籼稻体细胞无性系雄性不育突变体后代遗传及其恢保关系鉴定

对野败型保持系珍汕97B、恢复系IR24、IR26和泰引1号等4个水稻材料的幼穗在不同的培养基上培养、再生植株及对其后代进行育性和测交鉴定及其它遗传分析,探讨了雄性不育变异株的恢保关系,结果表明:在IR26、泰引1号和珍汕97B的R1、R2群体中都获得了不同比率的雄性不育变异株,这些不育株的花粉败育可分为无花粉、典败、圆败和染败4种类型.对离体培养产生的雄性不育变异株用一批现有CMS不育系的保持系和恢复系进行杂交,其中有2株分别来自IR26(编号为269157)和珍汕97B(编号为B29154)的不育株,其恢保关系与野败型一致,现已回交5代.来自IR26(编号为2692411)的另一雄性不育株,用上述亲本已连续回交5代,后代均不育,其恢保关系似与野败不同.而有些来自珍汕97B和IR26的12株雄性不育变异株,杂交后代(F1)全部可育,结实率85%以上.     

籼稻体细胞无性系雄性不育突变体后代遗传及其恢保关系 …

对野败型保持系珍汕９７Ｂ、恢复系ＩＲ２４、ＩＲ２６和泰引１号等４个水稻材料的幼穗在不同的培养基上培养、再生植株及对其后代进行育性和测定鉴定及其它遗传分析,探讨了雄性不育变异株的恢保关系,结果表明：Ｄ ＩＲ２６、泰引１号和珍汕９７Ｂ的Ｒ１、Ｒ２群体中都获得了不同比率的雄性不育变异株。这些不育株的花粉败育可分为无花粉、典败、圆败和染败４种类型。     

水稻抗瘟性与雄性不育性之间的遗传关系研究

以两个三系杂交水稻组合来测定水稻对稻瘟病的抗性与野败型雄性不育性的遗传关系,以一个二系杂交水稻组合来测定水稻抗瘟性与光敏不育性的遗传关系。结果表明,水稻抗瘟性（对８８－９菌株,ＺＢ１５小种）与野败不育性是独立遗传的;抗瘟性与光敏不育性是连锁遗传的,交换值接近４０．９０。     

早籼优质不育系95A的选育及应用

９５Ａ是以汕Ａ为母本，用自选的９５占为父本杂交转育而成的野败型优质杂交稻不育系。９５Ａ农艺性状好，抗性较强，不育性稳定，柱头发达外露率高，异交结实率高，易于繁殖制种。９５Ａ配组杂种优势大，优质性状遗传力强，杂种一代米质优。该不育系于１９９６年７月通过技术鉴定。     

零磁空间诱发优质籼稻雄性不育系的选育

水稻新型不育系玉-08A是经零磁场空间处理后,经多年人工及试管离体授粉回交转育选育而成。生产试验结果表明,该不育系不育性稳定,不实率达100%,比珍汕97A产量增产58.1%;制种产量增产62.6%。杂交组合玉优一号比对照汕优63增产5%~8%,杂交稻米质经农业部稻米及制品质量监督检验测试中心检验的12项指标中,蛋白质、垩白度、透明度等9项指标达优质米一级标准,综合评价为优质二级米标准。     

