小麦生理型雄性不育花药中能量相关基因的表达

为揭示小麦(Triticum aestivum L.)生理型雄性不育机理,以化学杂交剂SQ-1为诱导剂,构建了普通小麦西农1376不育和可育生理系,用RT-PCR技术分析了3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)和NFUDP4基因在不同发育时期的不育和可育花药中的表达差异.结果表明,与同期对照相比,GAPDH和NFUDP4基因在不育花药单核期到三核期均下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,GAPDH下调表达尤为显著.因此,小麦生理型雄性不育花药败育过程中,一方面由于GAPDH基因表达受抑制,使糖酵解受阻导致能量供应不足;另一方面,NFUDP4基因下调表达,可能引起线粒体某一Fe-S族蛋白装配需要的分子骨架减少而使其数量不足,从而可能引起Fe-S族蛋白参与的生化反应减弱,如呼吸链电子传递受阻引起能量供应不足,与小麦生理型雄性不育具有一定关系.     

小麦粘类CMS育性恢复基因的SSR分子标记与定位

利用SSR技术,对小麦粘类CMS（细胞质雄性不育）的1对近等基因系（NILs）和回交群体（BC₁'）进行分析,筛选与粘类CMS育性恢复基因相连锁的分子标记并进行恢复基因定位,以进一步探讨小麦粘类CMS育性恢复的遗传机理。结果表明：在18对位于1BS上的SSR引物中,有6对引物在近等基因系间扩增出了稳定的多态性差异;经分离群体验证表明,恢复基因与4对SSR引物的扩增位点Xwmc406、Xbarc8、Xwmc611和Xgwm273有连锁关系,遗传距离分别为2.7、2.8、21.4和26.2cM,这些标记可稳定应用于小麦粘类CMS育性恢复基因的辅助选择;研究还表明,小麦粘类雄性不育系的育性恢复主要受1BS上的1对主效恢复基因及一些微效基因共同控制;本研究标记出的恢复基因应为Rfv1;上述4个标记与该主效恢复基因Rfv1之间的位置顺序依次为Xwmc406、Rfv1、Xbarc8、Xwmc611、Xgwm273。     

小麦花粉离体萌发培养体系的筛选

为了准确检测小麦花粉活性,以5个常规小麦品种为材料,4种花粉离体萌发培养体系为候选方法,通过比较不同体系花粉萌发率差异,从而找到最佳的小麦花粉离体萌发培养体系。结果表明：小麦成熟花粉在20%蔗糖+10%PEG4000+40mg/LH3BO3+3×10-3mol/LCa(NO3)2+10mg/LVB1中28℃培养30min,通过镜检观察,可诱导萌发频率高达90%以上。同时,经过K型小麦不育系、保持系和F1材料的鉴定,表明上述培养基适合于小麦花粉离体萌发,能够准确检测小麦花粉活性。     

小麦生理型雄性不育系微丝骨架和胼胝质的变化与其相关基因的表达分析

【目的】研究生理型雄性不育小麦花粉细胞内微丝和胼胝质的结构及其相关基因的表达,并揭示其与生理型雄性不育的关系,为进一步研究化学杂交剂SQ-1诱导小麦生理型雄性不育的机理提供一定的理论依据。【方法】以化学杂交剂SQ-1诱导的生理型雄性不育系ms(A)-西农1376及对应正常可育系(A)-西农1376为试材,用TRITC-phalloidin标记细胞内微丝,苯胺蓝标记胼胝质,qRT-PCR技术分别对肌动蛋白解聚因子TaADF（Actin depolymerizing factor）、类葡聚糖合成酶TaGSL（Glucan synthase-like）进行差异表达分析。【结果】(1)在减数分裂前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ这三个时期,生理型雄性不育系花粉细胞的微丝结构与可育系没有显著差异：前期Ⅰ,微丝分布于整个细胞质中,细胞核区域也可见少量微丝环绕细胞核;中期Ⅰ,微丝分布在细胞质中,在形成纺锤体部位染色更深,形成纺锤体微丝,由细胞两极发出的纺锤体微丝伸向赤道板;后期Ⅰ,在向两极移动的染色体的中间部位染色较深,微丝分布较多。(2)在早末期Ⅰ,与可育系相比,不育系花粉细胞没有形成清晰且明显可见的中国灯笼状成膜体微丝结构,且在细胞中线部位亦没有清晰可见的微丝累积。(3)晚末期Ⅰ,可育系花粉细胞在形成细胞板的部位是线性的、平滑的,成膜体微丝消失,而不育系花粉细胞在形成细胞板的部位形成了很大的缝隙,同时,可育系胼胝质在细胞板处的沉积比较平滑,而不育系胼胝质在细胞板处的沉积较可育系相比缺乏,并且是褶皱的、有裂纹的。(4)四分体时期,可育系花粉可见围绕细胞核的辐射状微丝,不育系花粉细胞中微丝呈模糊状态,并且不育系中胼胝质染色的整体荧光强度较可育系减弱。利用实时荧光定量PCR技术分析肌动蛋白解聚因子TaADF和类葡聚糖合成酶TaGSL在减数分裂期的相对表达量,结果发现,不育系中TaADF的相对表达量是可育系的4.28倍,由于TaADF表达量上调,加剧了细胞内微丝解聚,微丝结构受到破坏,同时不育系中TaGSL表达量下降,只有可育系的0.83倍,胼胝质的沉积也受到影响。【结论】TaADF在不育系中上调表达,破坏了细胞内微丝的正常结构,使微丝不能正常行使其功能,进而可能导致花药发育中与育性相关的某些代谢通路等受到影响。与此同时,微丝结构的破坏导致细胞板形成出现异常也可能是引起胼胝质在细胞板处沉积受到影响的一个重要原因。因此,微丝和胼胝质的异常变化与化学杂交剂SQ-1诱导的生理型雄性不育密切相关。     

