植物细胞质雄性不育基因的鉴定及育性调控机理

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）是作物杂交种生产的主要授粉控制系统,研究细胞质雄性不育分子基础及调控机理对利用杂种优势提高作物产量具有重要的指导意义。本文从植物的线粒体基因与细胞质雄性不育的关系着手,列举了植物CMS基因的鉴定情况,重点介绍了研究较多的矮牵牛、玉米、水稻和油菜细胞质雄性不育基因的鉴定进展及其对不育性状的调控。同时根据恢复基因与不育基因的相互作用情况阐述了育性恢复的可能机理,并对植物CMS分子机理的研究前景进行了展望。     

水稻雄性不育突变体012S-3的遗传分析和基因定位

雄性不育是水稻杂种优势利用的重要资源,对雄性不育现象的研究具有重要理论意义和实践价值。本研究以自然突变的水稻雄性不育突变体012S-3为试验材料,对其表型特征和花粉育性等进行调查,并构建遗传群体,利用分子标记对目的基因进行初步定位,然后应用基因组重测序技术对其进行精细定位。结果表明,012S-3是一个典型的无花粉普通型雄性不育材料,其不育性状受1对隐性核基因控制。初步定位分析目的基因与SSR标记RM6081存在连锁关系,其遗传距离约为34.4 c M;进一步的精细定位分析,找到3个候选基因:LOC_Os07g35880、LOC_Os07g35920和LOC_Os07g35940,其中LOC_Os07g35880和LOC_Os07g35940编码β-淀粉酶,属于水稻中新发现的花粉致死基因。该不育基因的成功定位为其进一步的分离克隆及其在水稻分子设计育种中的应用奠定了基础。     

植物细胞质雄性不育相关基因及其分子标记研究

植物细胞质雄性不育(plant cytoplasmic male sterility,CMS)在自然界中普遍存在,它是植物在有性繁殖过程中产生非正常花粉、花药或者雄配子体而形成的一种可以遗传给后代的现象,近年来在生产实践中发挥了巨大作用,逐渐成为研究热点。随着分子生物学技术的不断发展,越来越多的技术手段被应用到研究CMS中。前人研究结果已证实CMS和线粒体有关。现今已分离到了与CMS相关的基因或片段,并开发出了与不育性状和恢复基因连锁的分子标记。本文就上述研究的相关进展进行概括论述。     

植物细胞质雄性不育育性恢复基因研究进展

植物杂种优势在生产上已被广泛应用,对提高产量和改善品质有重要意义,而生产杂交种的重要途径是细胞质不育及其恢复系统。在杂交品种选育过程中,优良恢复系选育至关重要。近年来植物细胞质雄性不育性恢复的分子机理一直是分子生物学的研究热点。本文综述了目前恢复基因研究的主要进展,讨论了恢复基因的遗传与定位。认为细胞质雄性不育恢复基因一般为单基因或少数显性效应主效基因,且恢复基因间作用方式多样化。目前,玉米Rf2基因、矮牵牛Rf基因、水稻Rf-1基因、萝卜Rfo基因都已被克隆。在这些恢复基因的克隆与分离基础上,本文讨论了恢复基因的结构特征及分子机理,认为恢复基因的可能分子机理,一种是恢复基因抑制细胞质雄性不育（CMS）特异ORF的表达,另一种是恢复基因补偿线粒体功能的缺陷。本文最后对恢复基因在植物分子育种上的应用前景提出了看法。     

加工型辣椒细胞质雄性不育育性基因分子标记及辅助育种

为准确、高效地利用分子标记辅助选择技术进行加工型辣椒胞质雄性不育(CMS)育性恢复基因的选择,本试验利用已报道的9个与辣椒恢复基因连锁的标记对加工型辣椒CMS不育系83-3A、恢复系812、F_1(83-3A×812)、F_1'(F_1×83-3B)与保持系83-3B回交群体进行试验,发现CRF-SCAR、PR-CAPS和OPP13-CAPS标记与CMS育性恢复基因Rf紧密连锁;用CRF-SCAR标记对BC_6F_1'的75个单株进行分子标记辅助选择验证,结果表明,39株有特异条带,与田间调查结果一致,正确率为100%;并从7份新引进未知育性材料中,检测到4份有恢复基因的材料。本试验结果表明,育种实际应用中可以利用标记CRF-SCAR对加工型辣椒恢复材料进行选择,能显著提高辣椒雄性不育三系育种的效率。     

高粱IS1112C（A3）雄性不育胞质的育性恢复由两个基因转变成1个基因

杂交高粱种子的生产取决于胞质核雄性不育性(CMS)的利用。目前广泛采用的高粱CMS资源是来自milo或雄性不育诱导的milo胞质组。载有该胞质的品系的育性恢复急需通过两个基因的互补作用机制来实现；1989年Sehertz等人研究了大量的高粱品系，     

