光敏核不育水稻育性转换条件及其生态适应性研究（英文）

 本文系统介绍了诱导光敏核不育水稻育性转换的光温作用模式的内容和意义,认为光敏核不育水稻育性转换的光周期诱导,只能在一定的温度范围内才存在。讨论了诱导光敏核不育水稻育性转换的光周期敏感期、光照长度、光照强度及曙暮光影响、光期暗期与光质的影响,分析了温度的作用、温度影响的敏感期与温度分解因子的影响;并对现有不育系的生态类型和适应性作了初步分析。     

盛夏低温对光敏核不育水稻育性稳定性的影响

石明松发现湖北光敏感核不育水稻(HPGMR)具有长日诱导花粉不育,短日诱导花粉可育的育性转换特性;元生朝等探明了诱导HPGMR农垦58S育性转换的敏感期是在稻穗分化的第二次枝梗及颖花原基分化期至花粉母细胞形成期;贺浩华等研究表明;HPGMR的育性转换除受光照因子影响外,还有温度的作用,即光温组合效应,在一定的低温条件下,长口不能诱导花粉完全不育,但不同的HPGMR光周期诱导花粉完全不育所需温度不同。武汉在1989年盛夏期(指7月21日至8月10日的酷署期)出现了低温,这无疑对HPGMR的育性稳定性将产生影响,为此,我们对1989年在武昌观察的三个籼型、二个粳型HPGMR的育性变化进行了分析。     

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。     

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。     

籼型水稻光温敏不育系减数分裂行为的观察

育性转换是水稻光温敏不育系的一个最主要特征,也是两系法杂交水稻开发利用的前提。元生朝等认为,诱导育性转换的因素是光周期,其时间是在幼穗分化的第二次枝梗及颖花原基分化至花粉母细胞形成期(即第二光周期敏感期);邹应斌等根据不育系第一光周期感光性强弱将不育系分为三类:光敏系、温敏系和光温互作型,第二光周期敏感期可能有关(对长日下光敏系)也可能无关(对温敏系);朱英国等的光敏色素—Ca~( )调控系统和卢向阳等的代谢     

优质籼型旱稻光温敏核不育系GHS的光温反应特性

通过9种人控光温组合处理,结合分期播种试验,研究了早稻光温敏核不育系GHS育性的光温反应特性.结果表明,日长对GHS的育性有一定的影响,在日长15.0 h条件下,其不育起点温度低于23.0℃;在13.0 h条件下,不育起点温度为24.0℃以下;在11.0 h条件下,不育起点温度上升到24℃以上.GHS光敏性较强,可育花粉率的光长影响率达72.53%,比对照培矮64S高出7.12个百分点.对GHS可育花粉率的方差分析表明,GHS的温度效应不显著(P＞0.05),光长效应显著(0.01＜P＜0.05),光温互作效应极显著(P＜0.01),属不育起点温度较低、不育临界光长较短的光温互作型两川核不育系.在湛江自然条件下,GHS有2个育性转换期,连续稳定不育期达145 d以上,正常年份可进行晚季安全制种,但没有适合GHS繁殖的光温条件.     

曙暮光在光敏感核不育水稻两个光周期反应中的作用

 本文论证了曙暮光在光敏感核不育水稻两个光周期反应中均有明显的作用,初步探明农垦58S 在武汉地区(30°27′N)育性转换期(7—8月)曙暮光的变化规律,提出采用“光照长度”以代替“日照长度”来划分光周期的昼与夜更为准确的见解,据此讨论了曙暮光的作用对光敏感核不育水稻在不同地理条件下的生态适应性的重要影响。     

