T型细胞质对杂种小麦农艺性状的影响

用不育系与恢复系杂交得到的杂种aF_1同相应保持系与恢复系所得到的杂种bF_1差异所分析的细胞质效应结果表明,aF_1表现穗粒数明显减少,千粒重显著提高,其它性状没有明显差异。总的看来,T 型细胞质还是目前较为理想的不育胞质。     

中国高粱胞质雄性不育系“吉农105”的研究 Ⅰ过氧化物酶同工酶分析

本研究应用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析方法，对中国高粱细胞质及Ａ１、Ａ２型细胞质雄性不育系进行了过氧化物酶同工酶分析。结果表明：在核背景完全一致的条件下，３种不育胞质的过氧化物酶谱带在酶活性和数量上有明显差异，因而可将３种不同胞质来源的不育系区分开。     

棉花雄性不育的生化研究

本研究对细胞质雄性不育“三系”和细胞核雄性不育系的种子及不同发育时期的花药进行了酯酶同工酶、过氧化物酶同工酶,游离脯氨酸含量和过氧化物酶活性的测定与分析。结果表明:(1)种子酯酶同工酶在细胞质雄性不育“三系”之间表现出明显差异,酶谱遗传分析表明,1E,2E酶带与育性恢复有关,8E,9E酶带与不育有关,(2)不同发育时期过氧化物酶同工酶酶带数不育株(系)均少于可育株(系);(3)花药游离脯氯酸含量可育阳(系)明显高于不育株(系);(4)随着小孢子发育进展,细胞核雄性不育株过氧化物酶活性急剧增长,其增长速度高出可育株几倍。过氧化物酶同工酶酶带减少和酶活性在小孢子发育过程中的急剧增高,被认为是引起花粉败育的重要原因,本文还提出了在“三系”选育过程中结合同工酶分析技术加速细胞质雄性不育恢复系选育进程的设想。     

温度对油菜细胞质雄性不育系过氧化物酶同工酶的影响

本文报道了采用电泳技术研究温度对 Polima 细胞质的油菜不育系07A 及其保持系07B 过氧化物酶同工酶的影响。结果表明,在相同的温度条件下,不同时期叶片和茎尖以及花蕾中过氧化物酶同工酶不育系与保持系都有差异,表现为前期叶片和茎尖中酶活性不育系比保持系强,后期花蕾中不育系比保持系弱。在一定温度范围内,不育系过氧化物酶同工酶活性随环境温度的增高而增强,超过一定的高温界限,酶活性反而有所降低。不育系微量花粉的产生与体内特别是花蕾中过氧化物酶同工酶活性降低有着直接关系。保持系过氧化物酶同工酶受温度的影响不及不育系明显。     

CMS-FA胞质杂交稻不育细胞质和核质互作的遗传效应分析

利用4个CMS-FA胞质不育系、相应保持系和3个恢复系,研究不育细胞对11个产量相关性状的细胞质效应和核质互作效应.结果表明:CMS-FA胞质杂交稻不育细胞质对千粒重和生育期性状表现出显著正效应,对穗颈长性状表现出显著负效应,其他性状的不育细胞质效应不显著;单株穗数、千粒重、每穗总粒数、结实率、株高,穗长、穗颈长和生育期等性状的核质互作效应均达到了显著或极显著水平;不育胞质与核基因的互作使杂种F1的平均基因型预测值、群体平均优势和群体超亲优势在株高和穗颈长上得到明显增加;CMS-FA胞质杂交稻不育细胞质无不良细胞质效应,不育系可恢复性好,可作为杂交稻育种的优良不育胞质加以利用.     

棉花细胞质雄性不育与育性恢复的研究与利用

对棉花细胞质雄性不育与育性恢复的研究现状进行了较为全面的综述。介绍了棉花细胞质雄性不育系、恢复系及“三系”杂种棉的选育进展,不育系花药的细胞学及其生理生化特征,细胞质雄性不育产生的分子机理,不育胞质对杂种一代的遗传效应。详细阐明了细胞质雄性不育恢复系的类型,育性恢复的遗传方式,育性恢复基因与育性增强基因之间的关系以及恢复基因的遗传定位。文中对“三系”杂种棉选育进展缓慢的原因进行了剖析,并从利用新的胞质不育类型选育优良不育系,聚合多个恢复基因和育性增强基因选育强恢复系,优化以蜜蜂为媒介的传粉体系等方面,探讨了“三系”杂种棉的发展对策。     

