番茄花粉败育型雄性不育研究进展

雄性不育在植物界普遍存在,利用雄性不育可简化制种程序。随着科学家对植物花药和花粉发育分子调控机制的深入研究,通过人工创制番茄花粉败育型雄性不育突变体已成为可能。综述了番茄花粉败育与环境、能量代谢、分子机制等方面的关系,以期为番茄花粉败育型雄性不育基因工程研究提供参考。     

番茄花粉败育型雄性不育研究进展

雄性不育在植物界普遍存在,利用雄性不育可简化制种程序。随着科学家对植物花药和花粉发育分子调控机制的深入研究,通过人工创制番茄花粉败育型雄性不育突变体已成为可能。综述了番茄花粉败育与环境、能量代谢、分子机制等方面的关系,以期为番茄花粉败育型雄性不育基因工程研究提供参考。     

水稻424、131雄性不育系花粉败育与毡绒层细胞的关系

水稻雄性不育系花粉败育因种类不同而不同。不育系424A、131A,因在单核花粉早期、毡与绒层细胞之外,出现一层由特大的球状体所组成的球状体膜。它们不为小孢子形成花粉壁时所利用,最后沉积在液泡化增大的中间层细胞壁外,形成一层厚达1—1.5微米的特别肥厚的次生毡绒层壁层,致使小孢子自始至终不能形成花粉外壁,从而导致花粉的败育。     

植物花粉败育的研究进展

雄蕊心皮化、雄蕊受损和花粉发育异常等多种因素都可以导致植物雄性不育,形成败育的花粉粒。综述了在雄性不育中植物花粉败育与呼吸作用、膜脂过氧化、物质代谢和小RNA等的关系。     

水稻雄性败育初探

水稻雄性育性通常受一对可育基因和质、核间相应诱导物质(RNA)共同作用,质、核间育性诱导物质的协调与否,能影响基因性状的表达,目前三系中的“不育”系就多为这种类型。“光(温)敏核不育”则还受一对光(温)敏育性基因及相应的光(温)敏核诱导物质(RNA)共同作用,在特定光(温)条件下能表现可育,条件不具备时则表现为“不育”。因这两种“不育”均非不育基因作用,实质上应是败育。     

水稻隐性雄性不育突变体osnp3的败育特征及基因定位

在粳稻品种中花11的组培后代中发现了1个无花粉型雄性不育突变体osnp3。该突变体花药细长且呈白色半透明状,花药中无成熟花粉粒,但其株高、有效穗数、穗粒数等农艺性状与野生型中花11无明显差异。花药半薄切片观察表明,突变体osnp3在花药发育过程中其绒毡层细胞延迟降解,小孢子细胞淀粉未充实,最终小孢子细胞退化降解,花药亦不能开裂。用突变体osnp3杂合株后代分离群体研究其遗传规律,表明突变体osnp3受1对隐性核基因控制。利用籼稻明恢63(MH63)与突变体osnp3杂交的F₂定位群体将突变基因定位于第4染色体长臂C04D1、C04D3这2个标记之间,并与标记04008、C04D2共分离,物理距离约为0.96 Mb。测序表明,在定位区间内,1个编号为LOC＿Os04g51070的基因第3外显子中插入了约4 kb的逆转座子,导致其功能缺失突变。该基因编码1个含有bHLH结构域的转录因子,推测其通过转录调控参与花药绒毡层细胞的降解;而其突变后绒毡层细胞未能正常降解,从而引起花粉败育。     

枸杞单倍体花粉败育的细胞学观察

为揭示枸杞单倍体不育特性,对可育的宁杞1号和花药培养获得的单倍体的花药进行细胞学观察。结果表明:在花粉母细胞时期,宁杞1号和单倍体的花药发育没有明显差异,减数分裂后两者都顺利形成四分体。宁杞1号的四分体可以释放出小孢子,同时绒毡层细胞能够为其提供营养并发育为成熟的花粉粒。而单倍体的花药在四分体时期虽然也能释放出小孢子,但绒毡层细胞提前降解使释放出来的小孢子不能发育为成熟的花粉粒,导致单倍体花粉败育。     