水稻细胞质雄性不育及其育性恢复基因的研究进展

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）及育性恢复（restorer of fertility,Rf）是作物杂种优势利用的有效途径之一,由线粒体不育基因和核恢复基因互作产生。本文综述了水稻CMS和Rf基因的来源及其分子遗传机理,并展望了水稻CMS和Rf系统在水稻育种方面的应用。     

一种基于PCR标记控制粳稻杂交品种种子纯度的简单方法

由cms-bo胞质支配的胞质雄性不育性（CMS）其由核基因支配的恢复作用都被广泛用于粳稻杂交品种的种子生产。为了生产纯净的杂交种子，一个先决条件是要恰当地控制亲本尤其是CMS系的种子纯度。为了检测出CMS系、保持系、恢复系和杂种的各批次种子中的混杂情况，本研究开发出了3种主要基于聚合酶链反应PCR的标记（M1、     

辣椒CMS恢复基因的遗传分析及基因定位

本研究以辣椒胞质雄性不育系131BC5A与恢复系139D-21-3为亲本,构建了包含210个单株的F2群体,采用CAPS、SSR及SCAR等分子标记技术,对辣椒胞质雄性不育恢复基因进行遗传分析和基因定位研究。田间调查和遗传分析结果表明,F2群体的表现型中可育与不育的分离比为3:1。采用分离群体分组分析法(BSA),从F2可育群体和不育群体中各随机选取10株,构建可育和不育基因池。研究选用295对引物在亲本间进行多态性筛选,其中43对引物在亲本间表现出多态。通过进一步分析43对引物在基因池间的多态性,筛选出Rf基因连锁标记14个。然后对F2群体的210个单株进行连锁分析,最后将恢复基因定位在SSR标记pep43和pep20之间,约3.9 c M(或498.6 kb)的区间内,与两个标记的遗传距离分别为1.3 c M与2.6 c M。本研究为Rf基因的精细定位和克隆奠定了良好基础,也为辣椒雄性不育恢复系的分子标记辅助选择育种提供了理论参考。     

辣椒EST-SSR标记的开发

对4000条辣椒EST序列进行筛选,获得了119条含有SSR的EST,共设计出35对EST—SSR引物,占所有EST序列的0．87％。在所有的SSR—ESTs中,二核苷酸重复含量最高,其次是三核苷酸重复。GA和AGA分别是二,三核苷酸重复中含量最高的重复基元。以不育系（cytoplasmic male sterility,CMS）,保持系基因组DNA为模板,对EST—SSR引物进行筛选,首次获得Pe21、Pe26和Pe27等3对特异引物,并扩增出特异片段分别为CMSPe2160、CMSPe260、CMS Pe27300. EST—SSR标记作为功能基因的一部分,可以直接揭示或反映相关基因功能,特异标记基因的一部分序列,它的应用将对进一步研究辣椒胞质雄性不育分子机理带来一定的促进作用。     

水稻细胞质雄性不育分子生物学研究进展

对水稻细胞质雄性不育与叶绿体基因组、线粒体基因组、质粒基因组和核基因组的遗传以及育性相关基因的分子标记定位、辅助选择、克隆与表达研究现状进行了综述，并对水稻细胞质雄性不育分子机理和分子生物学研究进行了展望。     

利用花药培养技术创制加工型辣椒细胞质雄性不育恢复系

为快速创制加工型辣椒胞质雄性不育(CMS)恢复系材料,本试验利用分子标记辅助选择和花药培养相结合的方法将完全恢复的恢复系812的恢复基因Rf导入自交系940,创制含恢复基因的新种质。对其中含Rf的5个花培二代苗系与不育系83-3A进行测交,结果表明,测交株系均表现恢复,且测交株系的恢复株率均为100%。本研究说明结合花药培养和分子标记辅助育种可以达到快速有效育种的目的。     

油菜隐性细胞核雄性不育的研究进展

油菜细胞核雄性不育是油菜杂种优势利用的重要途径。近年来,油菜隐性细胞核雄性不育研究取得了一些进展并育成了一批核不育杂交种。为了促进核不育研究的深入及油菜杂种优势利用水平,对双隐性核不育和隐性上位互作核不育2种类型的核不育系统的遗传模式、相关基因定位以及其不育分子机理方面的研究进行综述,并对其研究成果在将来油菜杂交育种中的利用进行展望。     

大白菜育性相关蛋白差异表达

为揭示复等位基因遗传的大白菜雄性不育分子机制,通过基于质谱的蛋白质组学同位素相对标记与绝对定量技术技术(i TRAQ),开展了大白菜核基因雄性不育蛋白质组学研究,以找到不育与可育材料中差异表达蛋白,从蛋白水平来进一步揭示大白菜雄性不育的分子遗传机制。通过研究,共发现了358个差异蛋白,其中可育中上调表达的蛋白有226个,下调表达的蛋白有132个,GO分析结果表明,鉴定的蛋白质组数据具有较好的生物学功能覆盖范围。通过双向电泳验证,差异蛋白点差异特性与i TRAQ结果类似,表明i TRAQ用于差异蛋白分析结果可靠。     

