棉纤维伸长发育,而较高的可溶性蛋白含量可促进次生壁加厚,利于棉花衣分的提高,进而提高棉花产量;在棉纤维发育进程中,棉铃各器官发育有着密切的联系,铃壳和棉籽中较强的生理代谢能力直接影响棉纤维的发育。     

棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系差异蛋白质组分析

【目的】对棉花晋A细胞质雄性不育系及其同核异质保持系MB177（JB）雄性败育关键时期的花药进行差异蛋白质组研究,为进一步揭示棉花细胞质雄性不育机理奠定基础。【方法】运用双向电泳技术对晋A细胞质雄性不育系及其保持系小孢子发育的造孢细胞时期和小孢子母细胞时期表达的蛋白质进行分离（考马斯亮蓝染色）;采用PDQuest8.0.1软件进行斑点检测,并经统计学分析确定获得差异表达蛋白质;对这些差异蛋白质斑点进行LC-Chip-ESI-QTOF-MS质谱分析,用Mascot软件搜索NCBInr绿色植物,鉴定差异表达蛋白质;对差异表达蛋白质进行GO和KEGG功能分析。【结果】PDQuest8.0.1软件分析表明,晋A不育系和保持系在花药发育的造孢细胞时期和小孢子母细胞时期的花蕾总蛋白质斑点数分别为1 525、1 540和1 554、1 540,这些蛋白质斑点的分子量分布在10-100 kD,等电点分布在3-10。经差异定量研究和统计学分析,共鉴定到15个在晋A不育系与保持系间显著差异表达的蛋白斑点,15个差异蛋白质斑点都得到了质谱特异峰图。对应的蛋白质H（+）-转运ATP合成酶、谷胱甘肽还原酶、线粒体上的ATP酶亚基、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基和UDP-D葡萄糖脱氢酶在不育系与保持系花药发育2个阶段均差异表达;膜联蛋白、S-甲酸谷胱甘肽水解酶、momilactone A 合成酶类似物、一个具有丙二烯氧化环化酶活性的未命名蛋白质和一个位于线粒体上的保守预测蛋白质仅在不育系和保持系花药发育的造孢细胞时期差异表达;β-羟酰-ACP脱水酶、丙酮酸脱氢酶-α亚基以及与花粉发育相关的一个预测蛋白质仅在不育系和保持系花药发育的小孢子母细胞时期差异表达。这些差异表达蛋白质主要参与小孢子与绒毡层发育过程,它们的下调或上调表达可能造成发育与代谢过程的不协调性,产生不正常的小孢子和绒毡层提前解体,从而导致雄性不育。采用荧光定量PCR分析核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基基因和H（+）转运ATP合成酶基因的转录变化,它们在转录水平与蛋白质表达的趋势一致。【结论】晋A不育系的小孢子败育可能与能量代谢紊乱、茉莉酸合成途径损害、细胞内大量ROS积累、查尔酮合酶活性下降有关。雄性不育的产生是一个复杂的生物学过程,涉及到多个基因的相互作用,构成了一个复杂的调控网络。     

近等基因系在育种研究中的应用

介绍了近等基因系的构建方法及其在农作物和其他物种育种中的应用。