朝鲜蒲公英花粉败育的细胞学研究

为从细胞水平探明朝鲜蒲公英花粉败育的原因,通过卡宝品红染色和石蜡切片法观察花粉母细胞减数分裂行为及雄配子发育过程。结果表明：花粉母细胞减数分裂过程中存在大量落后染色体、染色体桥、断片、染色体分离不同步以及不均等分裂等异常情况,染色体行为异常导致四分体时期出现二分体、三分体、含微核的异常四分体以及多分体等现象;朝鲜蒲公英成熟花粉为3–细胞型,存在多核的异常花粉粒。综合分析,认为朝鲜蒲公英花粉母细胞减数分裂异常和雄配子的生殖核异常发育是导致花粉败育的主要原因。     

枸杞雄性不育株花药败育的显微结构观察

选用枸杞"YX-1"雄性不育株不同发育时期的花蕾为试材,以当地主栽品种宁杞1号为对照,利用石腊制片技术对其花蕾不同发育时期的细胞显微结构进行比较研究.结果表明:在造孢细胞时期,雄不育植株造孢细胞有解体现象;在花粉母细胞时期,雄不育植株有的表现为花药大小分布不均,表现为绒毡层细胞内含物融合形成周原质团;在四分体期,雄不育植株花药壁有的表现为畸形,扭曲成瘤状突起,有的表现为药隔和花粉囊壁分离,四分体形成数量少;绒毡层发育异常,雄不育株绒毡层细胞内含物融合形成周原质团或细胞径向伸长形成周原质团并侵占药室,导致小孢子败育或形成数量极少的小孢子,最终形成完全不育型和不育I型 .枸杞雄不育植株的花粉败育时期可发生在造孢细胞期到四分体期.     

滇型杂交水稻不育系花粉败育特征及其稳定性研究

 本研究结果表明:籼稻D₄珍汕97A花粉败育发生在单核期,其余粳稻不育系花粉败育发生在双核至三核期。败育原因在于花粉发育过程中的第二次分化发生障碍,导致发育缓慢,到开花期仍不能成熟而表现败育。不育系花粉母细胞减数分裂基本正常。不同核质互作类型的不育系,花粉败育特征和败育程度有所不同,可分为4组:1组,X黎明A;2组,D₁、D₃黎明A和科情三号A;3组,D₁、D₈滇榆一号A和D₄、D₉科情三号A;4组,D₄珍汕97A。1,2组的不育系花粉败育程度较轻,易受环境条件影响而表现出不育性不稳定,出现少量自交结实现象。就细胞质的遗传效应而言,X型与D型相差明显,D₁和D₃型相似;X、D₁和D₃型不育性较不稳定,D₄、D₈和D₉型不育性较稳定。     

核不育大白菜花粉败育观察初报

大白菜核型雄性不育株花粉母细胞的发育及减数分裂过程正常。小孢子败育发生在四分体形成以后。败育过程伴随绒毡层细胞的异常分裂或肥大生长。绒层充塞药室的大部空间，小孢子发育受阻，退化败育。     

桃树雄性不育的初步研究 Ⅰ 桃树首批23个品种雄性不育的表现形式及其败育途径

报道了桃树[ Prunus percica Batsch(L)]23 个品种花粉发生发育和花粉败育过程中细胞形态学上的变化特征。桃雄性不育的主要表现形式为空粒花粉和花药空囊,及花粉形似发育正常,但生活力极低。导致空粒花粉产生的主要途径:①花粉母细胞减数分裂不正常;②花粉处于单核晚期———二核早、中期绒毡层细胞发生液化、增生现象。空囊产生的主要途径:①四分体———单核早期绒毡层细胞体积发生明显的增大、液化;②绒毡层细胞在四分体———单核早期发生增生;③造胞细胞或花粉母细胞生长发育不良。     

