λDNA导入普通小麦诱导的雄性不育系的初步研究

为明确λDNA导入普通小麦中国春诱导的λD型雄性不育系的育性表现及其花粉母细胞减数分裂过程中的染色体行为变化,对受体中国春、不育系、普通小麦LM14及其杂种后代进行了室内考种和细胞学观察。结果表明,λD型不育系不育度高,受体中国春对其具有较好的保持作用,LM14对其较好的恢复作用。花粉母细胞(PMC)减数分裂观察发现,受体中国春的PMC染色体异常率为0.91%,λD型不育系的PMC染色体异常率为2.04%,染色体异常类型主要有染色体落后、单价体、染色体桥、微核等。     

一个新小麦不育材料的形态特征及细胞学研究

对一个新小麦不育材料（代号：0176）的植株形态特征、花粉母细胞减数分裂过程及结实率进行了研究。结果表明,“0176”开花时颖壳张开持续时间较长,花粉粒表现不育;根尖细胞有丝分裂正常,但花粉母细胞减数分裂过程出现异常,中期Ⅰ出现染色体易位、后期Ⅰ出现染色体落后、末期Ⅰ和末期Ⅱ出现染色体落后及多极分布现象,末期Ⅱ出现了三分体、五分体、七分体、八分体等。“0176”自交结实率为零,但异交结实率较高,为68.5%～74.0%。说明该不育材料的不育性是由减数分裂异常引起的。     

多倍体茶树的细胞学研究(二)

对1株自然三倍体茶树和1株人工诱变四倍体茶树的细胞学研究,结果表明,三倍体茶树在减数分裂的终变期,花粉母细胞中的染色体联会成9种价体,其中三价体的出现频率最高,平均为6.33次,因而初步推断为同源三倍体。由于部分落后染色体的丢失,后期Ⅱ仅有4.9%的极区具有正常的15条染色体,花粉萌发率仅为10.1%,这是该三倍体茶树高度不育的原因。四倍体茶树是同源四倍体,在终变期,花粉母细胞中的染色体联会成14种价体,其中四价体出现的频率最高,平均5.34次;二价体出现的频率次之,平均4.73次。染色体可联会成多价体环     

一种甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育的细胞学观察

本研究利用涂片和切片两种方法,对甘蓝型油菜双隐性细胞核雄性不育两用系的不育株与可育株小孢子母细胞的减数分裂和小孢子发育的细胞学进行了观察。结果表明, 不育系从减数分裂时期就开始发生异常，出现了染色体桥，花粉母细胞分裂不同步等现象，随后形成大小不等的四分体或多分体，小孢子释放以后没有开始花粉壁的形成,并且细胞质逐渐降解,最后只剩下降解后的残渣，药室也随之萎缩变形。     

大麦（Hordeum vulgareL.）花药培养再生植株染色体的遗传分析和酯酶同工酶

通过观察８２株大麦花药培养再生植株根实细胞有丝分裂和５６株花粉母细胞（ＰＭＣ）减数分裂过程中染色体的结构和分离情况，结果表明，单倍体和二倍体植株各为１７．１％和３５．４％，混倍体植株４７．５％，在混倍体植株中，有二倍体，三倍体，四倍体甚至六倍体细胞和一些非整倍体细胞，但仍以单倍体，二倍体和四倍体细胞为主，根尖细胞有线分裂过程中有染色体结构的变异，如染色体断片，环状染色体等，二倍体ＰＭＣ减数分裂过程     

甘蓝型油菜双显性细胞核雄性不育系Shaan-GMS雄配子发育观察

采用常规压片与冰冻切片两种方法,观察甘蓝型油菜不育系Shaan-GMS的不育株与可育株小孢子母细胞减数分裂和小孢子发育过程,以阐明小孢子败育时期和细胞学特征。植株表型上,花期可育株与不育株花器官差异较大:不育株花丝较短,花药小且干瘪,微粉或无粉,淡黄色;细胞学观察结果显示不育株的花粉母细胞能够进行正常的减数分裂,形成四分体,但在单核期开始发生异常。主要表现为小孢子从四分体中释放后无法形成正常的小孢子外壁,随后小孢子外壁、内容物和绒毡层均提早降解,只剩下空壳与残渣,药室也随之萎缩变形,最终导致花粉败育。上述结果说明Shaan-GMS为单核败育类型,可能是一个细胞核雄性不育新材料。     

