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。     

BS型小麦光温敏雄性不育系光合特性研究

为了解BS型小麦光温敏雄性不育系光合特性的差异,分析其光合特性的影响因子,以指导高光效不育系的选育,以6份BS型小麦光温敏不育系和常规品种京411为研究材料,于北京顺义(不育系繁殖区)和河南南阳(不育系制种区)分期播种,分析不同材料在抽穗期、开花期和花后30 d的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO_2浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、叶绿素荧光参数(F_v/F_m)等光合特性指标的差异,以及不同区域不育系的P_n、T_r和结实率与播期、旗叶面积及株高的相关性。结果表明,不育系的P_n、G_s、T_r和F_v/F_m变化趋势均为抽穗期或开花期达到最高值,花后30 d降为最低值,而C_i的变化趋势为花后30 d达到最高值。P_n和T_r较高的材料为BS485,G_s和T_r较高的材料为BS366;P_n较低的材料为BS93,T_r较低的材料为BS1453和BS210。在北京顺义,P_n与结实率、G_s、T_r和F_v/F_m呈正相关,与旗叶面积呈负相关;T_r与播期、P_n和G_s呈正相关,与株高和F_v/F_m呈负相关;结实率与P_n呈正相关,与旗叶面积呈负相关。对P_n影响最主要的因子是播期和T_r,其次是结实率、F_v/F_m、G_s和旗叶面积;对T_r影响最主要的因子是播期、G_s和P_n,其次是株高和F_v/F_m;对结实率影响最主要的因子是P_n,其次是G_s和旗叶面积。在河南南阳,P_n和结实率与各因子相关性均不显著;T_r与播期和G_s呈正相关,与C_i呈负相关;对T_r影响最主要的因子是播期和G_s,其次是C_i。     

光温敏基因雄性不育水稻遗传规律研究

水稻的光温敏核不育性状是由核基因和环境条件共同控制的生态遗传性状。它既不同于典型质量性状的遗传规律也不同于数量性状的遗传规律。水稻光温敏基因雄性不育性状遗传的基本规律是：（1）水稻光温敏基因雄性不育性状是由1对（温敏型）或2对（光温互作型）隐性基因控制的性状；（2）基因型决定不育系的光温反应类型；（3）内环境（遗传背景）决定不育系的光温反应范围；（4）外环境（光长、温度）决定不育系的育性表达方向（不育或可育）；（5）基因型和内外环境共同决定杂交后代的育性分离比例。     

光温敏基因雄性不育水稻遗传规律研究

水稻的光温敏核不育性状是由核基因和环境条件共同控制的生态遗传性状。它既不同于典型质量性状的遗传规律也不同于数量性状的遗传规律。水稻光温敏基因雄性不育性状遗传的基本规律是:(1)水稻光温敏基因雄性不育性状是由1对(温敏型)或2对(光温互作型)隐性基因控制的性状;(2)基因型决定不育系的光温反应类型;(3)内环境(遗传背景)决定不育系的光温反应范围;(4)外环境(光长、温度)决定不育系的育性表达方向(不育或可育);(5)基因型和内外环境共同决定杂交后代的育性分离比例。     

水稻光温敏雄性核不育系广占63S不育基因PTGMS2-1的遗传分析与分子定位

 水稻光温敏雄性核不育系广占63S的不育基因来源于光敏核不育系农垦58S,其育性转换表现为温敏型,是迄今两系杂交水稻中应用最广泛的籼型光温敏核不育系之一。对广占63S/旱1587组合的F₂分离群体进行不育基因的遗传分析,结果表明广占63S的不育性受1对隐性不育基因控制。利用SSR和InDel分子标记技术,结合BSA法,以广占63S与旱1587组合的F2分离群体为材料,将不育基因（暂命名为PTGMS2-1）定位于第2染色体标记S2-4与S2-27之间物理距离390 kb的区间内,与两标记间的遗传距离分别为0.5和1.1 cM,与标记S2-24共分离。     

水稻光温敏雄性核不育系广占63S不育基因PTGMS2-1的遗传分析与分子定位

水稻光温敏雄性核不育系广占63S的不育基因来源于光敏核不育系农垦58S,其育性转换表现为温敏型,是迄今两系杂交水稻中应用最广泛的籼型光温敏核不育系之一.对广占63S/旱1587组合的F2分离群体进行不育基因的遗传分析,结果表明广占63S的不育性受1对隐性不育基因控制.利用SSR和InDel分子标记技术,结合BSA法,以广占63S与旱1587组合的F2分离群体为材料,将不育基因(暂命名为PTGMS2-1)定位于第2染色体标记S2-4与S2-27之间物理距离390 kb的区间内,与两标记间的遗传距离分别为0.5和1.1 cM,与标记S2-24共分离.     