野败水稻雄性不育保持系选育的遗传分析

近年来我国大面积应用的野败籼型不育系仅有2—3个,这对提高杂交稻的抗性,增强杂交稻的优势,扩大杂交稻面积都是不利的。为此,我们开始有计划地人工制造保持系。根据我所的育种实践和国内外科技工作者对水稻“三系”遗传研究的报道,我们设计用野败现有的保持系与恢复系杂交(或反交)、分离、测交的方法选育新的保持系,可以排除隐性恢复基因r的干扰,且增加了抗源。本试验不仅获得一些保持材料,同时对恢复和保持的基因进行分析,从理论上验证这种选育保持系的方法的可行性,又为下一步研究工作的设想提供理论依据。     

水稻二核期花药蛋白质组差异与花粉败育的相关性

对红莲型细胞质雄性不育水稻小孢子发育二核期花药总蛋白质进行双向电泳分离,通过考马斯亮蓝染色,获得分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱鉴定12个蛋白质点,液相色谱质谱/质谱联用技术鉴定另外7个蛋白质点,这些蛋白质分别参与糖类物质的合成及代谢(5个点)、蛋白质生物合成及代谢(3个点)、转录(2个点)、次生代谢产物合成(2个点)、信号转导(1个点)、细胞疾病和死亡(1个点)及未知功能蛋白(5个点)。除1个蛋白酶亚基(点9)仅在不育系中表达外,其他18个蛋白质点在不育系中缺失或表达量降低,因而花粉发育过程中糖类及蛋白质的正常积累受到影响,与花粉不能正常发育密切相关。     

高温诱发棉花花粉败育的初步探讨

棉花花粉量的多少和生活力的强弱,对开花受精、成铃和棉铃的发育有直接影响,并与皮棉的产量和品质有关.,棉花花粉发育除与其内在的发育条件有关外,还受着外界因素的影响.例如,在花粉发育敏感时期,常受温度、水分、营养等条件的支配,其中温度往往起主导作用.据阿巴也娃(1940,1941)报导,棉花在开花结铃时期,过高的温度对花粉发育有不良影响,并使脱落增加.迈耶尔也曾报导,在密西西比州的斯通维尔地方,当温度增加到38℃以上时,不孕花药数量也随之增加,高温和不孕花药的出现相隔的时间为15～16天.刘志翼报导陆地棉108φ品种,在新疆日平均气温30℃以上时脱落逐渐增加,32℃以上的剧烈增加.王缨报导,在     

文冠果两性花花粉败育原因的进一步研究

本文利用光镜、透射电镜及电泳和薄板薄膜层析技术对文冠果两性花和单性花(雄花)花药的绒毡层和花粉壁的发育及其营养成分进行了分析比较.结果表明,两种不同类型的花粉在绒毡层和细胞壁的发育方面没有明显差别,但两性花的花粉内壁较厚,细胞器和淀粉的贮存明显不足,且缺乏蔗糖等化合物,氨基酸的种类也较可育花粉少.两类花粉中蛋白质多肽的组成及过氧化物酶和酯酶同工酶的谱带也有明显的差异.因此,文冠果两性花花粉败育的原因可能与花粉中某些细胞器的减少,及生理生化代谢上的障碍造成花粉缺乏足够的营养物质等因素有关.     

芥菜雄性不育系小孢子败育细胞学观察

对芥菜胞质型雄性不育系ＣＭＳＳ９０１０、ＣＭＳＪＬ４４及其保持系Ｓ９０１０、ＪＬ５５不同发育同期小孢观察表明,不育系与保持系在减数分裂期无可见差异,在单核期不育系小孢子呈现败育特征,细胞质内容物减少,花粉壁四周出现空隙,整个小孢子停止膨大。成熟花粉粒在扫描电镜下观察发现,不育系花粉粒较小、干瘪、形态不规则,畸形花粉粒７８％～８９％。说明芥菜型胞质雄性不育系小孢子败育发生在单核期。     

研究解析油菜新型雄性不育系的败育机制

正中国农业科学院油料作物研究所油料作物逆境生物学和抗性改良团队鉴定了一个新的异源细胞质雄性不育基因orf346,并解析了该基因调控花粉败育分子机制,对阐明十字花科细胞质雄性不育分子机理和促进油菜野芥不育系统的育种应用具有重要意义。相关研究成果发表在《作物杂志(The Crop Journal)》上。