中科院遗传所/北京蔬菜中心研发新型番茄雄性不育系统

正目前,番茄的杂交制种主要以人工去雄授粉的方式进行,存在制种成本高、杂交种纯度难保证等风险。利用雄性不育系做母本进行杂交种子生产,可减少人工去雄劳动量从而降低成本,并可提高种子纯度以及避免亲本流失。目前,番茄中已报道了50余份花粉败育类型的隐性核不育突变体,但两大难点严重制约了它们在番茄杂交制种中的应用。一方面,不育系的转育需要多代回交,费工费时且有连锁累赘;另一方面,这些雄性不育系难以找到有效的保持系,不能大量繁殖不育系种子供制种用。     

青梗白菜细胞核雄性不育基因向乌塌菜中的转育

为解决乌塌菜杂交种生产中的杂交制种手段问题。以大白菜核不育"复等位基因遗传"假说为指导,以青梗小白菜核基因雄性不育系08S02作不育源,采用杂交、自交、兄妹交方法,向乌塌菜可育品系08S05中转育不育基因。选育出具有50%乌塌菜遗传性状、不育株率为100%的核基因雄性不育系,拓宽了青梗白菜核不育基因的应用范围。     

甜椒雄性不育系AB91的遗传特性及杂优利用研究

甜椒雄性不育系AB91 ,是河北省农林科学院经济作物研究所以田间发现的甜椒雄性不育株为不育源 ,经十几年选育而育成的甜椒雄性不育两用系 ,是一个雄性不育性与优良农艺性状、抗病性、高配合力高度统一的不育系。其不育性由一对隐性核基因控制 ,遗传简单、不育性稳定 ,不育花与可育花易于区别 ,恢复源广泛、配合力高 ,可较快地培育出不同类型的优良一代杂种。利用AB91 已选育出早、中、晚熟配套的系列甜椒杂交种 ,解决了我国甜椒一代杂种种子生产人工去雄的难题。利用AB91 生产一代杂种 ,简化了杂交制种程序 ,大大降低了杂交制种难度和成本 ,可保证杂种种子纯度。AB91 的育成及利用具有重大的学术价值和实用价值。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育三系杂交种制种技术

近十几年来，甘蓝型油菜杂交种的选育研究进展迅速，目前已培育出了许多细胞质雄性不育杂交种和细胞核雄性不育杂交种（包括显性核不育和隐性核不育），这些杂交种的应用，取得了巨大的经济效益。细胞质雄性不育被认为是目前油菜杂种优势利用中应用最广泛、成效最显著的途径。细胞质雄性不育杂种具有杂种优势强，杂种制种技术简便，可以省去人工去雄、进行育性标记、拔出可育株的麻烦，生产成本低，制种质量高等优点。但是由于细胞质雄性不育杂交种亲本的一些固有特点，加上制种人员对制种技术规程掌握、重视不够，往往造成种子质量差，影响杂交种的纯度和增产潜力的发挥。现介绍甘蓝型油菜细胞质雄性不育杂交种制种主要技术要点。     

甜椒雄性不育系AB91的遗传特性及杂优利用研究

甜椒雄性不育系AB91，是河北省农林科学院经济作物研究所以田间发现的甜椒雄性不育株为不育源，经十几年选育而育成的甜椒雄性不育两用系，是一个雄性不育性与优良农艺性状、抗病性、高配合力高度统一的不育系。其不育性由一对隐性核基因控制，遗传简单、不育性稳定，不育花与可育花易于区别，恢复源广泛、配合力高，可较快地培育出不同类型的优良一代杂种。利用AB91已选育出早、中、晚熟配套的系列甜椒杂交种，解决了我国甜椒一代杂种种子生产人工去雄的难题。利用AB91生产一代杂种，简化了杂交制种程序，大大降低了杂交制种难度和成本，可保证杂种种子纯度。AB91的育成及利用具有重大的学术价值和实用价值。     

