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。     

K型不育系恢复系筛选及花粉败育机理比较研究

分别用18个普通小麦品种与 K 型不育系 K149A 和 K80(6)测交,调查杂种 F_1的育性表现和单倍体频率,结果如下:①不同的不育系产生单倍体的频率不同;②同一不育系与不同品种测交所得杂种 F_1产生单倍体频率不同;③K型不育系的恢复源较广,但恢复度高的品种不多,恢复基因除显性单基因,还有微效基因和修饰基因,育种中应当注意恢复基因的累加作用。应用扫描电镜和石腊切片显微技术,从细胞形态学角度,对 K 型、T 型保持系和不育系的花粉结构和花粉发育过程进行了观察,发现:①K、T 型小麦不育系花粉败育发生于不同时期,花药壁在败育中所起作用不同,维管束与正常小麦不同。②K型花粉败育发生于双核小孢子期,主要异常有:绒毡层退化方式异常;药室合并;内缘壁周缘细胞均呈次生纤维状增生;维管束鞘细胞排列不规则;花粉母细胞减数分裂不正常。     

遗传背景对无花粉型水稻温敏核不育系籼S杂交后代不育性表达的影响研究

将无花粉型温敏核不育系籼S与不同父本杂交,在籼S不育期内调查F2和BC1F2育性分离.结果表明:8个组合F2及BC1F2群体不育株数∶可育株数均符合1∶3,符合1对主效基因控制的遗传模式;无花粉败育方式可以稳定遗传,但遗传背景会对出现无花粉败育的时间产生影响;各组合F2不育株的不育期长短及可育期育性的差异均达到显著水平,且各组合不同单株间也存在差异;13个组合的不育株不育期长短与可育期育性的相关性差异较大,其中,籼S/金华占、籼S/籼黄占、籼S/新小占、籼S/野绿占、籼S/密粒早占等5个组合达到显著负相关水平.     

粳稻台中65及其F1花粉不育近等基因系和它们的F1花药培养特性

利用粳稻台中65及其F1花粉不育近等基因系和它们的F1作研究材料,对这些遗传背景基本相同但具有不同F1花粉不育基因座位材料进行花粉愈伤组织诱导率及花药开裂性的研究．结果为：亲本与杂种在离体条件下的花粉愈伤组织诱导率无显著差异,杂种F1花粉部分败育并未导致花粉愈伤组织诱导率下降,表明F1花粉不育基因与花粉愈伤组织诱导能力性状无直接联系;但亲本与杂种间的花药裂药性却存在显著差异,并随着花粉败育率的提高花药开裂率下降,表明F1花粉不育基因与花药开裂性状有关．     

滇—型和BT型杂交稻育性遗传和不育机理研究

 以花粉可育率为主要遗传指标,对滇一型和BT型“三系”以及杂种F₁、F₂、BC₁和AF₁(不×[保×恢])等世代的育性进行了观察分析。结果表明:滇一型和BT型不育系花粉败育以染败为主。二者不育系的不育基因和恢复系的恢复基因两两相互等位。供试材料有部分杂交组合表现为一对育性核基因与细胞质基因共同控制的遗传,而另一部分杂交组合表现为两对育性核基因与细胞质基因共同控制的遗传。恢复基因(R₁、R₂)的作用有强弱之分,并表现明显的加性效应。据此初步认为:粳型杂交水稻的育性基因型因组合不同而不尽相同,同一不育系或恢复系在不同的组合中可能表现不同的育性基因型。     

1份玉米胞质雄性不育材料的分类研究

[目的]报道1份败育彻底、育性稳定、农艺性状优良的玉米胞质雄性不育材料TFMs。[方法]采用综合鉴定、逐级分类的方法,对1份不明类型的玉米胞质雄性不育材料进行了研究。[结果]不同播期的育性表现为：5月15日播种的有3株花药较饱满,部分花药外露,但未见花药开裂现象,其他株和其他播期植株花药均瘦瘪,无花粉,完全不育;育性恢复专效性测定结果表明,获白、自330、N6测交F1,花药大小颜色、开花散粉正常,可育株率100%,镜检可染花粉率90%以上,推测其为孢子体不育。[结论]经初步判定,TFMs属于C组胞质雄性不育。     