海稻86响应碱胁迫调节氮代谢的生理与分子机制

海稻86是原生长于沿海滩涂的水稻品种,具有强耐碱性。为探究海稻86耐碱胁迫的生理和分子机制,本研究以海稻86和对碱敏感的水稻品种珍汕97为材料,采用pH值9.0的碱处理液处理水稻幼苗,并检测其根和叶中含氮物质含量、氮代谢相关酶活性和基因表达量。结果表明,碱胁迫下,海稻86根和叶中硝态氮和可溶性蛋白含量降幅低于珍汕97,而珍汕97根中氨态氮的积累量显著大于海稻86。碱胁迫下,海稻86根部硝酸还原酶(NR)活性以及根和叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性与非胁迫下对照(CK)相比均无显著变化,叶片NR活性以及根部谷氨酸合成酶(GOGAT)活性降低,叶片GOGAT活性升高;珍汕97根和叶片NR和GS以及根部GOGA活性均显著降低,降幅明显大于海稻86;碱胁迫对海稻86的GDH活性无显著影响,但珍汕97的GDH活性显著升高。此外,碱胁迫下,海稻86和珍汕97的NR以及GDH基因表达量与酶活性变化较一致,NADH-GOGAT基因表达变化与酶活性变化存在差异,OsNADH-GOGAT1和NADH-GOGAT2表达量显著升高,海稻86的NR和GOGAT基因表达量高于珍汕97,GDH基因表达量低于珍汕97。综上表明海稻86具有强耐碱胁迫能力,与其具有较稳定的氮代谢关键酶活性有关。本研究为深入了解水稻耐碱机理和培育耐碱水稻品种提供了重要的理论依据。     

籼型杂交稻不育系农A的选育

用珍汕９７Ｂ×钢枝占的后代与珍汕９７Ａ连续回交１８代育成的籼型杂交水稻不育系农Ａ,株高８３．７ｃｍ左右,播种至抽穗天数早季７５ｄ,晚季７６ｄ,株型紧凑,叶片数１４片,每穗粒数２４５．４粒,千粒重２３ｇ,长粒型,颖壳淡金色。自交结实率为０％,花粉总不育度９９．９９％,柱头外露率７５％左右,颖花张开角度较大、异交率高、繁殖制种产量高。经与多个恢复系配组,其产量及构成产量因素的性状的配合力均较强。     

水稻CMS-WA和CMS-Y育性恢复基因Rf3和Rf4的等位性分化

为了检测水稻第1染色体上恢复基因Rf3和第10染色体上恢复基因f4的等位性分化,利用8个携带Rf3基因座位,16个携带f4基因座位的染色体单片段代换系(chromosome single segment substitution line,SSSL)和华粳籼74(HJX74)为父本,野败型(WA)细胞质雄性不育系珍汕97A(ZsA)和Y型(Y)细胞质雄性不育系Y华农A(HnA)为母本杂交,采用分子标记辅助选择的方法,鉴定携带基因型Rf3rf3/Rf4rf4的F1杂种株并对其花粉和小穗育性进行考察.结果表明:(1)24个SSSLs和HJX74对于2个不育系的恢复力存在着显著的不同,携带Rf3基因座位的SSSLs恢复力均低于携带Rf4基因座位的SSSLs,并且低于对照品种HJX74;SSSL S6对于WA-CMS的花粉小穗育性分别为7.2％和15.5％,对于Y-CMS的花粉小穗育性分别为1.3％和12.4％,表现出最弱的恢复力;SSSLs S14-S18和SSSL S20对这2种不育系的平均花粉和小穗育性分别高于70％和85％,表现出较强的恢复力.(2)在恢复基因Rf3和Rf4基因座分别鉴定出3个和4个等位基因,由弱到强依次命名为Rf3-1、Rf3-2、Rf3-3和Rf4-1、Rf4-2、Rf4-3、Rf4-4,受体亲本HJX74的基因型为Rf3Rf3/Rf4Rf4,其Rf3的恢复性强于Rf4恢复性.(3)在HJX74的遗传背景下,WA型不育细胞质的可恢复性好于Y型不育细胞质.     