植物雄性不育系的选育与杂交制种技术

植物雄性不育是高等植物的一种普遍现象,是植物杂种优势利用的工具,具有重要的生产利用价值。植物雄性不育可从自然突变中发现,也可通过远缘杂交、人工诱变、细胞工程和基因工程等方法来创造。植物雄性不育系的选育则可通过远缘杂交和回交转育,回交转育和保持类型品种、品系间杂交选育。为了保证杂交种的强大杂种优势,杂交制种技术是关键,因此,在杂交种制种过程中,应选择严密的隔离区,确定适宜的父母本播期及行比,严格去杂去劣,及时去雄及人工辅助授粉,适时收获、晾晒及储藏。     

光温敏雄性不育系在棉花杂交优势利用中的应用前景

分析了我国棉花杂交种利用的现状及制种方法,提出了制约杂交棉发展的因素是繁琐的制种方法和过高的种子成本。在分析光温敏不育系应用现状的基础上,论述了棉花光温敏雄性不育系在不同温光条件下的育性转化、恢复源广阔、杂种优势显著、制种简便等杂交制种方面的优势及其应用前景。     

棉花细胞质雄性不育的研究与利用

棉花具有十分明显的杂种优势。杂交棉通常比常规棉增产15%左右,而且在纤维品质、抗病、抗虫、抗逆境和光合效率等性状上也有明显改良。在棉花杂种优势的利用中,最重要的环节之一是杂交种子的生产（制种）。目前,杂交棉制种常有四条途径,人工去雄授粉法制种、化学杀雄法制种、利用核雄性不育的“两系法”制种和利用细胞质雄性不育的“三系法”制种。生产实践表明,利用棉花雄性不育既可简化制种又可节省成本,特别是利用棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系的“三系法”制种,可较有效克服其他制种方法的一些缺点,是最有效的途径。为此,文章在阐述棉花杂种优势利用途径的基础上,重点综述棉花细胞质雄性不育的遗传学、细胞学和生理生化的特点;深入阐述不育细胞质对杂种F₁的正/负效应,并就如何培育强恢复系的问题,以培育转GST的强恢复系为例,探讨克服不育细胞质对杂种F₁负效应的可能机制;根据棉花为常异花授粉作物和花器具有虫媒花特征的特点,详细介绍三系杂交棉制种的亲本（不育系和恢复系）选配、地点选择和环境优化等条件,以及如何综合优化这些条件提高制种产量的关键技术。利用棉花细胞质雄性不育的“三系法”制种,与其他作物比较,在杂种优势利用中具有4个突出的优点：（1）不育系为无花粉不育类型,育性不受气候等环境的影响,可保证杂种的纯度;（2）棉花开花期长达3个月,不存在制种时花期不遇的现象,制种产量有保证;（3）棉花生态适应性广,育成的组合可在各地种植,种子产业化效益明显;（4）可利用种间（海岛棉与陆地棉间）杂种优势。可以预言,基于细胞质雄性不育的三系杂交棉是大有前途的,将是棉花杂种优势利用的主要途径。最后,就本领域的发展趋势,特别是在利用现代生物技术培育新的不育系和恢复系方面进行了初步探讨。     

甘蓝胞质雄性不育系的选育

结球甘蓝(Brassica oleracea L.)具有明显的杂种优势,并在生产中广泛应用,取得了显著的经济效益.利用甘蓝的杂种优势生产杂种一代主要有2种途径,即利用自交不亲和系制种和利用用雄性不育系制种.利用自交不亲和系制种一直是甘蓝配制杂种一代的主要方法[1].和自交不亲和系相比,利用雄性不育系配制杂交种,可以克服人工蕾期授粉繁殖亲本成本高、长期连续自交生活力衰退、杂交率易受留种环境制约等缺陷(杂交率很难达到100%).与核不育相比,胞质雄性不育具有转育简单、不育性容易保持的优点[2].因此,育种工作者在开展甘蓝的杂种优势利用研究中都在积极寻找利用雄性不育这一有效途径[3,4].本试验试图利用发现的甘蓝胞质雄性不育材料,通过与不同甘蓝自交系杂交及连续回交,选育出不育性稳定、综合经济性状良好的甘蓝胞质雄性不育系.     