两系法杂交水稻研究和应用中若干问题的思与行

指出了当前我国两系法杂交水稻研究和应用中面临的主要问题,即两系法杂交水稻体系中不育系的称谓和分类不规范,生产上利用的水稻两用核不育系育性温光反应特性研究不清楚,水稻两用核不育系繁殖和两系法杂交稻制种基地选择不当等。针对当前情形,结合多年育种实践,提出了解决这些问题的对策及措施。建议将水稻两用核不育系分为长光高温不育型、高温不育型、短光低温不育型、低温不育型等四种类型。提出了水稻光温不育机理设想,即水稻光温敏核不育系育性转换是主效不育基因与其位置相近的发育感光基因或(和)发育感温基因相互作用的结果,微效不育基因可影响两用核不育系的不育起点温度。只有深入研究光温敏型不育系育性的光温组合效应,且获得具体的光温指标,才能更好地指导两系法杂交水稻制种和不育系繁殖。提出了水稻两用核不育系育性光温特性的鉴定方法以及两系法杂交稻种子生产应根据不育系育性温光特性和历史气象资料来合理安排基地和时段。     

光周期条件对湖北光敏感核不育水稻育性转变的影响

湖北光周期敏感核不育水稻是湖北省发现培育的新不育材料,其育性转变受日照长度所控制。本研究通过人工光照和自然日照的调控等手段,初步探明了诱导育性转变的光周期的临界光照长度、光周期阈光值、暗期连续性的作用等。并对曙、暮光在诱导育性转变中的作用进行了论述。     

光敏核不育水稻育性转换的光温作用模式初探

根据农垦58S及其衍生系和近年来发现的其他不同质源光敏核不育水稻育性转换的光、温作用关系的多样性,本文提出光敏核不育水稻可能存在多种光、温作用模式。并根据作者新近发现的可能属长日不育型光敏核不育材料的育性转换特性给出一具体模式。同时对如何获得新的不育类型进行了讨论。     

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。     

大豆不育系育性稳定性研究概况

不育系的育性稳定性是大豆杂种优势利用中不可忽视的问题之一,本文较为详细地叙述了大豆细胞核雄性不育系和细胞质雄性不育系育性稳定性的研究进展。在细胞核雄性不育系中,隐性单基因控制的雄性不育系育性较稳定,个别不育系ms8、ms9育性受光周期、温度影响;核基因控制的部分雄性不育或不完全不育系的育性不稳定,如p2、msp、Arkansas突变体等,在光周期和温度发生变化时,育性也会随之变化;大豆光(温)敏雄性不育系88-428BY-827的育性主要受日照长度控制:在短日照(13.5~14.0 h·d-1)下雄性不育;在长日照(14.5~15.2 h·d-1)下雄性可育。在细胞质雄性不育中,RN型细胞质不育多数不育系育性稳定,个别不育系受光温影响育性不稳定;N8855型细胞质雄性不育系NJCMS1A育性在不同环境条件下较稳定;M型细胞质雄性不育系,在不同的光温条件下育性也较稳定,后两种类型雄性不育仅对个别不育系做了相关报道,没有针对细胞质来源相同但细胞核来源不同的大量不育系做更深入研究。本文还阐述了大豆不育系育性稳定性研究的重要性及研究展望。     

水稻光温敏核不育机理设想及光温敏核不育系选育策略

为更深入了解水稻光温敏核不育的遗传机理,综述了我国水稻光温敏核不育机理研究取得的成就及存在问题,提出了水稻光温敏核不育机理新设想,即水稻光温敏不育系中不存在光敏不育基因和温敏不育基因,其育性转换是主效不育基因与发育感光基因或(和)发育感温基因相互作用的结果;正常水稻品种中存在的不育基因位点(微效不育基因)可影响光温敏核不育系的不育起点温度,微效不育基因聚合越多,则不育系不育起点温度越低;微效不育基因完全纯合,则不育起点温度不会漂变。基于不育机理新设想,提出了光温敏核不育系选育的策略,即不同生态区、不同生态类型的光温敏核不育系选育的光温指标不一样,增压选择是选育低不育起点温度核不育系的技术核心,全面提高综合性状水平和配合力是选育实用光温敏核不育系技术的关键。     

水稻两用核不育系的育性光温效应及遗传机理

综述了水稻两用核不育性遗传背景、多样性产生的原因和光温因子对两用核不育系育性的影响。光照是诱导光敏型核不育水稻育性转换的主导因素,温敏型不育水稻育性表达起主要作用的因子是温度,水稻两用核不育系的不育性遗传比较复杂,F_2育性分离的遗传模式也不一致,有单基因遗传模式、双基因遗传模式、三基因遗传模式、质量—数量基因遗传模式和非典型分离模式等。     