一个新疆杂草黑麦居群的细胞学分析

新疆杂草黑麦(Secale cereale subsp.segetale Zhuk.)是我国发现的一种稀有野生黑麦资源,具有极强的抗病、抗逆性和优异的丰产性状。为系统了解该特殊种质资源的生物学特征,并为这一珍贵种质资源应用于远缘杂交育种、牧草种质开发及其生物多样性保护提供基础的细胞学依据,选取新疆杂草黑麦的一个居群89R38,观察分析其花粉母细胞的减数分裂行为规律及其根尖细胞的核型特点。结果表明,89R38的绝大多数花粉母细胞减数分裂中染色体的行为正常,在终变期同源染色体配对可形成7个二价体,而在少数花粉母细胞减数分裂中(2.06%)观察到落后染色体、染色体桥等异常行为;成熟花粉粒的醋酸洋红染色反应检测其花粉粒的育性为99.08%;核型公式为2n=2x=14=12m+2sm,核型为1A型。     

红麻花粉母细胞减数分裂的观察

国内外对红麻细胞学基础理论的研究很少,对其花粉母细胞减数分裂的报道更为罕见。笔者于1984～1985年在美国佛罗里达州大学进行了研究。本文对取样、制片及观察方法进行详细叙述。观察结果表明:在红麻花粉母细胞减数分裂过程中,很难观察到中期1的染色体,需在特定的气候条件下才能看到。     

红麻花粉母细胞减数分裂的观察

国内外对红麻细胞学基础理论的研究很少，对其花粉母细胞减数分裂的报道更为罕见。笔者于1984～1985年在美国佛罗里达州大学进行了研究。本文对取样、制片及观察方法进行详细叙述。观察结果表明：在红麻花粉母细胞减数分裂过程中，很难观察到中期Ⅰ的染色体，需在特定的气候条件下才能看到。     

小麦单细胞再生植株后代染色体与DNA变异的初步研究

为了使体细胞无性系变异更好地应用于作物品种改良,以小麦单细胞培养再生植株后代为材料,研究了其染色体和DNA的变异.结果表明,再生植株后代与未经培养的亲本相比,花粉母细胞减数分裂染色体行为发生异常,终变期染色体数目和体细胞染色体数目发生变化,而且早期世代变异幅度大.但随着繁殖世代的增加,花粉母细胞减数分裂染色体行为和体细胞染色体数目的变化渐趋稳定,至第五代基本稳定.对农艺性状已稳定的再生植株第九代不同株系总DNA进行RAPD-PCR扩增,结果表明,不同株系与未经培养的亲本相比在DNA水平上存在变异,出现亲本特异性谱带缺失,该类株系表现为矮秆、早熟.     

4个茶树不孕品种的细胞学及遗传背景

对福鼎大毫茶等4个无性系不孕品种的减数分裂行为进行了观察,结果表明,这些品种的染色体行为有高度的不规则性,在终变期出现的各种价体中,Ⅲ价体的出现率最高,各品种平均每个细胞分别为:福鼎大毫茶6.91,福安大白茶5.59,岭路大白茶5.33,毛蟹6.39;后Ⅰ,后Ⅱ有50%以上的分裂相落后染色体1—9条,后Ⅰ到达极区的染色体数为19—24条的占72.4%—83.3%,因此,认为这4个品种都是自然三倍体茶树。文中还根据品种间染色体行为的差异,对其起源及利用问题进行了讨论。     

兰州核不育小麦不育基因的遗传研究

利用石蜡切片显微观察、雄性不育基因遗传分析和缺体定位等方法．对兰州核不育小麦不育基因进行了遗传研究,以明确该不育基因的遗传学特性。显微观察发现,兰州核不育小麦不育系257A的不育花药各壁层组织在不同发育时期没有明显的结构发育异常现象,但不育花药的绒毡层及中层组织有延迟解体的趋势。257A与中国春等小麦品种的杂交F1结实率、F2和F1BC1代育性分离比率调查结果表明,该突变体材料不育性是受一对隐性核基因控制．不育性遗传稳定,不受小麦品种细胞质以及光、温等生态因子变化的影响。缺体分析将不育基因定位在4B染色体上。     