陆地棉芽黄隐性核雄性不育系Yt30的选育

为提高棉花杂交制种效率,选育育性稳定、标记特征明显的优质棉花核不育系材料。选用空间环境诱变后代优质品系太5018和芽黄材料Y10,与核雄性不育系中抗A杂交,通过自交、兄妹交等方法选育出新不育系Yt30。Yt30不育性状稳定,受温度、光照影响小,其不育株与可育株比例接近1∶1,生育期内叶片颜色保持芽黄色。不同父本材料与Yt30配置的杂交组合在产量、品质等方面差异明显,与父本材料CF5配置的组合纤维品质优良,皮棉产量达到高产杂交棉品种的水平。利用Yt30配置杂交组合,有利于开展昆虫辅助授粉,借助芽黄标记可以方便鉴定杂交种的纯度以及不育系材料的去杂保纯。     

Overview of the Study and Application of Cytoplasmic Male Sterility in Cotton

Cotton has significant heterosis. Hybrid cotton usually can increase production in lint yield by about 15% compared with conventional self-pollinated cultivars, and also can get obvious improvement in fiber quality, disease resistance, insect resistance, adversity resistance and photosynthetic efficiency. Among some links of cotton heterosis use, the most important link is the castration in the production of hybrid seeds. At present, there are four ways for the castration, such as hand emasculation, chemical male gametocide, nuclear male sterility and cytoplasmic male sterility (CMS). The production practice showed that use of cotton male sterility could not only simplify the hybrid seed production but also save the production cost on a commercial economic scale. In particular, the way of hybrid seed production by use of cotton CMS line, maintainer line and restorer line were the most effective way since it could overcome some disadvantages in the other ways. Therefore, in this paper, the study and application of the cotton CMS system in hybrid seed production were overviewed and some of problems currently limiting application were also addressed. At first, the genetic, cytological and biochemical characteristics of the cotton CMS were reviewed. Secondly, the positive/negative effects of sterile cytoplasm in hybrid F₁ were analyzed, and how to overcome these negative effects, such as pollen temperature sensitive and F₁ not expressing complete fertility, by developing strong restorer lines with a stronger ability for F₁ fertility restoration, was discussed in detail. For an example, transgenic strong restorer line could be developed by introducing the exogenous GST gene, which was assumed to have the function of enhancing pollen vitality, into some conventional restorer lines, and so that hybrids with higher heterosis could be produced by crossing this strong restorer with sterile lines. According to the characteristics of cotton as an often cross-pollination crop, this paper recommended in detail the key techniques of hybrid cotton seed production, such as rules of parent (sterile line and restorer line) selection, location selection and environment optimization for enriching native pollinators to produce more hybrid seeds. Then, the paper pointed out that compared with other crops, cotton hybrid seed production based on CMS system has four advantages in the cotton heterosis use: (1) The purity of hybrid seeds can be guaranteed because there is no pollen in anthers of cotton CMS line and its sterility is very stable and not affected by the climate and other environments; (2) The high yield of hybrid seed can be obtained since the long flowering period (about 3 months) of cotton does not result in the flowering asynchronism between sterile line and restorer line; (3) The wide ecological adaptability of cotton and the possibility of large-scale hybrid seed production will be benefited to popularize hybrid cotton; and (4) Interspecific heterosis between upland cotton (Gossypium hirsutum L.) and sea-island cotton (G. barbadense L.) can be used. It is predicted that the hybrid cotton production based on CMS system will be the main approach to utilize heterosis of cotton. Finally, the future works in study and application of CMS in cotton heterosis, especially in development of new sterile lines and restorer lines by use of modern biotechnology, was also discussed.     

