大豆质核互作雄性不育系NJCMSlA花粉败育的细胞学研究

利用光镜和透射电镜对(N8855×N2899)F1不育株和(N2899×N8855)F1可育株、BC1F1不育株、质核互作不育系NJCMSlA和保持系NJCMSlB进行小孢子发育的细胞学比较观察.结果表明,同一胞质在不同的回交世代败育途径和表现相似,主要发生在单核后期到二胞花粉早期:(N8855×N2899)F1与BC1F1不育花药在小孢子单核靠边期细胞质产生不正常空泡,至近成熟花粉时细胞质部分解体、收缩;NJCMSlA花粉败育发生在二胞花粉期,初期原生质内小液泡比保持系增多,原生质内未形成淀粉粒,在生殖细胞远离营养细胞后,胞质呈现紊乱,生殖核与营养核消失,外壁内层及内壁停止发育,液泡增大,原生质部分解体.分别与反交F1及保持系比较,处于二胞花粉时期的正交F1及不育系细胞色素氧化酶最快迁移活性带缺失,此特征带缺失与不育花药败育时期基本同步.     

YS型小麦温敏不育系A731雄性败育的细胞学研究

为了明确YS型小麦温敏不育系雄性败育发生的具体时期和败育的细胞学机理,以温敏不育系A731和其同型保持系731B为供试材料,采用花粉粒制片和石蜡切片法,对其花药形态特征及小孢子形成和发育过程进行细胞学观察。结果表明,不育系和保持系均能进行正常的减数分裂形成小孢子;保持系731B的花药和小孢子发育正常,只有极少数后期发育不正常;不育系A731花粉不育类型为典败和圆败;单核期小孢子可正常形成核,二核期正常形成营养核和精核,但有些营养核不清晰,三核期花粉粒染色后精核呈圆形,不能形成梭形精子;二核期花药中绒毡层提前解离侵入药室,造成小孢子败育。表明该温敏不育系的败育主要发生在二核期到三核期,推测二核期是其雄性败育发生的关键时期,败育的原因可能与绒毡层结构的异常有关。     

质核互作型红麻雄性不育系细胞学形态观察

为了掌握红麻质核互作型雄性不育系败育发生的时期、发生方式以及花粉发育过程,采用石蜡切片法观察其小孢子发育过程进行花粉发育时期的准确划分,为红麻杂种优势利用提供理论依据。花粉发育分为6个时期,发育天数在25-28天,不育系发生败育的主要时期为单核期。不育系和保持系均能形成四分体,但在单核期时,不育系的绒毡层退化严重,明显早于保持系,小孢子出现畸形,不能形成正常的花粉粒,导致最后败育。     

新型玉米细胞质雄性不育材料泰玉D2花粉败育的细胞学研究

通过光学显微镜观察泰玉D2不育系的花药发育进程,探明新型细胞质雄性不育材料泰玉D2花粉败育的细胞学机理。研究发现,花药绒粘层在二分体时期发生异常,小孢子在单核前期开始败育,至单核后期完全解体,花药发育后期不育系药腔中只观察到少量的小孢子残体,花药壁的4层细胞依然存在,绒粘层细胞已经彻底液泡化, 占据了药腔的整个空间,花粉成熟期不育系花药维管束消失。泰玉D2不育系花药绒粘层在二分体时期成辐射状膨大,小孢子在单核期败育,花粉败育完全,属无花粉类型。     

K型小麦雄性不育系绒毡层结构变化及相关基因的表达分析

为揭示K型小麦雄性不育系的败育时期和败育机制,以K型小麦雄性不育系K519A及其保持系519B为材料,采用半薄和超薄树脂切片法对花药绒毡层进行显微和亚显微结构观察,并对孢粉素转运相关基因RAFTIN1和绒毡层细胞降解相关基因APs在不同生育时期的表达模式进行分析。结果表明,与保持系相比,不育系花药绒毡层在四分体时期提前降解,部分绒毡层细胞脱离中层侵入药室内,发育至二核和三核期绒毡层细胞只剩下细胞轮廓和少量附着的乌氏体。不育系小孢子细胞壁在单核期开始增厚,是同时期保持系小孢子细胞壁厚度的2.35倍,发育至二核期小孢子细胞壁继续增厚,但三核期不育系小孢子细胞壁比保持系小孢子细胞壁薄,仅是保持系花粉粒细胞壁厚度的89%,并且三核期不育系花粉粒出现畸形和质壁分离的异常现象。自小孢子母细胞时期至单核期,不育系中RAFTIN1和APs基因的相对表达量都显著高于保持系,但在二核期不育系中的相对表达量显著低于保持系。推测K型小麦雄性不育系K519A的败育可能发生在四分体期和二核期。RAFTIN1和APs基因的表达模式与细胞学观察结果相契合,故推测这两个基因很可能参与了K型不育系K519A的不育过程。     

转反义PLDγ基因小麦雄性不育突变体的形态学及遗传学初步研究

为了解不育株系03039S的不育特点并明确其在育种中的利用价值,应用形态学与细胞学方法对其小孢子发育、雌性育性及异交后代育性分离比例等特性进行了观察与研究.结果表明:(1)03039S不育植株矮小瘦弱,颖壳开张角度大,有蓬松透明感,花药瘦秕,不开裂,花丝长,花药外露,不育特征明显;(2)不育植株花药单核期小孢子异常率达到86.12%,主要表现为核变小,细胞质稀薄不均,内含物减少,皱缩变形.二核期、三核期皱缩加重,核消失,不能染色,三核期败育率达100%.(3)03039S杂交结实率与对照LK906无差异,雌性育性器官活力未受影响;(4)03039S及其衍生系F1代不育株与可育株出现95∶97的分离,经χ2测验符合1∶1的分离比例.     