一个玉米细胞质雄性不育系的鉴定及遗传分析

【目的】阐明新育成的雄性不育系农系928cms-Q1261的胞质类型、败育时期和遗传机制,为其育种应用提供依据。【方法】将不育系在不同年份、不同地点种植,鉴定育性表现,通过测交、姊妹交、反交对不育性的遗传进行分析,利用特异引物进行PCR扩增鉴定胞质类型,通过石蜡切片法在光学显微镜下观察小孢子发育过程。【结果】农系928cms-Q1261雄穗无花药外露,花粉败育彻底,不育性表现稳定;质不育基因来自自交系Q1261,为S型;核不育基因来自农系928,由1对隐性基因控制;小孢子从单核晚期开始自溶,成熟期完全降解;自交系郑58能保持其不育性。【结论】农系928cms-Q1261属于S型不育胞质,是一种无花粉型的细胞质雄性不育系,其恢复系广泛。     

新质源粳稻不育系花粉败育特点及其潜在杂种优势

 目前,生产上应用的粳稻不育系细胞质遗传背景单一,开发新质源不育系显得尤为重要。花粉败育特点、不育的稳定性以及潜在的强杂种优势是不育系利用的前提条件。在不同温度条件下,调查了14份新质源不育系的花粉败育特点、育性稳定性和杂种优势。结果表明：9份不育系花粉的败育为典败和圆败,败育较彻底,但不能被滇一型或BT型恢复系恢复。另外5份不育系以染败为主均能被滇一型或BT型恢复系恢复,由南34、明恢63和NJ70507提供细胞质的3份不育系败育彻底,然而由D-7提供细胞质的2份不育系在高温下出现极少量的可育花粉。各杂交组合在同一性状上或同一杂交组合在不同性状上表现出的杂种优势有明显的差异。     

玉米不育胞质杂交种雄花育性恢复稳定性的研究 Ⅰ恢复性与质核遗传背景的关系

用C、T、S 胞质群的8个不育系及5个恢复系组成可能的24个杂交组合,两年多点分期播种观察花粉育性,结果表明:1)胞质群间,群内组合间的恢复性都存在极显著差异;2)不育胞质杂交种育性恢复主要由恢复系的恢复基因所决定,不同质核背景杂交种的恢复性各异,对环境的反应不尽相同,恢复性越高稳定性越好,恶劣的气候条件会严重影响恢复性的表达;3)在C、E 和S 型中,E 型胞质具有较高的恢复性和稳定性,S 型较差。     

水稻CMS和TGMS近等基因系的构建及其配合力评价

以温敏核不育系培矮64S和6311S为母本和轮回亲本,与保持系新协黄B杂交,采用回交-测交的方法,排除恢复基因和温敏核不育基因,首次育成了温敏核雄性不育系的质核互作型雄性不育近等基因系培矮64A和6311A.并配组了一套4个不育系×6个恢复系的不完全双列杂交组合.研究了温敏核不育系和质核互作型雄性不育近等基因系培矮64S和培矮64A及6311S和6311A的育性、形态特征和一般配合力的差异.结果表明,在遗传背景相同的前提下,不育期的温敏核不育系与其相应的质核互作型雄性不育系除花粉特征、柱头大小和异交结实率有一定差异外,其他农艺经济性状均表现一致.近等基因系培矮64S和培矮64A与6311S和6311A产量及其他农艺性状的一般配合力存在显著差异,但是培矮64S和培矮64A、6311S和6311A的产量及其他农艺性状的一般配合力没有显著差异,说明水稻杂种优势的高低与两系三系法没有必然的联系.     