水稻细胞质雄性不育恢复性的等位基因分化

选用WA型、Y型和DA型3种细胞质的4个不育系(博白A、珍汕97A、协青早A和Y华农A)对6个单片段代换系、8个双片段聚合系和华粳籼74的恢复力进行测交鉴定,结果表明:(1)6个单片段代换系、8个双片段聚合系和华粳籼74对于4个不育系的恢复力存在显著的不同,携带有Rf3基因座位的单片段代换系的恢复力均低于携带有Rf4基因座位的单片段代换系,并且低于对照品种(华粳籼74);单片段代换系S6对这3种不育细胞质均具有较强的恢复力,单片段代换系S5对珍汕97A(WA)、协青早A(DA)具有较强的恢复力。(2)在华粳籼74的遗传背景下,4个不育系可恢复性存在差异,程度依次为:协青早A>博白A>珍汕97A>Y华农A,即Y华农A的不育性最难恢复,而协青早A的不育性最易恢复。(3)在恢复基因Rf3和Rf4基因座分别鉴定出4个等位基因,由弱到强依次命名为Rf31、Rf32、Rf33、Rf34和Rf41、Rf42、Rf43、Rf44,受体亲本华粳籼74的基因型为Rf34Rf34Rf42Rf42,即华粳籼74携带的Rf3基因的恢复性很强,携带的Rf4基因恢复性却比较弱。(4)携带有较弱恢复性基因(Rf3和Rf4)的单片段代换系聚合为双片段聚合系后恢复力有减小的趋势。本研究结果将为水稻三系的选育和恢复基因的转移奠定基础。     

水稻CMS-WA和CMS-DA育性恢复基因Rf3和Rf4的聚合效应分析

为了选育水稻野败型(WA)和矮败型(DA)细胞质雄性不育(CMS)的较强恢复系和分析恢复基因Rf3和Rf4的聚合效应,本研究选取7个携带恢复基因Rf3(或者Rf4)的单片段代换系(indica)两两杂交,配制了10个杂交组合。利用分子标记辅助选择从这10个杂交组合的F2和F3群体中筛选鉴定6个携带基因型Rf3Rf3/Rf4Rf4的双片段聚合系和5个携带Rf3或者Rf4基因的次级单片段代换系。对于野败型和矮败型不育细胞质,这些双片段聚合系具有不同的恢复性。其中,双片段聚合系DSPL11-01/14-10P的基因型为Rf3-4Rf3-4/Rf4-4Rf4-4,表现出最强的恢复性,DSPL07-01/14-10P的基因型为Rf3-1Rf3-1/Rf4-1Rf4-1,表现出最弱的恢复性,其余双片段聚合系的恢复性介于二者之间。5个次级单片段代换系代换片段的总长度为93.5cM,分布在0.1～45.5 cM之间,平均长度为18.7 cM。利用恢复性最强的DSPL11-01/14-10P及其相应的单片段代换系分别与野败型不育系博白A和矮败型不育系协青早A杂交,通过考察F1杂种株的花粉育性以研究DSPL11-01/14-10P中的恢复基因Rf3和Rf4的聚合效应。结果表明,虽然DSPL11-01/14-10P与其相应的单片段代换系相比能够明显提高F1杂种株的花粉育性,但其差异没有达到显著水平,该聚合系聚合的恢复基因Rf3和Rf4之间没有互作效应。本研究结果将为水稻"三系"的选育和恢复基因的转移提供基础数据。     

航天诱变创制带标记水稻新材料及新品种选育上的应用

通过航天诱变获得一个壳色带标记的香型水稻新材料,利用常规育种方法将该材料直接转化为不育系"花香A",该不育系在可恢性、不育性、异交习性等方面均达到三系不育系的标准,11项指标达国家3级米以上标准。将"花香A"与恢复系"川恢907"配组,培育出的水稻新品种"花香7号"已通过省级审定。     

