洋葱细胞质雄性不育系及保持系小孢子发生的细胞学观察

为揭示洋葱细胞质雄性不育系小孢子的败育时期,利用石蜡切片技术对洋葱细胞质雄性不育系8A及其保持系8B的小孢子发育过程进行观察和比较。结果表明：石蜡切片洋葱细胞质雄性不育系8A和保持系8B造孢组织时期小孢子的生长发育没有明显的差异;洋葱不育系8A花药绒毡层在花粉母细胞时期就与中层完全分离,并逐渐膨大挤压花粉母细胞,最后逐渐降解。其降解后的残余物侵入药室,与小孢子混合粘连在一起,占据药室的一部分空间,并且不能供给小孢子生长发育所需要的营养物质,最终小孢子降解,花药败育。试验明确了洋葱细胞质雄性不育系8A的小孢子败育时期为花粉母细胞时期。因此,在洋葱雄性不育系8A的不育机理研究中,应重点在花粉母细胞时期进行深入研究。     

新型陆地棉细胞质雄性不育系花器形态学和细胞学观察

 采用石蜡切片法,对一种来源于陆地棉的新型细胞质雄性不育材料的3份转育材料（G22A,H109A和1793A）的花药发育过程进行了花器形态及细胞学观察。花器形态和细胞学观察结果表明,G22A,H109A和1793A三个不育系均花瓣小,花丝短,柱头明显外露,败育彻底,无花粉。败育时期主要发生在造孢细胞增殖时期至小孢子母细胞减数分裂前,表明这3份不育材料不育性状不受细胞核基因的影响。对不育材料与其保持系细胞学观察发现,不育材料与正常花药发育细胞学形态上主要差别是绒毡层发育。不育系绒毡层的着色不明显,大小与中层细胞相似且在整个花药发育过程中不降解,而保持系绒毡层的着色深,在小孢子发育过程中逐渐降解。因此,根据细胞学研究结果可以说明花药中绒毡层发育异常是该来源于陆地棉的新型细胞质雄性不育材料败育的细胞学基础。     

普通小麦T型,V型和K型细胞质雄性不育系花粉败育机理的细胞学研究

从细胞学的角度对小麦８３（２１）３５核背景的Ｔ型、Ｖ型和Ｋ型细胞质雄性不育系的花粉败育机理进行了研究。发现三类不育系的小孢子发生过程基本正常，Ｔ型不育系的花粉主要在小孢子后期发生败育，以典败型和圆败型为主；Ｖ型不育系的花粉主要在小孢子后期至二细胞花粉期败育，以圆败型和浅染败型为主；而Ｋ型不育系的花粉主要在二细胞花粉后期至三细胞花粉期败育，以浅染败型和深染败型为主。药室合并现象普遍发生是Ｔ型不育系花药的一个突出特点，而Ｖ型和Ｋ型人育系花药各壁层的发育是正常的。核质发育关系不协调是不育系花粉败育的根本原因。细胞学观察结果可以作为不育细胞质类型划分的一项参考指标。     

水稻新质源(CMS-FA)雄性不育恢复基因的遗传

发掘水稻新型雄性不育细胞质源CMS-FA,育成系列优质米不育系和系列新质源恢复系,在组配成强优势杂交稻组合的基础上,研究新质源雄性不育恢复系的恢复基因遗传.采用新质源(CMS-FA)不育系金农1A与恢复系金恢3号杂交获得杂交F1和F2代种子.用F1分别与不育系或保持系回交,获得(不育系//不育系/恢复系和不育系/恢复系//保持系)2个测交群体.同时种植P1、P2、P3、F1、F2、B1F1和B2F1等群体,考察花粉染色率、套袋结实率和自然结实率,卡平方测验遗传分离适合度.结果表明,不育系与恢复系杂交F1代正常可育,育性恢复(可育)基因为显性遗传.F2代分离出可育:不育适合3:1,育性恢复(可育)基因为1对显性基因控制.B1F1和B2F1代2个测交群体的可育:不育都适合1:1分离规律,验证了F2代育性恢复(可育)单基因的遗传模式.暂时确定新质源(CMS-FA)核质互作三系的基因型为不育系S(SS)、保持系F(SS)和恢复系S(FF).     