棉花温敏雄性不育两用系研究与利用

在自然条件下经多年连续筛选出的棉花温敏雄性不育两用系“48043”,当开花期出现连续7～10天日平均气温达28℃以上时,表现雄性完全不育,雌性可育,花药干瘪,不散粉,花丝不伸长,花丝数明显减少,利用该性状杂交制种,可简化制种程序,配制的杂交种纯度高,可大量生产第一代杂种供生产上应用。     

甘蓝型油菜光温敏雄性不育两用系501—8S的选育

从国内外远距离的甘蓝型油菜品种杂交后代Ｆ３群体中发现光温敏雄性不育株,经套袋自交结合人工辅助授粉,选育出甘蓝型油菜光温敏雄性不育两用系５０１—８Ｓ。多年的南繁北育结果证明：当温度为３～１０℃,日照小于１２ｈ的条件下表现为完全雄性可育;当温度为１１～２３℃,日照大于１２ｈ转换为完全的雄性不育。该两用系恢复源广,异交结实率高,杂种优势明显,可用于配制两系法杂交油菜。     

用人工冷水池鉴定水稻光温敏核不育系雄性不育起点温度的研究

用人工冷水池与人工气候箱分别对8个水稻光温敏核不育系在它们育志换温敏感期进行5d日均温23.5℃（22－25℃）的冷水与6d日均温23．5℃（19．5－26．0℃）的冷气处理。结果表明：株S－1、陆18S、96－5－2S、139S及康201S在两种低温处理条件下均表现不育，自交结实率与花粉可染率均为0；培矮64S在人工冷气处理条件下也表现不育，自交结实率与花粉可染率为0，但在人工冷水处理条件下表现轻度可育，自交结实率为0．05％，花粉可染率为5．0％；810S与179S在两种低温处理条件下均表现可育，自交结实率为3．7％－18．5％，花粉可染率为4．3％－41．0％，但人工冷水处理条件下的自交结实率与花粉可染率明显高于人工冷气处理条件下的自交结实率与花粉可染率。说明用人工冷水池鉴定水稻光温敏核不育系雄性不育的起点温度是可行的，而且鉴定的灵敏度比人工气候箱更高。根据人工冷水池与人工气候箱鉴定的结果可知：株S－1、陆18S、96－5－2S、139S及康201S的雄性不育起点温度小于23．5℃，培矮64S的雄性不育起点温度在23．5℃左右，而810S与179S的雄性不育起点温度大于23．5℃。     

水稻实用光温敏核不育系培矮64S不育性稳定化研究

 在人工气候室的人控光温条件下，通过1997～1999年3年22.0～23.0℃的低温处理，对水稻实用光温敏核不育系培矮64S进行了育性稳定化研究。结果表明：1)在人工气候室的低温条件下，采用“株系(再)鉴定、(再)筛选单株”的方法，对稳定高世代光温敏核不育系培矮64S的不育性是可行的，并筛选出套袋自交结实率和花粉不育度两级水平均已稳定的3个株系9862、103-1和103-2，而且其不育起点温度已降至22.5℃，比原始株系降低了近1℃。2)现有高世代光温敏核不育系培矮64S仍然存在育性的不稳定性，表现在受低温影响后其后代不同株系间花粉不育度和套袋自交结实率存在明显差异，说明对现有高世代光温敏核不育系的育性提纯很有必要。     