玉米单倍体花药外露、花药大小与花粉育性的相关性研究

以优良自交系FAPW和BN490A组配的单倍体群体为材料,利用t测验、相关分析等方法研究单倍体花药外露、花药大小与花粉育性之间的相互关系。结果表明:玉米单倍体雄穗自然加倍率较低(28.2%),大部分花药外露(81.3%)和小部分花药不外露(15.6%)的单倍体花粉可育;花粉可育的单倍体花药大小大于花粉败育的单倍体,但在花粉可育的单倍体植株中,花粉的育性并未随着花药大小的增大而提高。在实际单倍体自然加倍过程中,可以依据玉米单倍体花药外露与否、花药大小与花粉育性的关系,通过花药是否外露与花药大小判断雄穗的育性。     

不同基因型玉米单倍体雄穗自然加倍研究

为探讨不同基因型的玉米单倍体雄穗自然加倍的情况,利用由7个优良自交系组配的FAPW/BN490A、BN490A/BN486A、PHZ51/H33和MT-1/H32等4个单倍体群体研究玉米单倍体的花药外露与花粉育性。结果表明:FAPW/BN490A群体位于雄穗分枝的花药外露概率高于位于雄穗主轴的花药外露概率;在所研究的4个单倍体群体中,FAPW/BN490A群体的花药外露率和可育花粉率均为最高,平均值分别为35.7%和72.2%;其次为BN490A/BN486A群体(13.0%,53.8%)与PHZ51/H33群体(13.0%,48.7%),MT-1/H32群体的最低,分别为12.0%和47.4%;通过多重比较发现FAPW/BN490A群体的花药外露率和花粉可育率与其余3个群体均显著差异,但其余3个群体间无差异,表明玉米单倍体的雄穗育性只在特定基因型间存在差异;在4个单倍体群体花药不外露株的植株中,均存在一定比例可育的花药,花粉可育率为0~95.0%,且每个群体可育花粉率在0~25.0%和25.0%~50.0%的植株较多,而50.0%~75.0%和75.0%的植株较少,即不同基因型的玉米单倍体群体中,花药不外露株的雄穗育性有较低程度恢复,且可育花粉率越高的植株数越少。     

玉米雄性不育系晋玉1A的选育及其特性

【目的】利用分子生物学和细胞学方法确定晋玉1A的雄性不育类型,鉴定玉米种质资源对该不育系的恢保关系,并测定其一般配合力和特殊配合力,为应用晋玉1A雄性不育系开展杂交育种工作提供依据。【方法】在海南乐东、山西晋中、忻州和运城,调查晋玉1A连续3年田间的育性;对晋玉1A与郑58的雄花、花药、花粉进行观察比较;对晋玉1A与昌7-2杂交F1代的花粉进行I2-KI染色观察;用专性PCR方法对晋玉1A的不育类型进行鉴定;以晋玉1A作母本,与158个自交系进行测配,对F1代进行田间育性调查,以筛查与之适配的恢复系与保持系;对以晋玉1A配制的可育杂交种F2代群体和BC1群体,进行育性调查;对晋玉1A及郑58与10个玉米自交系杂交F1代的籽粒产量性状进行一般配合力和特殊配合力分析。【结果】晋玉1A在以上4个地点,连续3年的田间不育性状保持稳定。晋玉1A与郑58的雄花外形相似,但其颖壳不开裂,花药不外露,无花粉散出。I2-KI染色表明,晋玉1A的花粉完全败育。对晋玉1A与昌7-2杂交F1代植株花粉的显微观察表明,64.4%的花粉粒能够被I2-KI正常染色,35.6%花粉粒败育,说明该不育系属于配子体不育类...     