温光敏核雄性不育小麦花药中保护酶活性的变化

为了揭示温光型核雄性不育小麦花粉败有的生化机制1，比较研究了温光型细胞核雄性不育小麦C49S的不育和可育花药在不同发育时期的超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT），过氧化物酶（POD）的活性丙二醛（MDA），可溶性蛋白质含量的变化。结果表明，温光型核雄不育小麦不育花药SOD活性在花粉母细胞减数分裂期至小孢子早期的下降速率是可育花药的4．34－4．35倍，在成熟花粉期，可育花药的活性比不育花药高1－2倍，不育花药的CAT活性从花粉母细胞到小孢子中期有一定程度的下降；发育早期，不育花药MDA含量极显著高于可育花药；在花药发育的整个过程中，不育花药的POD活性一直比同一发育时期的可育花药高；可育花药中的可溶性蛋白质含量显著高于不育花药。以上结果说明，温光型核雄不育小麦C49S在早播低温短日照条件下，花药中有机自由基酶保护系统遭到破坏，花药中膜酯过氧化作用加剧，生化代谢出现异常，是其花粉败育的重要原因。     

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。     

优质籼型旱稻光温敏核不育系GHS不育性遗传研究

以光温敏核不育系GHS、安湘S、培矮64S及GHS的突变可育株GHF和15个普通品种为材料,以花粉育性为指标,研究了GHS不育性的遗传规律.结果表明:GHS的不育基因与安湘S、培矮64S的不育基因不等位,GHS是一个新的光温敏核不育材料;GHS的不育性遗传属孢子体不育类型,其不育性由1对隐性基因控制,与细胞质无关.     

几个水稻同核异质不育系的异交习性研究

不育系是由不育细胞质与保持系细胞核相结合而形成的异源核质杂合体,其所表现的一切性状都源于质核互作。研究不育胞质对异交习性的影响,可为筛选优良的不育胞质,提高不育系的异交率提供依据。 水稻同核异质不育系的异交率测定,目前仅见罗孝和等(1981)报道过,表明差异非常明显。但供试的不育胞质中没有我国目前推广的主要类型。因此,本文选用已大面积投产的野败胞质和四川农业大学培育的D型及冈型胞质材料,研究它们对异交率等主要异交性状的效应。 一、材料和方法 本试验选用野生稻( O.Sativa L.f.Spontanea)败育株细胞质的珍汕97不育系(…     

水稻雄性不育性在异源胞质背景的遗传表达

以早籼金早6号天然雄性不育株与金早6号正常可育株杂交F1为父本,9个水稻种质O. barthii、O. glaberrima、 O. sativa的印度春籼T141、非洲栽培稻Gambiaka Kokum、中国早籼珍汕97、印尼爪哇稻Boak和Gannal品种、中国粳稻花壳糯和日本粳稻南粳56 与早籼珍汕97杂交并多次回交的同核异质代换系为母本进行杂交,观察后代的遗传表现。杂交F2代结果表明,金早6号雄性不育性在9个异源胞质背景下全部分离并出现雄性不育株,未发现与金早6号雄性不育基因互作导致可育的胞质类型。     

Male sterility and 2n pollen in 4x progenies derived from 4x×2x and 4x×4x crosses in potatoes

Summary The objectives of these experiments were to evaluate male sterility (MS) and 2n pollen frequency in 77 4x×2x families and 26 4x×4x families. The 2x parents were haploid-species hybrids and the 4x parents mainly clones withS. tuberosum ssp.tuberosum (tbr) andS. tuberosum ssp.andigena (adg) in their genetic background. The female parents had different cytoplasms: adg, tbr,S. demissum (dms), andS. stoloniferum (sto). Families from female parents with adg or dms cytoplasm did not have MS plants. However, families derived from crosses of many tbr females with 2x hybrids and a 4x adg clone had a high percentage of MS plants; all the progenies from cv. Serrana (sto cytoplasm) possessed tetrad sterility. These results can be explained as due to an interaction between a dominant male sterility (Ms) gene with tbr and sto cytoplasms. Some MS 4x hybrids (tbr×adg) used as females had the Ms gene, but male fertility was restored in some plants of their progenies when they were crossed with 4x tbr clones. This indicates that some tbr clones have a fertility restorer gene (Rt). The results from both 4x×2x and 4x×4x families fit the expected ratios assuming chromatid segregation for both the Ms and Rt loci. The gene frequency of parallel spindles was estimated in the 4x population as 0.74.     