籼稻光（温）敏不育系新光S育性转换的光温反应

 新光S是与农垦58S不同来源的具育性转换特性的不育系。对其育性转换的光温反应特性研究结果表明，该不育系在15.0 h长光照与所有处理温度（平均温度30.1℃、24.1℃和23.1℃）的光温组合下和30.1℃高温与所有处理光照时间（15.0 h、14.0 h和12.5 h）的光温组合下，表现完全不育；在14.0 h与23.1℃和24.1℃的光温组合下，育性部分恢复；仅在12.5 h短光照与23.1℃和24.1℃的光温组合下，育性才趋于正常。对自交结实率的两因子方差分析表明，单独的光周期效应和温度效应均不显著（p＞0.05），仅光温互作效应达极显著水准（p＜0.01），属典型的光温互作型。在杭州自然条件下，新光S表现出较长（约2个月）的稳定不育期，但秋季繁殖的结实率未达到在人工气候箱的短日低温下的结实率水平。对新光Ｓ这类光温互作型籼型不育系的实用价值作了评价。     

温光弱感型光敏核不育水稻3088s选育研究

３０８８ｓ是一个粳籼交偏粳型的光敏核不育系，其开花习性表现为籼粳中间型。其光敏不育性的光照 范围较宽，育性转换的临界光长为１３：００～１３：３０，比晚粳型光敏不育系晚半小时以上。３０８８ｓ光敏不育性的温 度范围亦较宽，长日不育的低限温度较低，为２４．５～２５℃，比同类两用不育系低１．５～３．５℃；短日可育的上限温 度较高，为３０～３２℃。在遗传分类上３０８８ｓ为温光弱感型光敏核不育系，光温互补作用较强，因而具有稳定的不 育期和稳定的可育期。     

光敏核不育水稻OsRacD启动子的分离及其育性相关性分析

以水稻OsRacD的cDNA序列为探针筛选光敏核不育水稻农垦58S基因组文库,获得了一个包含2 kb的OsRacD启动区和396 bp编码区序列的阳性克隆。与反向PCR克隆的水稻农垦58N该基因的启动区比较,证实该基因的启动区在农垦58S和农垦58N的同源性达到99.8%,且在预测的调控元件上不存在碱基差异。说明农垦58S和农垦58N在长日照条件下表现出的育性差别,并非两者在OsRacD调控序列结构上的差别所致,而与基因表达的发育调控有关。     

Isolation and Analysis of the Promoter of OsRacD from Photoperiod Sensitive Genic Male Sterile Rice

The photoperiod sensitive genic male sterile (PSGMS) rice Nongken 58S, was discovered as a spontaneous mutant in Hubei Province by Mr. Shi Ming-song in 1973 [1]. It showed the characteristics of photoperiod fertility conversion (PFC), i.e. being sterile under long-day treatment but fertile under short-day treatment, and became the typical material for studying the molecular mechanism of genic male sterile induced by photoperiod, and also for studying the photoperiod-regulating expression …     

Factors Influencing the Outcrossed Seed-Setting Obstacles of Photo-thermo Sensitive Genic Male Sterile Rice

Using photo-thermo sensitive genic male rice (PTGMS) Pei‘ ai 64S, W7415S, W6154S, N26S, Annong S, Nongken 58S,7001S and 5088S as female parents and conventional indica lines 8258 and U89 as male parents, the factors affecting outcrossed seed-setting were analyzed. The PTGMS had obstacles in outcrossed seed setting influenced by inheritance and environment at varying degrees. Environmental temperature was regarded as the main factor that resulted in the outcrossed seed-setting obstacles.The sensitive stage was at the early stage of grain filling for outcrossed seed setting. There existed remarkable differences at the sensitivity stage, the duration of sensitive period, the sensitive level and the effective level of outcrossed seed-setting obstacles caused by environmental temperature among different PTGMS lines. Therefore, attention should be paid to outcrossed seed-setting obstacles in selection and utilization of PTGMS lines.     

