油菜细胞质雄性不育与线粒体基因组的研究进展

芸薹属植物作为十字花科经济价值最大的属种,不仅包含甘蓝型油菜、芥菜型油菜等油料作物,而且还包括白菜、甘蓝、芥菜等十字花科蔬菜。细胞质雄性不育作为杂种优势利用的重要途径之一,为芸薹属植物杂交育种提供了简单、高效的制种途径。近年来,在油菜中已经发现和报道的细胞质雄性不育胞质类型已有十余种,很多不育胞质的线粒体基因组测序工作已经完成。目前,对不同细胞质雄性不育系不育基因的研究工作、线粒体基因组测序和胞质类型的分类研究都有一定的进展。本文主要对油菜不同胞质类型的线粒体基因组的测序及应用和细胞质雄性不育机理的研究进行了总结与展望。随着分子生物学和测序技术的发展,对不同胞质类型的分类和不育机理的研究将帮助我们更好地认识和利用细胞质雄性不育。     

油菜细胞质雄性不育的分子生物学研究进展

大量研究表明，线粒体基因及其表达产物与细胞质雄性不育直接相关。从线粒体基因结构及其表达与油菜细胞质雄性不育的关系，阐述了油菜细胞质雄性不育分子机理的研究进展，并讨论了今后的有关研究策略。     

小麦线粒体与细胞质雄性不育关系的研究进展

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是小麦杂种优势利用的重要途径之一,大量研究表明CMS是线粒体基因与细胞核基因互作的结果。线粒体基因组是细胞质育性因子的载体,其突变和重组与CMS有直接关系。本文综述了线粒体基因组的结构特征及线粒体DNA多态性、线粒体基因转录、线粒体多肽差异和线粒体细胞学超微结构等几个方面与CMS的关系,并对小麦CMS分子机制进行探讨,以期为清晰揭示CMS形成的分子机制及最终对CMS三系杂交种选育和作物杂种优势利用提供参考。     

植物线粒体遗传物质与细胞质雄性不育关系的研究进展

细胞质雄性不育是一种母性遗传性状,是杂种优势广泛利用的基础。大量研究结果表明:线粒体基因组是细胞质育性因子的载体,其突变和重组与CMS有直接关系。本文从植物线粒体基因组结构特点、遗传差异、类质粒、嵌合基因、RNA编辑和核质互作等方面概述了植物线粒体遗传物质与CMS关系的研究进展。     

甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系的研究

本文报道的甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育花药发育的细胞学特征和某些生化特性是:①不育系的雄蕊发生不育的形式多样,多数雄蕊的结构完整,但不能形成正常的花粉;一部分短雄蕊的花药完全退化;有一些长雄蕊两个给合在一起,一部分药囊退化。②不育系的雌性较强,一部分不育植株花器官的雄蕊和雌蕊的子房外面生长有很多发育完全的子房外胚珠。③不育系花器官各部分的过氧化物酶同工酶谱与保持系都有差异。④组织化学分析表明,不育系的花粉在发生败育的过程中,其细胞色素氧化酶、多酚氧化酶和ATP酶的活性都比保持系的弱,而过氧化物酶的活性比保持系的强。不育系花药的部分药壁细胞的过氧化物酶和细胞色素氧化酶的活性比保持系的强,而多酚氧化酶和ATP酶的活性则相反。     

甘蓝型油菜雄性不育细胞质遗传效应的研究

本文从两个方面,即不育胞质与可育胞质之间的差异和几种不同不育肥质之间的差异,研究了渭A、波里马A和75—3A等三种雄性不育系不育胞质在13个农艺性状和对菌核病抗性的遗传效应。试验结果初步表明:三种不育胞质对杂种F_1的农艺性状和抗病性无不良影响;三种不同质源的不育胞质间在杂种F_1主要农艺性状和抗病性上无显著的差异。但作者认为,开展新的不育胞质的研究,防止细胞质单一化也是必要的。     