几个水稻同核异质雄性不育系育性遗传的比较研究

本文分别以花粉可育率和田间结实率为指标，采用保持系（ｐ１）×恢复系（ｐ２）杂交组合的六个群体及Ｐ１、Ｐ２、Ｆ１、Ｆ２、Ｂ１（Ｆ１×ｐ１）和Ｂ２（Ｆ１×ｐ２），分别与不育系测交的方法，对三个同核异质雄性不育系的育性遗传进行了分析和比较，其结果表明：（１）恢复系为古２２３时，以花粉可育率和田间结实率为指标，Ｄ汕Ａ、Ｇ汕Ａ和Ｗ汕Ａ三个不育系的雄性不育及其育性恢复均受两对独立主效基因的控制；（２）恢复系为ＩＲ２４时，以花粉可育率为指标，Ｄ汕Ａ和Ｗ汕Ａ雄性不育及其育性恢复均受三对主效基因的控制，其中一对独立，两对连锁，交换值为２５％；而Ｇ汕Ａ的雄性不育及其育性恢复仍受控于两对独立主效基因。以田间结实率为指标，该三个不育系的雄性不育及其育性恢复均受两对独立主效基因的控制。     

玉米CMS-S恢复基因Rf3近等基因系的蛋白质分析

 【目的】Rf3是玉米CMS-S型不育系两个以上恢复基因中的标准基因，对其进行分子生物学研究意义很大。【方法】利用自主创建的Rf3近等基因系不育群体（Ps）和可育恢复系群体（Pf）为试材，采用改进的双向（二维）聚丙烯酰胺凝胶电泳（2D-PAGE）技术，对苗期、成株期叶片细胞总蛋白进行分析。【结果】分离到在Pf遗传背景下分子量为25.2 kD，等电点为5.0的特异蛋白质RRPⅡ，优化了2D-PAGE技术。【结论】该特异蛋白质点的出现与消失可能与玉米CMS-S的育性恢复有一定关系，对其纯化分离将为Rf3基因的克隆奠定基础和进一步了解玉米质核互作不育表达模式的分子机制。结合本研究，文章还讨论了采用2D-PAGE技术在玉米分子生物学研究中的优化以及基因组学与蛋白组学研究的衔接。     

大豆M型质核互作雄性不育恢复基因的遗传研究

用M型质核互作雄性不育系W931A(A)、同型保持系W931B(B)及3个地理来源不同的恢复系WR99032(R1)、WR0088(R2)、WR0108(R3)及其测交后代群体F1(A×B)、F2、BC1a(A×F1)、BC1b(F1×B)、F1a[A×(恢复系×恢复系)F1]、F1b[(恢复系×恢复系)F1×B]作为试验材料,以花粉育性和植株育性指标对不育系的育性恢复特性进行了初步分析.结果表明:大豆M型质核互作雄性不育系属配子体不育,3个不同来源恢复系的育性恢复受一对显性主效恢复基因控制,可能还存在微效修饰基因;3个恢复系的细胞质均为可育细胞质;恢复系R1与R2、R3的恢复基因呈非等位性,恢复系R2与R3的恢复基因呈等位性.     

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。     

太空诱变玉米雄性不育突变体的遗传分析

从卫星搭载的玉米自交系鲁原3624自交后代中选育出1份雄性不育突变体。通过田间观察和室内花粉镜检对其育性进行鉴定,并在不同生态条件下鉴定了不育性状的遗传稳定性,另通过测交、正反交、回交以及自交对不育性状的遗传特性进行了分析。结果表明:该不育突变材料雄穗无任何花药外露,花药内基本无可染花粉粒,且在不同生态条件下均能稳定遗传,属于隐性单基因控制的细胞核雄性不育类型。     

寒地粳稻粒宽在DH群体中遗传变异研究

以2个组合的DH群体,应用Choo和 Reibergs提出的模型及公式,研究了粒宽在寒地水稻在DH群体的遗传变异。结果表明,水稻粒宽的遗传变异分为两种遗传模式,第一种遗传模式为主效基因加微效多基因混合数量遗传;无主效基因互作。第二种遗传模式为多个主效基因加微效多基因混合数量遗传,主效基因间存在互作,为互补作用;粒宽在DH群体的遗传力为0.61;控制粒宽的基因为7.8-12.3对、平均9.9对。因此,在寒地花培品质育种中有目的对粒宽进行低世代严格选择,对提高粒重及选育适宜粒型的优异种质是十分有效的。