水稻光敏核不育系选育及利用研究

通过对水稻光敏核不育系沈粳1S和沈粳2S的选育过程和对沈阳地区的环境分析,阐述了水稻光敏核不育技术在沈阳地区应用的可行性,提出了水稻光敏核不育系在沈阳地区应用的关键技术难点,以及解决的方法和有待需要解决的问题。     

以淡绿叶为标记的籼型光-温敏核不育系M2S的选育

 以淡绿叶标记基因系IGM19与籼型光-温敏核不育系8902S杂交，再用8902S回交1次，通过多代选育获得了带淡绿色叶隐性标记性状，且育性转换特性与8902S明显不同的籼型光－温敏核不育系M2S。在杭州（30°05’N）自然条件下，M2S具有连续30 d以上的不育期（不育度＞99.5%），在秋季正常情况下，结实率可达51.8%。人工气候箱控制条件下，M2S在短日适温时结实正常，在长日（15.0 h）与所有处理温度（30.1℃、24.1℃和23.1℃）、高温（30.1℃）与所有处理日长（15.0 h、14.0 h和12.5 h）的光温组合下均完全不育或高度不育。结实率的方差分析结果表明，其育性转换的温度效应和光周期效应均不显著，仅光温工作效应显著，属典型的光温互作雄性不育系。M2S本身较稳定的不育性和带有隐性淡绿色叶的标记性状将有利于在两系法杂交水稻中应用。     

水稻光温敏核雄性不育系培矮64S 花粉败育的细胞学机理

 采用半薄切片及薄切片技术, 对水稻光温敏核雄性不育系培矮64S 与正常水稻品种IR36 的花粉形成发育过程进行了比较研究。结果表明, 小孢子母细胞减数分裂之前, 培矮64S 与IR36 的发育过程基本相似。但从减数分裂开始, 培矮64S 的雄性性细胞出现一些异常变化, 并最终发育至二胞花粉早期败育。这些变化主要发生在两个阶段: (1) 减数分裂前期,约半数的小孢子母细胞的胞质出现异常, 游离核糖体稀少, 并具有不发育线粒体和大量泡状内质网。这类异常的小孢子母细胞在随后的发育中逐渐液泡化并最终解体。(2) 早期小孢子形成之后, 几乎所有小孢子外壁均发育异常, 表层与里层之间界限不清, 缺少中间透明带, 同时内壁没有形成。但是, 在花粉发育的整个过程中, 培矮64S 与IR36 绒毡层的发育和降解过程基本相似。据此认为, 培矮64S 的花粉败育可能是由小孢子母细胞或花粉外壁的异常发育造成的, 而不是由绒毡层发育引起的。     

New Temperature Sensitive Genic Male Sterile Lines with Better Outcrossing Ability for Production of Two-Line Hybrid Rice

An investigation was carried out with three newly developed temperature sensitive genic male sterile(TGMS) lines for their floral traits, seed production potential and outcrossing ability in ten cross combinations. In the TGMS lines, fertile pollens had an average diameter of 0.89 mm while the sterile pollens was with 0.02 mm diameter.TS-29-150 GY produced the biggest fertile pollens with 0.92 mm and other two lines produced relatively smaller pollens with 0.91 and 0.85 mm. Pollen fertility during the fertility reversion period was an average of 60.7%. TS-29-150 GY had the maximum of 66.9% spikelet fertility whereas other two lines(TNAU18S and TNAU60S) had relatively lower spikelet fertility of 27.8% and 26.7%, respectively.Average of 17.00 g of seed yield was obtained in the TGMS lines during the fertility reversion period. TS-29-150 GY had the highest value of 21.20 g of seed yield while TNAU18 S and TNAU60 S produced 16.6 g and13.2 g of seed yield, respectively. The low seed production ability of these three TGMS lines was attributed only to the environmental conditions prevailing during the period. All three TGMS lines had considerable outcrossing potential of 41.2%, 24.6% and 25.0%, respectively. The cross combinations viz.TNAU18S/IET21508(36 g/plant), TNAU18S/IET21044(13 g/plant), TNAU18S/IET21009(26.5 g/plant),TNAU60S/CB-09-106(26.2 g/plant), TNAU60S/IET21009(14 g/plant) and TS29-150-GY/DRR 3306(39.2g/plant) showed perfect synchronization with acceptable hybrid seed yield, indicating suitability of TGMS system under Indian condition. Based on the outcrossing related traits viz. panicle exertion, angle of glume opening, stigma length and pollen size, TNAU18 S was identified as the best, followed by TS-29-150 GY.