环境条件对油菜细胞质雄性不育的影响

本文对甘蓝型油菜的四种主要的不育细胞质类型(Ogu,Pol,nap,陕2A)和白菜型油菜细胞质不育系阿油A的育性在不同的光照条件下(11小时,13小时,15小时以及自然光照)和不同的地区(武昌、昆明)进行鉴定。结果表明,油菜细胞质雄性不育的娈化与温度的高低有关,而与光照的长短无关。nap细胞质和阿油A属于高温敏感型;Pol细胞质和陕2A对温度是否敏感取决于细胞核;Ogu细胞质对温度不敏感。     

甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育的研究与利用

为了扩大恢复源,1988-1989年用49个甘蓝型、芥菜型品种与波里马不育系测交,发现三个全恢材料。波里马不育胞质F_1的生育期、菌核病的感染程度和经济性状无不良负效应。选育冬播油菜不育系比选育春播油菜不育系要困难。本文还对油菜的起源进化与三系选育的关系进行了讨论。     

高配合力双低油菜细胞质雄性不育基因的遗传及细胞质效应

采用Ｍ×Ｎ设计,研究不育基因在１５个杂种Ｆ１的遗传效应。结果表明：Ｆ１性状的基因效应比较复杂,由加性效应、显性效应、母体效应和剩余共同决定的,其中植株高度和芥酸含量的遗传简单,分别由母体效应和加性效应决定。单株产量和千粒重这两个性状的遗传最复杂,是由加性、显性、母体、上位性和超显性等效应共同决定的。在相同的核背景下,３８４Ａ、２１７Ａ两种不育胞质对产量性状如一次分枝角果数、全株总有效角果数、单株产量有一定的正效应;对病毒病和菌核病的抗性则因细胞质、细胞核的不同而异。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育恢复系转基因体系的研究

以适宜在长江中下游地区栽培的甘蓝型油菜细胞质雄性不育恢复系为遗传转化受体,建立根癌农杆菌介导的具柄子叶转化体系,转化质粒ｐＧＶ３８５０Ｈｙ∷ｐＫＵ３ 的ｈｍ ｒ（潮霉素抗性）基因和玉米自主转座因子Ａｃ（Ａｃｔｉｖａｔｏｒ）。结果表明,影响转化的因素包括受体基因型、培养基、植物生长调节剂的浓度等。在以潮霉素作筛选压筛选转化体之前,具柄子叶需预培养６ｄ,７０μｍ ｏｌ／Ｌ ＡｇＮＯ３ 可促进转化再生。ＰＣＲ分析结果表明获得了具有潮霉素抗性基因的转基因油菜植株     

油菜细胞质雄性不育的分子生物学及杂种优势利用研究进展

综述了油菜细胞质雄性不育的类型、不育特征、遗传特性及其近年来油菜细胞质雄性不育分子生物学的研究进展，讨论了油菜细胞质雄性不育性在杂种优势利用中的应用现状和前景。     

油菜细胞质雄性不育的分子生物学及杂种优势利用研究进展

综述了油菜细胞质雄性不育的类型、不育特征、遗传特性及其近年来油菜细胞质雄性不育分子生物学的研究进展, 讨论了油菜细胞质雄性不育性在杂种优势利用中的应用现状和前景.     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系681A选育研究

介绍了甘蓝型油菜细胞质雄性不育系６８１Ａ和保持系６８１Ｂ的选育经过及后代的育性表现,研究表明,６８１Ａ属于胞质不育,其不育胞质可能来自马努。     

线粒体ISSR与SCAR标记鉴定大豆细胞质雄性不育系与保持系

通过提取细胞质雄性不育系和同型保持系的线粒体基因组DNA,用100条ISSR引物进行筛选,发现引物ISSR829的扩增片段在不育系和保持系间存在差异。对差异片段进行测序发现,该序列仅存在于保持系线粒体基因组中,且位于基因Atp6上游2 000 bp处,推断其可能与不育有关。利用测序获得片段设计引物,用目前已育成的5个大豆杂交种的不育系母本和同型保持系的基因组DNA为模版,进行PCR扩增,发现不育系母本未出现特异片段,而对应保持系出现目的片段,表明该特异片段转化为SCAR标记,可用于不育系的筛选和不育系种子纯度鉴定。     