抗丝黑穗病、抗败育高粱A_2细胞质雄性不育系A_2Sx3197的选育

A1Tx3197曾经是我国广泛应用的高粱细胞质雄性不育系,20世纪70年代末,由于高粱丝黑穗病病菌生理小种分化,该不育系以及用其配制的杂交种逐渐失去了对高粱丝黑穗病菌的抗性。同时该不育系小花败育日渐严重,制种产量极低,甚至造成绝收。为了改良A1Tx3197的抗病性及抗败育性,本研究利用A2保持系在A1位点含有A1育性恢复基因MS1MS1和在A1细胞质背景下表现恢复的特点,以不育系A1Tx3197为轮回亲本,以含有抗丝黑穗病、抗败育基因的BV4为供体,通过杂交和多代回交,得到含有双抗基因的A2类型细胞质雄性不育的保持系BSx3197(MS1ms1ms2ms2),在该材料自交的同时,用其对A2细胞质雄性不育系进行细胞核代换,经过多代回交和自交,最终育成了抗丝黑穗病、抗败育的A2细胞质雄性不育系A2Sx3197和保持系BSx3197(MS1MS1ms2ms2)。结果表明,新选育的不育系A2Sx3197在A1和A5细胞质背景下表现恢复,在A2、A3、A4、A6和9E细胞质背景下表现不育,丝黑穗平均发病率为0～0.8%,败育率为0～8.4%,抗丝黑穗病性、抗败育性明显优于被改良不育系,接近或达到抗源供体BV4水平;而在抽穗期、株高、穗长、穗宽、千粒重、穗粒重、粒色、壳色、穗形、穗型等主要性状方面与A1Tx3197差异不显著。     

水稻不同细胞质雄性不育系花粉败育的细胞生物学比较研究

通过对5种(D型、K型、冈型、野败型、印尼水田谷型)不同类型质源的细胞质雄性不育系花粉的细胞学观察。结果显示,野败型和D型不育系花粉败育时间发生在单核期向双核期过渡阶段,这两种类型胞质不育系花粉败育过程基本类似;冈型不育系、K型不育系和印尼水田谷型不育系这3种细胞质雄性不育系的花粉败育时期略早于野败型和D型,一般在单核末期就全部败育,而这3种类型的胞质雄性不育系花粉败育过程基本相似。     

小麦D型细胞质雄性不育系和保持系小孢子发育的超微结构观察研究

对小麦D型细胞质雄性不育系和保持系小孢子发育的超微结构观察发现,D型不育系小孢子在“小液泡期”即表现出败育迹象．花粉败育过程中,小孢子液泡膜和细胞质膜断裂破碎,细胞质解体,线粒体、质体、内质网等细胞器解体或退化,绒毡层持续不解体,并缺少乌氏体的分泌。小孢子细胞解体顺序为：细胞膜首先断裂,细胞质分解变稀     

小麦同核异质雄性不育系花粉发育的超微结构

对小麦８３（２１）３５核背景下三种细胞质雄性不育系（Ｔ,Ｖ,Ｋ）及保持系的花粉发育过程进行了超微结构研究,发现Ｔ型和Ｖ型不育系花粉败育前和败育中,液泡膜处于解体状态,细胞质和液泡间的有效分隔被破坏,液泡对细胞质的吞噬细胞强烈,线粒体等细胞器解体或退化,Ｖ型不育系花绒毡层内表面缺乏乌氏体分泌,在Ｋ型不育系花粉败育前,没有观察到线粒体,质体等细胞器结构方面的异常变化,但见到一种同心圆复合膜状结构以很高     

Triticum spelta 1BS染色体对K型小麦不育系花粉发育的影响

利用非1B/1R与1B/1R类型小麦雄性不育系及保持系, 对2类K型不育系及其保持系花粉发育过程中丙二醛含量、花粉细胞膜透性、SOD活性、花粉发育形态等几个方面进行比较研究。结果表明,2类型小麦不育系花粉丙二醛含量和花粉提取液电导率从减裂期到散粉成熟期变化趋势基本一致,都呈上升趋势,而保持系在花粉发育全过程中2项指标都基本保持平稳。2类型不育系SOD活性从单核期到三核期都一直呈下降趋势。与保持系相比, 2类不育系的SOD活性从单核期到二核期均显著高于其相应的保持系,三核期均低于其相应的保持系,且呈继续下降趋势。推断2类不育系的败育过程和败育时期基本一致,花粉败育的关键时期可能均为单核期到三核期。但花粉发育形态的染色观察表明,非1B/1R不育系从二核期出现花粉形态异常,而1B/1R不育系到三核期才出现,似乎又反映出非1B/1RK型不育系花粉败育稍早于1B/1RK型不育系。     