棉花细胞质雄性不育与恢复特性的cDNA-AFLP分析

为了揭示棉花细胞质雄性不育(CMS)及其恢复的分子机理,采用cDNA-AFLP技术,分析了棉花胞质雄性不育系、保持系、恢复系和F1开花前6 d花药的基因表达谱及其差异,结果表明:不育系花药的基因表达谱与其"同核异质"的保持系之间存在着巨大的差异,提示细胞质基因对细胞核基因的表达有调控作用,雄性不育基因引起核基因组的异常表达,可能是导致雄性不育的更直接的原因。恢复基因引入到不育系获得F1,其花药的基因表达谱与恢复系基本相同,提示核内恢复基因可以反作用于细胞质不育基因对核基因表达的调控机制,恢复花粉的育性。CMS基因对核基因表达的调控作用以及恢复基因对这种作用的逆转可能是棉花细胞质雄性不育及其恢复的重要原因。另外,还鉴定了36个在恢复系和F1优势表达而在不育系和保持系中不表达或者微量表达的cD-NA扩增片段,为恢复相关基因的克隆奠定了基础。     

甘蓝型油菜新型细胞质雄性不育系NCa不育胞质类型的分子鉴定

 以4个限制性内切酶（Eco RI、Bam HI、HindIII、PstI）进行酶切、14个线粒体基因为探针，对NCa和pol、nap、ogura、tour等5个甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的不育胞质线粒体DNA进行RFLP分析。在总计54个有效探针/酶组合中，除12个组合在5种不育细胞质间没有检测到差异外，其余42个探针/酶组合在5个不育系中均检测到差异。其中， atp1/EcoRI、atp1/HindIII、atp6/Eco RI、atp8/Bam HI、orf139/ Bam HI等5个探针/酶组合在5个不育系的不育胞质间检测到各不相同的条带，从而可以将它们两两完全区分开。RFLP分析结果从分子水平上进一步证明了NCa不育系确实具有与pol、nap、ogura、tour等不育系不同的的不育胞质，是一类新的不育胞质类型。这5个探针/酶组合也可以作为鉴定甘蓝型油菜不育细胞质的分子标记。根据控制pol、nap、ogura等不育系的线粒体基因序列和拟南芥线粒体基因组序列设计了22对引物，对上述5种甘蓝型油菜不育系的线粒体DNA进行了 PCR分析，没有找到可以将NCa不育胞质与其它类型不育胞质明显区分开来的引物。     

玉米C型细胞质雄性不育花药不同发育时期的转录组分析

【目的】通过分析玉米C型胞质雄性不育“三系”材料花药不同发育时期的转录组数据,以期阐明玉米C型胞质的不育和恢复机制,并解析不育基因与恢复基因之间相互作用的调控网络,为玉米C型细胞质雄性不育在不育化制种中的利用提供理论依据。【方法】以中国玉米生产上的骨干自交系豫自87-1为背景的C型胞质不育系、保持系、恢复系为材料,通过对3种材料减数分裂的前期Ⅰ、中期Ⅰ及末期Ⅱ（四分体）时期的花药进行转录组测序并利用hisat2、ballgown及DESeq2等工具进行生物信息学分析,寻找三系花药不同时期、相同时期不同材料间以及发育时序中差异表达的基因,预测C型胞质不育机制与育性恢复的调控网络;同时通过实时定量PCR对测序分析结果进行验证;通过酶活测定验证推测的C型胞质不育及恢复假说。【结果】所有材料的转录组测序共产生156.59 Gb的序列数据,比对并组装共得到53 035个基因;在恢复系与不育系、保持系与不育系以及“三系”花药不同时期之间共筛选出非重复差异基因5 676个,其中发育阶段差异基因4 705个,同时期材料间差异基因2 693个,发育时序差异基因135个。GO分子功能分析显示ATP和DNA结合相关的基因和锌离子结合基因得到高度富集;细胞组分中膜基本组分、核内及质膜内的基因得到富集;以DNA为模板的转录、转录调控、氧化还原及初级代谢等生物学过程中的基因得到富集。KEGG分析表明,差异基因主要富集于氧化磷酸化、碳代谢及糖酵解等能量代谢相关的途径中。不育系相对保持系而言,多个与氧化磷酸化相关的基因下调表达,而恢复系中不但相应基因的表达水平得到恢复,而且同时协调调节了同一能量代谢途径中的其他基因,定量分析显示差异基因的表达差异及趋势与转录组测序结果基本一致。ATP酶活结果表明不育系相比保持系,ATP酶活显著降低,恢复系中由于恢复基因的作用其活性得到大幅恢复。【结论】玉米C型胞质不育基因引起基因表达变化可能发生在减数分裂中期Ⅰ之后,末期Ⅱ之前;玉米C型胞质不育的形成可能是由于不育基因引起的能量亏损所致,而恢复基因则通过能量补偿促使育性得以恢复。     