线粒体蛋白组解析烟草雄性不育分子机制

目前我国烟草杂交种种植越发广泛,不育系作为制备烟草杂交种的有利材料,在我国烟草种植中具有重要地位。为了探究烟草胞质雄性不育形成的分子机制,选用烟草不育系及其保持系,在花芽分化时期利用石蜡切片和线粒体蛋白组学技术结合生物信息学分析方法进行研究。结果表明,烟草雄性不育系的败育过程发生在发芽分化的雌雄蕊原基分化时期;蛋白组学分析共筛选出线粒体差异表达蛋白113个,呼吸代谢过程中的焦磷酸酶、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶和磷酸己糖异构酶等关键调控蛋白酶的表达显著下调,ATP合酶的δ和α亚基表达上调;在线粒体蛋白的合成、修饰和运输过程中,核糖体RNA大亚基中L4e、L7和小亚基中SAe的表达下调,烯醇酶、内质网蛋白加工酶、蛋白二硫键异构酶等功能蛋白结构修饰酶表达下调,蛋白酶复合体的Rpt3和α5亚基表达下调。由上述结果推测,烟草胞质雄性不育由于线粒体蛋白的合成、修饰及导入过程受阻使线粒体功能紊乱,具体表现在线粒体呼吸代谢途径的蛋白酶表达下调及合成ATP受阻,不能为其在花粉形成时期小孢子的快速分裂分化提供充足的能量,抑制了小孢子的形成和发育,从而表现为雄性不育。本研究结果为进一步开展烟草雄性不育机理研究奠定了重要基础。     

杂交稻同核异质不育系的同工酶与遗传鉴定

研究分析了7个同核异质不育系和保持系花药中的酯酶同工酶和过氧化物酶同工酶,结果表明:在这两种同工酶的酶谱中,有些谱带是不育系与保持系共有的,不受雄配子的育性和胞质差异的影响。有些谱带则伴随雄配子的败育而出现(或缺失),其余谱带组分,则因胞质背景的不同而存在差异。据此认为,可以通过同工酶酶谱分析,对细胞质进行遗传鉴定。     

籼型杂交水稻不育系胞质对杂种一代主要农艺性状的影响

用7个同核异质不育系及相应的保持系,与两个恢复系杂交得 aF_1、bF_1,采用随机区组设计种植,考查了10个农艺性状,并进行抗稻瘟病鉴定。结果表明,同核异质组合间,在一些性状上,差异达显著或极显著,各(aF_1-bF_1)值,在一些性状上,差异也达显著或极显著,而且其大小和方向(正或负)受核质互作的影响。因此认为,所谓不育系胞质效应,多数是一种核质互作的遗传现象。不同胞质对稻瘟病的抗性存在一定差异。     

重离子辐射诱导玉米雄性不育突变系的遗传研究

利用30Gy7Li离子辐射玉米杂交种农大108的种子,从M3代材料中获得雄性不育突变材料39I3-2,并通过套袋杂交获得了不育材料的杂交组合。调查不育突变植株性状及其杂交组合和F2代雄花育性,结果表明,不育材料39I3-2花粉败育彻底,不育性状表现稳定,呈现出由隐性单基因控制的核不育的遗传特点。雄性不育突变体的出现与重离子辐射诱导有关,为基因突变的结果。     

Identification of the tetrad-sterility-causing Solanum stoloniferum Schltdl. & Bouché cytoplasm in interspecific hybrids with S. tuberosum L.

Tetrad sterility, in which only clumps of four premature pollen grains are released from anthers, has been observed in some modern potato cultivars. It is a form of cytoplasmic male sterility caused by the cytoplasm derived from the Mexican tetraploid species Solanum stoloniferum Schltdl. & Bouché., an important source of resistance to Potato virus Y in potato breeding. However, since S. stoloniferum is highly polymorphic, the source of tetrad-sterility-causing cytoplasm is unknown among diverse S. stoloniferum accessions. In this study, we directly crossed 24 S. stoloniferum accessions with pollen from 4x?S. tuberosum and obtained 39 hybrids from 12 accessions. Nineteen hybrids from six accessions showed tetrad sterility, with either D/γ- or W/γ-type cytoplasm, and were triploid, tetraploid, or hexaploid. The W/γ-type cytoplasm was not necessarily associated with tetrad sterility. Sequence comparisons of 17 mitochondrial genes and their intergenic regions revealed a length polymorphism in the intergenic region between rpl5 and rps10, in which an amplified band of 859 bp was associated with tetrad sterility. This specific cytoplasm causing tetrad sterility is named TSC_sto. The 859-bp band will be a useful diagnostic marker for identifying TSC_sto in potato breeding.