GAPDH基因表达与小麦生理型雄性不育花药败育的关系

为分析三磷酸-甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因与小麦(Triticum aestivum)生理型雄性不育花药败育的关系,本研究以新型小麦化学杀雄剂SQ-1作为诱导剂,普通小麦西农1376为材料,构建了西农1376不育和可育等生理系;采用半定量逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术分析了不育和可育等生理系不同发育时期花药中GAPDH基因的表达模式.结果表明,该基因在正常小麦花粉发育的单核期、二核期和三核期,表达丰度比较一致,没有明显变化,但在化学杀雄剂SQ-1诱导的生理型雄性不育花药中,不同发育期表达量存在显著差异,单核期表达最弱,二核期最高.与同期正常花药相比,GAPDH基因在生理型雄性不育花药三个发育期均呈下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,表达量下调最显著,其次为三核期和二核期,证明化学杀雄剂SQ-1对GAPDH基因的表达具有明显抑制作用.因此,化学杀雄剂SQ-1诱导小麦生理型雄性不育形成过程中,可能与GAPDH基因表达减少导致细胞中能量供给不足有一定关系.     

高粱A3细胞质雄性不育的研究与利用

高粱A3细胞质雄性不育系花药肥大,黄色,可散落出部分花粉,但散落出来的花粉无效,自交套袋不结实,雄性不育性稳定。大多数高粱品系对A3细胞质雄性不育表现保持,具有优良性状的多数品系可转育为A3细胞质雄性不育系,这些不育系具有丰产性好、育性稳定、抗败育等特点。A3细胞质雄性不育恢复源很少,只有极少数高粱品系能恢复其育性,恢复度在40%~95%之间。A3细胞质雄性不育恢复源少且恢复系难以选育,是A3细胞质雄性不育研究的主要障碍,解决高粱A3细胞质雄性不育恢复系的选育问题,是实现A3细胞质雄性不育利用的关键。此文主要对高粱A3细胞质雄性不育恢复系和A3细胞质雄性不育系选育及杂交种选育和应用、高粱A3细胞质雄性不育育性遗传表达等方面进行了阐述,以期育种者重视A3细胞质雄性不育的研究。     

洋葱63A细胞质雄性不育与绒毡层的提早衰退有关

细胞质雄性不育（CMS）机理的细胞学研究在许多作物上已有报道，如拟南芥、大豆、水稻、小麦等，但在国内至今未见关于洋葱的此类报道。利用光镜和透射电镜对洋葱不育系63A和保持系63B进行花药发育过程中显微结构和超微结构观察，结果表明，不育花药花粉母细胞时期，花粉母细胞发育正常，花粉囊形状不规则，绒毡层发育迟缓。四分体时期，四分体形成正常，中层严重退化，绒毡层与药室壁完全脱离，细胞质浓缩、空泡化。利用DNA梯度技术发现不育系绒毡层细胞提早发生程序性死亡。小孢子发育时期，小孢子细胞质发生浓缩、降解，绒毡层完全解体。推测不育系小孢子败育与中层、绒毡层提前衰退有关。     

细胞质雄性不育棉花线粒体蛋白质和DNA的分析

以哈克尼西棉细胞质雄性不育系和保持系的花药及黄化苗为材料, 分别对线粒体蛋白质和DNA进行了SDS-PAGE、 RAPD和RFLP分析。 蛋白质SDS-PAGE分析表明, 在处于败育时期的不育系花药线粒体内缺少一种约31 kDa的多肽。 RAPD分析表明, 不育系与保持系的线粒体基因组之间存在着明显的差异。 以4个线粒体基因为探针进行的RFLP分     

小麦D型细胞质雄性不育系和保持系小孢子发育的超微结构观察

对小麦D型细胞质雄性不育系和保持系小孢子发育的超微结构观察发现,D型不育系小孢子在“小液泡期”即表现出败育迹象。花粉败育过程中,小孢子液泡膜和细胞质膜断裂破碎,细胞质解体,线粒体、质体、内质网等细胞器解体或退化,绒毡层持续不解体,并缺少乌氏体的分泌。小孢子细胞解体顺序为：细胞膜首先断裂,细胞质分解变稀薄,然后是核膜断裂,细胞核降解,细胞质及细胞核降解物质充满整个药室,最后核仁解体。     