植物细胞质雄性不育育性恢复基因研究进展

杂种优势已广泛应用于农业生产,这其中主要依靠细胞质雄性不育系统。细胞质雄性不育“三系”是杂交种选育的基础材料。其中,强恢复系的选育非常繁琐,且恢复力只能通过与不育系的测交来鉴定,既耗时又费力,因此,人们对育性恢复基因进行了大量的研究。本文归纳了恢复基因的结构特征、作用机理、遗传模式、基因定位及克隆上的研究进展和存在问题。认为随着二代测序技术的发展,可以利用全基因组重测序和转录组测序等技术开发新型分子标记进行恢复基因精细定位,或直接通过测序技术鉴定恢复基因。这将为恢复系的分子标记辅助选育和利用基因工程手段人工改良和创制恢复系提供帮助,也将为研究细胞质雄性不育育性恢复基因的遗传、进化和特征,全面解析植物细胞质雄性不育育性恢复机理奠定基础。     

棉花细胞质雄性不育育性恢复基因的定位及分子标记辅助育种研究进展

棉花细胞质雄性不育系统在实现棉花杂交种子大规模生产和培育高产、优质、抗逆等棉花新品种中具有重要的应用价值,而恢复系的好坏对细胞质雄性不育系杂交种的选育的利用起着举足轻重的作用。因此,培育优良恢复系至关重要。主要介绍了棉花细胞质雄性不育系、恢复系的类型,综述了棉花细胞质雄性不育育性恢复基因的遗传方式和遗传定位研究进展,讨论了恢复基因的精细定位和分子标记鉴定在分子标记辅助育种中的意义和应用前景,并针对目前存在的问题提出相应对策。     

分子标记技术在辣椒研究中的应用进展

分子标记是生物学研究的一个重要工具,在作物新品种选育等方面发挥着越来越重要的作用。为了构建辣椒分子标记辅助育种技术体系,以实现常规育种技术与现代生物技术的有机结合,归纳了分子标记技术在辣椒种质遗传多样性、分子连锁图谱构建、分子标记辅助选择育种和基因定位等方面的已有研究成果;认为分子标记技术在辣椒上的应用研究系统性还不强、基础分子信息比较缺乏、遗传图谱还不精细,建议在实用新型分子标记开发、核心种质分子信息库建立、优良作图群体及精细遗传图谱构建等方面加强系统深入的研究。     

甘蓝型油菜显性核不育遗传研究及育种利用

甘蓝型油菜是世界重要的油料作物,具有很强的杂种优势,细胞核雄性不育是油菜杂种优势利用的重要途径.近年来,甘蓝型油菜显性核不育研究已取得了一系列进展.为促进甘蓝型油菜显性核不育研究的深入及其杂种优势的利用,本研究基于国内外甘蓝型油菜显性核不育遗传研究基础,主要从甘蓝型油菜显性核不育遗传方式、相关基因定位、分子标记开发及其育种利用等方面进行综述,以期为甘蓝型油菜显性核不育基础研究、杂种优势的应用及其杂交新品种选育等提供参考.     

玉米雄性不育突变体x50的基因定位与遗传分析

为了挖掘雄性不育种质资源，鉴定雄性育性基因，为玉米雄性不育化制种提供基础材料。以玉米雄性不育突变体x50为试验材料，研究突变体雄性不育表型，构建x50与自交系Mo17的F₁和F₂群体，确定突变体x50雄性不育性状的遗传模式。以F₂群体为材料，应用图位克隆技术定位雄性育性基因X50,通过基因等位性测验确定候选基因。结果显示，与野生型相比，雄性不育突变体x50花药不能从颖壳露出，花药体积较小且萎蔫，无成熟花粉粒形成。F₁群体植株均表现为雄性可育，F₂群体植株出现雄性育性分离，可育植株与不育植株分离比例符合3∶1,说明突变体x50不育性状受1对隐性核基因控制。通过图位克隆方法将雄性育性基因X50定位于玉米第2染色体分子标记2-4901与2-4963之间，物理区间为237.42～241.39 Mb。定位区间内候选基因分析发现，区间存在玉米雄性不育基因ZmMs33。以ms33纯合突变体ms33-6029和ms33-6052分别与x50杂合型+/x50杂交，杂交后代可育植株与不育植株分离比...     

烟草雄性不育研究进展

为探索烟草雄性不育机制并寻求致其不育的关键诱因,本研究从表型、细胞学、生理生化、分子机理等方面归纳了烟草雄性不育的研究现状。首先总结了烟草不育系及其保持系在绒毡层和花器官等方面的特征差异;其次分析了游离脯氨酸、活性氧、酶和内源激素等因素对烟草育性的影响;最后重点详述了核基因、线粒体基因和叶绿体基因与烟草育性关联的研究分析和进展。进而提出后续研究跟组学高通量数据进行有效结合,将有助于烟草雄性不育机理的系统研究。