新发现的大麦雄性不育的小孢子发育及过氧化物酶同工酶的研究

本研究结果表明，新发现的大麦雄性不育材料小孢子母细胞的减数分裂，四分体之前表现正常，此后出现四分体小孢子形成不同步，单核期的小孢子，因无淀粉等必要的营养合成与积累而发生饥饿败育。主要表现为，细胞皱缩，胞壁逐渐解体，I－KI不染色等。自小孢子母细胞减数分裂四分体开始，经单核小孢了列双核小孢子期，雄性不育株的雌、雄蕊及其单核小孢子期的旗叶、旗下叶和倒3号，过氧化物酶同酶谱与其等基因可育株的相比，或酶带数增多或颜色加深，酶活性显著增强。可能是造成内源IAA氧化分解，导致小孢子发生饥饿败育的重要原因。在不育和可有株雄蕊中，分别发现染色很深的过氧化酶同工酶带POD－1、POD－9和POD－14、POD－15及POD－16等，可能是该雄性不育的特征带。     

籼型光温敏核不育水稻雄性不育性遗传研究

以安农S－1等灿型光温敏核不育系和二九青等不同生态型常规灿稻品种为材料，在长日高温条件下考察分离群体单株的套袋自交结实率，应用极大似然法系统研究了灿型光温敏核雄性不育性的遗传规律，结果表明：a)安农S－1，测64S，衡农S－1和W6154S等不育系的不育性遗传受1对隐性主基因控制，而W7415S的不育性受至少2对隐性主基因控制；b)光温敏不育主基因的表达受微效多的修饰，不同不育系的微基因效应有明显差异；C）不同生态由稻品种中均具有主 恢复基因，同时也存在相应的影响不育性表达效果的遗传背景（其实质就是微效多基因群），而且品种间有较大差异，对光温敏不育率不育起点温度“漂移”机制以及在育种实践中如何选育不育起点温度、缓漂移”的实用光温敏新不育系等问题进行了讨论。     

温光敏核不育小麦C338S的育性表现及不同蘖位和花位的育性差异

为了解温光敏核不育小麦不同播期及不同蘖位、花位的育性变化,通过多年分期播种试验,研究了小麦温光敏细胞核雄性不育系C338S不同播期下的育性表现及不同蘖位和花位的育性差异。结果表明,随着播期的调整,C338S分别表现完全不育、高度不育、半不育、低不育、可育的不同育性状态,具有育性转换特性。主茎穗与分蘖穗之间、主茎穗不同部位的小穗之间以及不同位次的小花之间的育性存在差异。发育较晚的后生分蘖的育性高于主茎穗和早生分蘖;主茎穗的下部小穗育性>中部小穗>上部小穗;早播不育植株发育较晚的3、4位小花的育性较好,而晚播可育植株发育较早的1、2位小花的育性较高。     

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。     

K型小麦雄性不育系育性敏感时期核糖核酸酶活性及可溶性蛋白质含量的变化

为了探讨核糖核酸酯及可溶性蛋白质与小麦育性的关系,以1B／1R类和非1B／1R类K型小麦雄性不育系及保持系为材料,对花粉发育过程中倒二叶和花药中核糖核酸酶活性、可溶性蛋白质含量进行了研究。结果表明,不育系花药中核糖核酸酶活性在二核期之前显著高于保持系,呈上升趋势,二核期以后急剧下降,不育系花药中可溶性蛋白质含量在二核期显著下降,明显低于保持系。不育系叶片中的核糖核酸酶活性与相应的保持系差异显著,不育系和保持系叶片中可溶性蛋白质含量在整个生育期变化没有花药中可溶性蛋白质含量变化明显。两类不育系间核糖核酸酶活性和蛋白质含量差异显著。由此说明,不育系雄蕊的核糖核酸酶活性异常升高致使可溶性蛋白质含量显著下降,导致细胞生理代谢紊乱,可能是花粉败育的重要原因,而不育系花粉败育的关键时期可能是二核期。     

玉米C型胞质雄性不育系POD、CAT、SOD活性及POD酶谱分析

以玉米C型雄性不育系C478及其保持系478、恢复系H01为材料,对叶片以及雄穗小花的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性和过氧化物酶同工酶谱进行比较研究。结果表明：玉米叶片在生长过程中,不育系与保持系和恢复系叶片中的POD活性有明显差异;CAT活性在抽雄期相差不大;不育系每个时期的SOD活性均显著高于保持系。玉米雄穗发育过程中,不育系雄穗小花的POD活性高于保持系和恢复系,不育系雄穗小花刚开始孕育穗长不超过5 cm(时期I)时CAT的活性显著高于保持系与恢复系,不育系雄穗小花孕育完全但没抽出(时期II)时SOD活性明显低于其保持系。玉米抽雄期和开花期的不育系与保持系、恢复系叶片中的酶谱差异明显。