大豆显性核雄性不育突变体N7241S的发现与遗传分析

 从大豆地方品种阜阳四粒荚（N7241）繁殖更新群体中发掘出育性异常种质N7241S。花粉发芽实验结果表明，N7241S不育株的花粉不能萌发花粉管，完全败育。人工平行杂交试验表明，N7241S不育株的雌性育性与正常可育株无差异。与隐性核不育种质ms1、ms2相比，N7241S不育株具有更高的自然异交结实率，表明N7241S属雄性不育、雌性育性正常突变体。通过N7241S不育株与5个育性正常亲本杂交和回交后代分离群体的遗传分析，表明N7241S雄性不育性受单显性基因控制。对N7241S显性核不育类型在大豆轮回选择及杂交制种方面的应用前景进行了讨论。     

S351－1西瓜雄性不育的研究初报

对新发现的西瓜Ｓ３５１－１雄性不育材料的植物学特征的观察及遗传特性的研究表明，西瓜〔Ｃｉｔｒｕｌｕｓｌａｎａｔｕｓ（Ｔｈｕｎｂ．）Ｍａｔｓｕｍ＆Ｎａｋａｉ〕Ｓ３５１－１雄性不育材料的花药小而皱缩，始终不产生花粉。其不育性为一对隐性核基因所控制，育性分离稳定，自身农艺性状良好。该材料的发现拓宽了西瓜雄性不育种质资源群体     

A1,A2型高粱雄性不育性核质互作遗传方式研究

用A1,A2不育系与相应的恢复系杂交,再用A1,A2不育系、保持系与A1,A2杂交种交叉杂交,对获得的F1,F2,BC1F1,BC1F2群体进行了育性遗传分析。结果表明,A1,A2雄性不育性均由两对基因控制,但A1,A2基因互不等位。A1雄性不育系的完整遗传模式为S1N2(ms1ms1ms1'ms1'ms2ms2ms2'ms2'),相应的保持系基因型为N1N2(ms1ms1ms1'ms1'ms2ms2ms2'ms2'),A2雄性不育系的遗传模式为N1S2(MS1MS1ms2ms2ms2'ms2'),相应的保持系基因型为N1N2(MS1MS1ms2ms2ms2'ms2')。A1,A2相应的恢复系核基因型各有6种,其表达方式有明确的对应性,在相应的不育位点,只要有其中一对就可实现对不育系的恢复。分析认为,高粱细胞核、细胞质内均有多种育性基因存在,但是细胞质内的不育基因和细胞核内的不育基因有些是有关系的,有些则是没有关系的,保养有细胞质和细胞核同时具备同样性质的不育基因时,不育特性才能表达,如有一方有可育基因存在,则表现可育,呈对应互作关系。     

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。     

双图标在油菜区试中的应用

应用双标图对细胞核不育两系、细胞质不育三系及纯合基因型等9个甘蓝型优质油菜新品种(系)区试中的产量进行了分析。得到如下结果:9个参试种丰产性和稳定性较好的是细胞核不育两系组合99F108D、99F105D、99F103D和H03006;丰产性较好、稳定性差的是细胞质不育三系组合99F044D、99F099D、99F036D;丰产性差、稳定性好的是纯合基因型花油6号;丰产性和稳定性较差的是纯合基因型KT01。初步得出结论:在云南省特殊的立体气候条件下,考虑到丰产性和稳定性有机结合,应较好地发展细胞核不育两系组合。     