coxⅢ基因转录本的编辑与V型小麦育性恢复的关系

RNA编辑现象普遍存在于高等植物线粒体中,RNA编辑的不充分或偏离与植物细胞质雄性不育具有相关性.以V型小麦的细胞质雄性不育恢复基因的近等基因系为材料,研究了不育系、保持系、恢复系和杂种F1coxⅢ基因转录本编辑位点的差异,发现coxⅢ基因转录本共有14个编辑位点,其中有12个引起了氨基酸种类的变化.通过对不育系、保持系、恢复系和杂种F1线粒体RNA编辑频率的比较,表明在引入恢复基因后,不育胞质中coxⅢ基因转录本的编辑频率明显提高,说明coxⅢ基因转录本的RNA编辑与细胞质雄性不育具有一定相关性.     

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。     

高粱A_1A_2细胞质雄性不育系的配合力分析

按不完全双列杂交法对高粱 A_1A_2细胞质雄性不育系进行了株高、穗长、穗粗、茎粗、穗重、穗粒重、干粒重、穗粒数,生育期等9个主要农艺性状的配合力分析,一般配合力要受核基因控制,胞质基因对于核基因的表达也有一定的影响。A_2细胞质不育系与 A_1细胞质不育系在主要农艺性状上的一般配合力无显著差异。在全部被研究性状的遗传控制中,加性基因效应占主导地位。A_2细胞质较 A_1细胞质有着广泛的保持源。因此,A_2细胞质不育系可以在生产上利用.这不仅可以增加胞质多样化,而且为选育自身性状优良的不育系提供了较大的选择范围.     

小麦异源细胞质效应的遗传学研究

根据4种同核异质不育系在花粉碘染、游离氨基酸种类、败育期上的差异及其所配F_1恢复度的异同,4种胞质被分为3种类型:即S型和Y型、T型、SP型。S型和Y型胞质具有容易恢复且恢复度高的特点。S型细胞质对种子重表现出明显正效应,因而在三系育种中具直接利用价值。不育系与同核保持系在花药游离氨基酸上的最明显差异首推脯氨酸和天门冬胺,前者保持系远高于不育系,后者则相反。     

大豆细胞质雄性不育恢复基因的标记定位

利用三系法生产大豆杂交种能够有效提高大豆产量。为挖掘大豆三系育性恢复基因,利用大豆细胞质雄性不育系SXCMS1A与恢复系AHH-8构建F2育性分离群体,开展不育系育性遗传分析及育性恢复基因初定位研究。结果表明,F1群体花粉镜检为半不育,成熟期植株结实正常;F2群体花粉镜检可育株与半不育株的分离比为1∶1,成熟期植株结实正常无不育株,从而推测该大豆细胞质雄性不育系为单基因配子体不育。利用SSR标记对F2群体进行分析,获得了位于D1a连锁群上的2个与恢复基因紧密连锁的标记Satt184和Satt267,遗传距离分别为17.3,10.2 c M。因此,将恢复基因定位于D1a连锁群上,可为下一步精确定位恢复基因奠定基础。     

金花薹萝卜雄性不育细胞质主要品质性状的胞质效应研究

[目的]研究萝卜雄性不育系细胞质的胞质效应。[方法]将不育系与恢复系配制成A系杂种,保持系与恢复系配制为B系杂种,测定其主要品质性状,根据它们之间的差异,确定其不育胞质效应。[结果]不育细胞质与可育细胞质在辣味素性状上存在着极显著的差异,细胞质效应来源于细胞质和核质间互作。金花薹不育细胞质除了纤维素和辣味素性状外,其余品质性状均表现为负效应,其中Vc表现为较强的负效应。不育细胞质的不利效应可以通过不育细胞质与恢复系之间的互作效应来降低。[结论]该研究为萝卜细胞质雄性不育系的正确评价和合理利用提供了一定的理论依据。     

芥菜型油菜欧新A不育细胞质的遗传效应

对芥菜型油菜欧新Ａ不育细胞质的遗传效应进行研究,以探讨该不育胞质杂交当代（Ｆ０）结实性和杂种一代（Ｆ１）主要农艺性状的影响,初步明确该不育细胞质遗传效应的表现特点。结果显示,欧新Ａ不育胞质对当代结产率表现负效应趋势,但对不同来源的恢复系该遗传效应有明显的组合特异性;不育胞质对杂种一代主要农艺性状表现正效应趋势,且效应在不同恢复源间有显著差异;不育胞质在主要农艺性状上表现有利于优良株型及高产组合的选     