粘类小麦雄性不育系F_1结实性状的遗传分析

采用MINQUE统计方法、加性-显性(AD)及其与环境互作的遗传模型,对粘类小麦雄性不育系和恢复系杂交F1小穗两边结实数、中间结实数等结实性状进行了分析。结果表明,粘类小麦雄性不育系育性恢复性主要以加性效应为主,其次是显性效应,加性方差占表现型方差的比例变幅为38%~48%;不育系(V)-90-110、(Ven)-90-110、(K)-224、(V)-224所配制的组合,在2个结实性状上,包括国内法、国际法,平均结实率均具有正向显著或极显著的加性效应,亲本5253、02-7-215、00-6-247、M8003具有使不育系恢复度提高的加性效应;双亲加性效应高的组合多数表现出其显性效应比较差;国际法恢复度高的组合(K-224×5253),究其原因是双亲国际法恢复度的加性效应高,尤其亲本5253国际法恢复度的加性效应在供试材料中是最高的,其显性效应也较高(36.14%);粘类小麦雄性不育系杂交结实率的高低与环境的互作相对较小,育性恢复性在年份间的表现比较稳定。     

杀雄剂SQ-1诱导小麦雄性不育大田生产制种技术的研究

研究了在杂交小麦大田制种条件下,花期调节剂对以SQ-1杀雄剂诱导的小麦雄性不育母本异交结实率的作用;同时还比较了父本盛花期采用机动授粉器进行人工辅助授粉的基础上,父母本不同行比下的母本异交结实率.结果表明,花期调节剂对提高杂交小麦大田制种母本的异交结实率有极显著的效果;父本盛花期采用机动授粉器进行人工辅助授粉的条件下,父母本8∶8行比可以有足够的花粉供应,适合大田小麦杂交制种,应加以推广与应用.     

小麦籽粒中戊聚糖研究进展

戊聚糖是小麦籽粒中非淀粉多糖的重要组成成分,具有重要的功能作用,综述了国内外关于戊聚糖的分类、测定方法、理化特性、戊聚糖对小麦品质的影响及其遗传学与栽培生理调控等方面的研究进展.     

小麦质核互作型雄性不育系线粒体DNA变异性的RAPD分析(英文)

在杂交小麦选育中,为了更好地利用细胞质雄性不育性,研究与不断挖掘新的不育细胞质类型及其对应育性恢复基因以改良现有不育资源至关重要.基于这一目的,本文对具有山羊草属细胞质的四类不育系线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD分析,分别比较了具有同一细胞质背景的山羊草、雄性不育系,以及该类不育系与恢复系组配的可育杂种F1的mtDNA的变异性.结果显示,供试山羊草与其对应细胞质雄性不育系在mtDNA上存在明显多态性,表明不育系在质核互作的影响下很可能已导致mtDNA发生变异:而不育系与对应的可育杂种F1在mtDNA上也存在多态性,同样表明育性恢复核基因对不育系进行育性恢复的过程中亦可能引起mtDNA发生相应变异;mtDNA变异很可能涉及到不育系育性本质的改变.     

小麦粘型不育系其恢复系的选择新方法初探

为了探索选育小麦粘型优良恢复系的简便、快捷方法,采用多元统计分析进行了粘型不育系优良恢复系选择新方法的研究.研究结果表明,在筛选恢复系时不论采用国内法还是国际法所得出的结论是一致的;典型相关分析表明,欲提高F1的恢复度尤其是以国内法计算的恢复度时应重点选择分蘖力强、穗下节间较长、株高中等、穗子不太大的品种或品系;通过逐步回归分析得出了亲本株型性状对F1恢复度(国内法)性状的回归方程,其结果与典型相关分析的结果非常接近,说明用本方程进行恢复度预测是准确可靠的.