低芥酸油菜细胞质雄性不育性杂种优势的研究

以一个甘蓝型油菜低芥酸细胞质雄性不育系和8个恢复系为亲本,组配了8个组合。用平均优势率、超亲优势率、优势程度和对照优势率等优势指标测定了杂种F_1的优势。结果表明,在考查的17个性状中,单株产量、全株有效角果数、分枝花序角果数、茎粗和一次有效分枝数等5个性状的优势较强,四种优势指标分析的结果基本一致。我们认为,单株产量等5个性状可以作为杂种优势鉴定和组合选择的主要依据。并讨论了四种优势指标的关系。     

油菜细胞质雄性不育叶绿体DNA酶切比较研究

采用高离子强度法分离出不同细胞质雄性不育胞质油菜叶绿体，裂解制备并纯化叶绿体DNA，限制性酶切分析比较了不同材料的ctDNA限制酶谱。结果表明，利用EcoRI酶切4种胞质叶绿体DNA，产生的DNA限制片断分子量在7．0～3．0kb之间，有明显的差异。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育MI CMS的育性归类

利用鞯蓝型油菜细胞质雄性不育ＭＩ ＣＭＳ系统双低不育系及其保持系和恢复系,研究不育系与恢复系杂交后代中不同育性级别植株的育性归属。结果表明不同育性级别植株的花粉数量、分生活力、自交结实率等左异,因而育性分级标准中的１级、２级和３级植株均应归入不育株类,仅４级植株为可育株。根据这一归类方法,ＭＩ ＣＭＳ恢复基因条例一对显性基因的遗传模式。     

油菜细胞质雄性不育及恢复的分子机理研究进展*

对油菜来说,细胞质雄性不育决定于线粒体基因组中的不育基因,质、核基因间的互作表现在核育性恢复基因对质不育基因的表达调控上,那种认为油菜CMS的产生是简单的质核不配套、不协调的结果而完全忽略线粒体基因组中不育基因的存在与作用是不科学的。油菜CMS的产生是线粒体基因组DNA发生重排造成的,已知油菜线粒体不育基因主要有orf224、orf138|orf125、orf263、orf193、orf222等,这些基因通常与atp6、atp8或atp9等线粒体功能基因嵌合共转录,但这些基因的作用机制仍不清楚。油菜pol CMS、nap CMS和ogu CMS的育性恢复基因不直接对不育基因的转录产生作用,而表现为转录后或翻译水平上的调控,使得不育基因的表达受到抑制而恢复CMS的育性。今后一段时间油菜CMS相关研究重点在于分析不育基因的结构特征与来源,在此基础上阐述不育基因的作用机理以及育性恢复的分子机制。     

应用细胞质雄性不育系构建甘蓝型油菜三交杂种

在测交一代保持不育系不育特性的品种（系）称为临时保持系；将回交３－４代仍能保持不育系不育特性的品种（系）为永久保持系．前者较多，后者较少。临时保持系的研究和三交杂种的应用结果表明；三交杂种方法是克服细胞质雄性不育系微量花粉的有效途径．两个强优势的三交杂种的产量比中油８２１增产１２％以上，一个比相应的单交杂种增产２．２％，一些三交杂种的抗性得到改良。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育三交种优势潜力分析

甘蓝型油菜细胞质雄性不育三交种和相应单交种进行了对比,结果表明:三交种的总体平均产量略低于单交种,但两者差异不显著,产量最高的组合是单交种09×412,居第二位的是三交种09A×10B×355.与相应的两个单交种相比较,25%的三交种比其两个单交种具有较明显的优势,33.3%的三交种杂种优势介于两个单交种之间,其余41.7%的三交种优势低于两个单交种.12个三交种的各性状株间变异系数平均值除单株角果数和角粒数较明显高于单交种的平均值外,其它性状株间变异系数平均值相当.三交种的整齐性略差于相应的两个单交种,而抗倒性和抗菌核病能力强于相应的两个单交种或介于两个单交种之间.