辣椒胞质雄性不育系CaNAD9线粒体基因的克隆及表达分析

为了深入研究辣椒胞质雄性不育与能量代谢之间的关系,本研究以辣椒胞质雄性不育系9704A和同型保持系9704B为实验材料,克隆了线粒体基因组CaNAD9基因,比较了其一级结构在2种材料间的差异,利用实时荧光定量PCR技术分析该基因在保持系9704B不同组织中的表达模式,以及胞质雄性不育系9704A与同型保持系9704B花蕾不同发育时期的表达差异。结果表明:通过对双向测序进行分析,辣椒CaNAD9基因CDS长度为573 bp;生物信息学分析表明CaNAD9基因编码190个氨基酸残基;CaNAD9基因转录本在不育系和保持系中均未发生RNA编辑;辣椒CaNAD9基因在不同组织中的表达量存在差异,且差异较为明显,其中在种子中的表达量最高,在胎座中的表达量最低;辣椒CaNAD9基因的表达量在胞质雄性不育系与保持系花蕾不同发育阶段中存在一定差异,在花粉母细胞减数分裂期辣椒胞质雄性不育系与同型保持系中的表达差异最为显著。这种差异可能会使雄性不育系的能量代谢出现异常,从而导致辣椒雄性不育。     

多倍体茶树的细胞学研究(一)

对从二倍体茶树品种凤凰水仙中获得的1株高度不孕的三倍体茶树的形态特征特性、核型和减数分裂的染色体行为进行观察表明:其核型组成为2n=3x=45=36M+9SM。可区分出3个基本相同的染色体组,同源染色体组3个成员的形态极为相似。终变期观察到1—9价体、多价体环或链等构型,所有细胞可见1—12个三价体,三价体在每个细胞中平均出现次数较高,为6.13次。后期Ⅰ∶86％的细胞具有1—6条落后染色体;到达每极区染色体数变化于12—29之间,82％的细胞具有18—24条染色体。后期Ⅱ∶93％的纺锤体中具有1—4条落     

海南油茶不育株花器发育生物学特性及解剖学观察

从解剖学、细胞生物学及遗传学角度对海南油茶不育株花器发育过程导致不育的原因进行研究。以海南油茶正常株和不育株为实验材料,对其花芽发育过程外部形态特性进行阶段性比较观察,并应用花粉原位萌发技术检测其花粉萌发及花粉管发育差异;应用石蜡切片法对花芽分化过程中雌雄蕊进行解剖学观察,分析雌雄蕊发育时期与其花芽外部形态的相关性。结果表明：不育花与正常花外部形态上并无明显差异,但不育株开花后子房即脱落,表明没有正常授精,不育株柱头授粉后花粉粒不萌发,花粉管并不伸长;从雌雄蕊石蜡切片可以看出,不育株花器发育失常,其花药的绒毡层降解异常,无法形成成熟花粉粒,而在其胚珠发育过程中不育株未能形成成熟胚囊,导致空心胚珠。     

水稻光温敏雄性不育突变体tms3650的鉴定和基因定位

【目的】雄性不育是水稻杂种优势利用的基础。为进一步解析其调控机制,对一个雄性不育突变体进行了鉴定。【方法】利用⁶⁰Co-γ对籼稻品种93-11进行辐射诱变,从其后代中鉴定到一个雄性不育突变体tms3650。将籼稻明恢63作父本同突变体tms3650杂交构建F₂和F₃群体,采用图位克隆的方法对目的基因进行精细定位。【结果】tms3650突变体其他农艺性状与野生型一致,但花药白绿且瘦小,花粉不能被1%碘-碘化钾溶液染成蓝黑色,穗子包颈,抽穗期延迟。遗传分析表明该突变体表型受一对隐性核基因控制。精细定位结果表明基因位于第3染色体长臂SSR标记RM15927和RM15934之间135.25 kb距离内,且与RM15931标记共分离。陵水冬季南繁鉴定发现,该突变体育性受光温环境影响,说明tms3650突变体的雄性育性在短日低温条件下发生了转育,是一个光温敏雄性不育突变体。【结论】通过将定位位点与已报道的雄性不育基因比较,发现tms3650是一个新的基因位点,暂命名为TMS3650。     