籼型光敏感核不育系的选育与利用研究——Ⅱ.不育系的育性转换特性

籼型光敏感核不育水稻在武昌自然光温条件下，具有两个育性转换临界期；其育性表现在受日照长度诱导的同时，温度也起着重要作用；温度对籼型光敏核不育水稻育性影响的敏感期在雌雄蕊原始体形成期至花粉母细胞减数分裂期；温度对花粉育性的影响没有明显的累加效应。     

水稻光温敏核不育机理研究进展与展望

探明光温敏核不育水稻育性转换与调控机理,是规避两系杂交水稻制种风险和保持我国杂交水稻研究领先地位的关键领域之一。综合国内外研究成果,从光温敏核不育水稻的光温反应特性、育性的遗传学、基因组学、育性转换的蛋白质组学及代谢组学等五个方面进行归纳分析,并展望了未来的主攻方向,以期为进一步深入开展光温敏核不育水稻育性转换机理的研究提供参考。     

中高纬度地区光温敏核不育水稻选育新策略

本文根据现已发现的光温敏核不育类型和光温重组可能产生的不育类型,将水稻光温敏核不育系分为3大类8型,各生态区应根据本地的生态优势,选育不育系的育性表达方向与生态条件作用方向相一致的不育系类型。     

光周期对光温敏核不育小麦ES-8育性转换特性的影响

在人工控制光周期和控制光温条件下，研究了光周期和短日适温对光温敏核不育小麦ＥＳ－８育性转换特性的影响。结果表明，ＥＳ－８的雄性育性受光周期的影响，表现为１０～１１ｈ短光照下雄性不育，花粉败育率为１００．０％；自交结实率为０．０％；在１２～１３ｈ长光照下可育。ＥＳ－８存在两个光周期敏感期，最敏感期为雌雄蕊分化期至药隔形成期，次敏感期约在药隔形成期至四分体形成期。孕穗至结实期的短日（１０ｈ）适温（１６／１２℃昼温／夜温）处理结果表明，温度对育性的影响很小，雄性仍表现不育。     

中高纬度地区光温敏核不育水稻选育新策略

本文根据现已发现的光温敏核不育类型和光温重组可能产生的不育类型,将水稻光温敏核不育系分为３大类８型,各生态区应根据本地的生态优势,选育不育系的育性表达方向与生态条件作用方向相一致的不育系类型。     

光温条件对北方粳稻光温敏核不育系LY156S育性转换的影响及其育性鉴定技术探讨

通过对不育系应用区域气象条件的分析,选择不同光温条件处理北方粳稻光温敏核不育系LY156S,研究光温变化对其育性转换的影响及育性鉴定方法。结果表明,在不育系制种区域辽宁盘锦,2011—2017年的7—8月日平均温度大于23℃,最低温度为20℃,低于23℃的天数较少,适合临界温度为21℃左右的两系不育系制种;在不育系繁殖地区海南三亚,2011—2017年冬季低于20℃天数较少,且比较分散,较适合两系不育系繁种。在长日照14.5h低温处理下,不育系的抽穗期滞后,22和21℃处理下育性没有恢复,但20和19℃处理花粉不育度降低到82.36%和78.45%,育性发生了转换。在日照长度为11.5和12.5 h条件下,22和24℃处理的育性均得到恢复;在日照长度为13.5 h条件下22和24℃处理的花粉不育度仍都大于99.5%,育性没有恢复。为提高北方粳稻光温敏核不育系应用的安全性,北方粳稻光温敏核不育系育性鉴定在《水稻光、温敏雄性核不育系育性鉴定规程》(NY/T 1215—2006)的基础上,可将14.5 h长日照条件下的处理温度降至21℃,11.5、12.5和13.5 h等短日照条件下的处理温度降低至22℃,以提高不育系的育性鉴定准确性与应用价值。