同核异质温敏核不育系主要农艺性状与细胞质效应研究

以起源于美国北部、美国南部、日本和菲律宾的普通野生稻,栽培稻作为细胞质供体。以株1S、准S为细胞核供体,经连续回交12次,构建两套1种核9种细胞质的同核异质温敏核不育系,在相同栽培条件下比较对照不育系与新质源不育性的主要农艺性状。结果表明,同核异质不育系及同核异质组合的生物学性状主要受核基因控制,但细胞质效应和质核互作效应对部分性状也有显著影响。细胞质对不育系的主要农艺性状都有不同程度影响:日本晴细胞质能显著增加不育系的剑叶面积、宽度;Lemont细胞质能降低不育系的穗长和颖花数,缩短不育系的生育期,V20A细胞质能降低不育系的地上部分干重。     

水稻配子体雄性不育细胞质多态性及恢保关系差异研究

为解释育种实践中常出现的相同类型不育系与不同恢复系杂交组合F1代育性恢复有明显差异的现象,笔者通过对同核异质的5个配子体不育系W15A、W20A、W34A、W46A和YA线粒体DNA进行RAPD扩增聚类,不育基因orf(H)79基因及基因间区序列测序,测配F1分析其恢保关系,展示同型细胞质的差异与恢保差异的关系。结果表明,通过RAPD扩增聚类,这5个配子体细胞质雄性不育系在线粒体基因组可聚分为3类,而W34A与其他4个不育系的细胞质亲源关系较远。不育基因及基因间区序列均存在多个差异位点,5个水稻配子体雄性不育细胞质在大部分水稻材料的测恢中,恢保关系一致,而一部分材料的恢保关系差异较大。该研究为新型配子体不育系的选育、组合配制和同核多胞质混合杂交水稻亲本的选择提供一定的理论依据。     

玉米雄性不育性研究Ⅶ 育性恢复与同工酶的关系

以２组核背景相同的玉米正常杂种、不育杂种和恢复杂种为材料，分３期播种鉴定育性。同时采用双垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法，测定小孢子处于单核早期，二核早期和散粉前花药中的脂酶，过氧化物酶和细胞色素氧化酶同工酶酶谱。结果指出：玉米中强恢复基因Ｒｆ４能完全恢复Ｃ型和Ｙ＿（Ⅱ－１）型不育系的育性，恢复性较稳定，不易受温度影响。在小孢子发育的３个时期，不育杂种花药中的３种同工酶酶谱与正常杂种差异很大，而恢复杂种的酶谱基本上同正常杂种，仅有个别谱带与不育杂种相似。Ｃ型和Ｙ（Ⅱ－１）型不育胞质在脂酶和过氧化物酶酶谱上的表现完全一致，在细胞色素氧化酶上却有些不同     

甘蓝型油菜双低显性细胞核+细胞质雄性不育系DGCMS-3A的构建及遗传模式研究

 【目的】验证显性核不育两用系与波里马三系的基因型,明确Gd1AB和D3AB显性核不育的遗传模式,并构建显性细胞核+细胞质不育系统。【方法】通过显性核三系与波里马三系相互杂交验证其基因型,分析Mf和Rfc基因的等位性,采用临保系与显性纯合两用系×显性核不育恢复系F2代核不育株测交的方法,推论显性纯合两用系Gd1AB和D3AB的遗传控制模式。C3B为轮回父本与不育胞质的显性核不育株定向回交,以创建显性核不育+细胞质不育。【结果】鉴别了Gd1AB和D3AB的遗传控制模式,确定甘蓝型油菜显性纯合两用系Gd1AB由一对复等位遗传模式控制,而显性纯合两用系D3AB由两对基因互作控制。初步构建出双低显性杂合核不育+细胞质不育系统DGCMS-3A,并证实了选育显性纯合核不育+细胞质不育系的可行性。【结论】显性抑制基因Mf与波里马恢复基因Rfc不等位,Gd1AB的基因型为N（MsMsrfcrfc）×N（MsMfrfcrfc）),D3AB的基因型为N（MsMsmfmfrfcrfc）×N（MsMsMfmfrfcrfc）。显性核不育+细胞质不育可细分为四种遗传模式：双位点互作显性杂合核不育+细胞质不育[S（Msmsmfmfrfcrfc）+S（msmsmfmfrfcrfc）]、单位点复等位显性杂合核不育+细胞质不育[S（Msmfrfcrfc）+S（mfmfrfcrfc）]、双位点互作显性纯合核不育+细胞质不育[S（MsMsmfmfrfcrfc）+S（MsMsMfmfrfcrfc）]、单位点复等位显性纯合核不育+细胞质不育[S（MsMsrfcrfc）+S（MsMfrfcrfc）]。