水稻雌雄不育突变体Osfma2的细胞学观察及基因图位克隆

【目的】通过构建分离群体定位并克隆水稻雌雄不育基因OsFMA2,并对其在水稻育性调控中的功能进行探究。【方法】通过EMS诱变水稻宁粳4号得到稳定的不育突变体,对突变体进行表型及细胞学观察,利用精细定位和Mut-map相结合的方法克隆了水稻雌雄不育基因OsFMA2,通过实时荧光定量PCR检测其在各组织表达水平差异,利用水稻原生质体表达系统进行OsFMA2蛋白的亚细胞定位。【结果】细胞学观察发现突变体为雌雄不育。利用极端个体将其精细定位于水稻第6染色体长臂448 kb的区间内。结合全基因组重测序结果,最终确定OsFMA2为目标基因。该基因编码一个复制蛋白,在单子叶植物中高度保守。OsFMA2具有组织特异性,在幼穗中高表达。亚细胞定位结果显示OsFMA2蛋白定位于细胞核中。【结论】OsFMA2在幼穗中高表达,可能参与了水稻雄配子第一次减数分裂前期同源重组过程,同时,OsFMA2的表达对雌配子发育也产生了不利影响。     

大豆突变体NJS-1H核雄性不育性的细胞学与遗传学分析

利用化学诱变剂叠氮化钠(NaN3)处理大豆品种南农86-4,获得雄性不育突变体NJS-1H。细胞学观察发现,该突变体不育株NJS-1H(s)的小孢子在减数分裂前期I染色体联会异常,出现单价体;减数分裂过程中出现染色体落后、不对称或不同步分裂等现象;在四分体阶段,出现各种畸形多分体及大量微核;所形成单核小孢子细胞核消失,细胞质变稀薄,最后成熟花粉粒无内容物,完全不育。从减数分裂到花粉粒发育成熟都有败育发生,但大量败育主要发生在减数分裂阶段。人工平行杂交试验表明其雌性育性不正常。对突变体后代育性分离株系及株系群的遗传分析,发现NJS-1H的雄性不育性受1对隐性核基因控制。     

水稻空间诱变雄性不育新种质的细胞学研究

通过对空间诱变产生的雄性不育新种质WS-3-1 及其亲本特籼占13和一般品种IR36花粉形成发育过程的深入研究,发现WS-3-1 是一份无花粉型的雄性不育新种质,不育性稳定,不受光温条件影响。其败育机理是花药中层在小孢子母细胞早间期开始液泡化,过早降解,引起绒毡层过早退化,使绒毡层无法正常行使功能,导致小孢子母细胞粘连并在二分体时期解体,无法形成花粉。初步认为空间致变作用是明显的,会诱导一些特殊的变异。     

水稻雄性不育突变体gamyb5的鉴定与基因定位

在⁶⁰Co-γ射线辐射诱变籼稻中恢8015的突变体库内发现了一个无花粉型雄性不育突变体gamyb5。gamyb5 的株型、株高、分蘖数等农艺性状与野生型中恢8015无差异,而其花药细长且呈白色半透明状,花药中无花粉粒。花药半薄切片观察结果表明,gamyb5的小孢子母细胞减数分裂异常,没有形成正常的四分体和小孢子,并且绒毡层异常伸长,细胞程序性死亡延迟。对以gamyb5 为母本,与野生型中恢8015 和广亲和粳稻品种02428分别配制的杂交组合遗传分析表明,gamyb5 突变性状受一个隐性核基因控制。利用gamyb5 和02428 杂交的F₂定位群体,最终将突变基因精细定位于第1染色体长臂的ZF-29和ZF-31两个标记之间,物理距离约16.9 kb。对该区域内2个完整的开放阅读框测序分析发现,编码受赤霉素诱导的MYB转录因子基因LOC_Os01g0812000的第2外显子存在8个碱基的缺失,导致翻译提前终止。qRT-PCR检测到影响花药发育的调控因子UDT1、TDR、CYP703A3和CYP704B2的表达量在突变体中比野生型中极显著降低。进一步证明GAMYB在花药减数分裂和绒毡层细胞程序性死亡过程中起关键作用。