4E-ms杂交小麦生产体系及其在育种上的应用

将细胞核雄性不育基因用于小麦杂种优势利用,在育种上具有易恢复、恢复源广的优点,但这需要解决核不育性难以有效保持的遗传学问题．基于小麦细胞遗传学理论和大量小麦远缘杂交育种实践,建立某种特殊细胞遗传学保持机制,可以实现小麦核不育性的有效保持．4E-ms杂交小麦生产体系的成功建立,实现了小麦核不育性的有效保持, 既实现了细胞核雄性不育系白粒种子(正常小麦粒色,相对蓝粒而言,基因型为2n=42W(msms)=42)与雄性不育保持系蓝粒种子(可自交繁殖、“一系两用”,基因型为2n=42W(msms)+4E’=43)粒色的细胞遗传学标记,使小麦核不育杂种优势的育种和生产利用成为可能．简述了4E-ms杂交小麦生产体系创建的遗传育种学原理、“兰州核不育小麦”突变体的发现与鉴定,及蓝粒小麦的相关研究,重点介绍了4E-ms杂交小麦生产体系的育种应用研究进展和尚存在的技术难点及其解决途径．     

大豆不育性自然变异的发现与鉴定

1998-2003年从8327份大豆资源和414个大豆杂种后代群体中分别获得11和6个不育新种质。对这17个不育种质与原亲代形态性状比较结果表明10个从大豆资源群体所获得的不育种质与原亲本相似，其不育性可能由基因突变所致。17个不育材料中13个雄性完全不育，4个部分不育，由人工平行杂交试验结果及不育株自然结荚状况可将不育种质的雌性育性分为可育、部分不育和完全不育3类，雌雄育性组合有6种不育类型。17个不育材料中7个为雄性完全不育-雌性可育类型（MS-FF），其中NJS-3H、NJS-4H、NJS-8H具有良好的自然异交结荚能力；2个为雄性完全不育-雌性部分不育类型（MS-FPS）； 2个为雄性部分不育-雌性可育类型（MPS-FF）；另各有1个分别为雌雄完全不育（MS-FS）、雌雄部分不育（MPS-FPS）和雄性部分不育-雌性完全不育类型（MPS-FS），还有3个表现雄性不育，雌性育性有待进一步分析。遗传分析表明新发现的核不育材料均为由核基因控制的核不育材料。其中NJS-8H（单显性基因遗传的MS-FF类型）、NJS-2H和NJS-12H（单隐性基因遗传的MS-FPS新类型）、NJS-9（可能受双隐性基因控制的MPS-FF类型）、NJS-7H（受双隐性基因控制的MPS-FPS类型）、NJS-10H（花和叶形均异常的MPS-FS类型）等不育性类型为以往未曾报导的。其他材料的不育性均受单隐性基因控制。5个品种大群体测定结果，不育性突变频率为0~1.87×10-4，通过自然变异选择可获得不同类型的大豆核不育种质，应重视自然变异的选择与积累，以供进一步雌雄育性变异与生殖生物学研究及其育种利用。     

玉米细胞质雄性不育与恢复基因研究进展

玉米作为我国重要的粮、饲两用作物在保障粮食安全,推动社会经济发展和提供工业能源等方面扮演着关键的角色。细胞质雄性不育是高等植物中普遍存在的生物学现象,玉米细胞质雄性不育可以分为T型、C型与S型3种类型。不育基因来源于线粒体基因重排形成嵌合基因,新形成的嵌合基因对花药中小孢子的发育产生危害导致败育的发生。恢复基因的存在可以消除不育基因的危害,使小孢子正常生长。由于不育基因为线粒体基因,恢复基因为细胞核基因,对细胞质不育与恢复机理的研究同样是探究质-核互作关系的桥梁。同时对雄性不育系的利用是玉米利用杂种优势的一个重要技术手段,玉米生产上利用细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义,不但能够解放劳动力降低制种成本,而且提高了制种纯度增加产量。对玉米细胞质雄性不育的分类、特征及近年来发现的玉米细胞质雄性不育基因与育性恢复基因进行概述,并探讨了玉米细胞质雄性不育应用过程中的问题与发展前景,以其为细胞质雄性不育在生产上的推广利用提供参考。