水稻不同细胞质类型雄性不育系的研究

收集了我国22个不同细胞质来源的水稻雄性不育系,并进行花粉育性观察。22个不育系的花粉败育,可以分为三个类型:“典败”型(不规则败育型);“圆败”型和“染败”型。对各类典型不育系和保持系的特征特性观察表明:异源核质结合引起一系列生理代谢异常;除雄性不育外,还导致植株变矮、卡颈、穗颈变短、第一节间变短、每穗粒数减     

大白菜新型细胞质雄性不育生理生化机制的研究

以大白菜新型细胞质雄性不育系及其保持系为材料,对花蕾发育全过程中氨基酸、可溶性糖、蛋白质含量及同工酶谱带进行了动态比较研究。结果表明:不育系花药中可溶性糖、可溶性蛋白质含量低于其相应的保持系;其游离氨基酸总量和保持系无明显差异,但不育系的脯氨酸含量显著低于其相应的保持系;不育系花药中MDH,AAT,EST,POD,COD和PPO同工酶谱带与保持系相比存在明显差异。认为不育系花药中结构物质、营养物质、能量物质的亏损,同工酶表达的差异与小孢子败育密切相关。     

小麦质不育系花药及雌蕊邻苯二酚氧化酶同工酶分析

小麦细胞质雄性不育系、保持系花药三个不同发育时期的邻苯二酚氧化酶同工酶存在明显差异,不育系中的同工酶谱带数多于保持系.考虑到小麦细胞质雄性不育系的细胞核与保持系相同,但具有与保持系不相同的不育细胞质,故邻苯二酚氧化酶同工酶可能与植物的雄性不育特性有某种联系.雌蕊中的邻苯二酚氧化酶同工酶在不育系与保持系间基本相同,这可能与雌蕊中不育系、保持系间的核质组成相同有关,这一事实似乎从另一侧面说明了邻苯二酚氧化酶与不育特性存在着某种联系.     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系105A花药败育的细胞学观察

旨在了解并揭示不育系105A的花粉败育时期和细胞学特征,为进一步正确认识细胞质雄性不育系分子机制提供必要参考依据。采用石蜡制片法,对甘蓝型油菜杂交种‘青杂5号’的雄性不育系105A及其恢复系1831R的小孢子发生和花药发育过程进行观察,以确定其花粉败育的时期和细胞学特点。研究结果表明,在不育系105A花药败育过程中,一部分发生于造孢细胞时期,属于无花粉囊败育型;另一部分发生于单核晚期,属于单核败育型,其特点为单核晚期绒毡层细胞膨大向小孢子靠近,并逐步降解,其破裂胞质退化残余物侵入药室,与小孢子混合粘连在一起,甚至有些绒毡层细胞整块脱落,成为染色很深的团块状物质,占据药室一部分空间,最终小孢子降解,花药败育。     

水稻细胞质雄性不育育性回复株的基因型鉴定

通过对在套袋繁殖产生的滇Ⅰ型不育系合系42A群体中发现的可育株、及其与不育系杂交产生的F1和可育株自交S1代的育性和核恢复基因位点分析,发现不育系合系42A中出现的大约0.11%可育株包括两种类型。一类细胞质正常可育,核无恢复基因,基因型为N（rf/rf）,类似保持系,认为是保持系混杂所致。另一类可育株的细胞质雄性不育,核有恢复基因,其恢复基因位于水稻Rf-1基因区域,基因型为S（Rf/rf）。这类可育株不可能来自异品种或保持系串粉,可能是细胞核携带的育性相关基因发生育性自然回复突变导致。本研究将这类可育株简称为“育性回复株”。     

不结球白菜Ogura雄性不育花器官形态及败育细胞学的研究

对不结球白菜细胞质雄性不育系S2108A和Y3611A及其相应的保持系S2108B和Y3611B进行了花器官形态比较和花药发育细胞学观察,结果表明:两套不育系和保持系之间在花器官的多个性状上差异极显著,而两个不育系S2108A和Y3611A之间除花蕾大小、雌蕊长和花瓣长有差异外,其他均不显著,说明从不同不育源转育来的两个不育系在花器官外形上差异不大;两个不育系花药败育表现均起始于四分体时期,且由于绒毡层的液泡化和径向膨大,挤压四分体小孢子导致败育,表明败育与绒毡层的不正常发育有关.此外,与Y3611A不同,在不育系S2108A中还存在另一种败育形式,绒毡层细胞壁发生融合,成为紧贴药室壁的类似于变形型绒毡层的周原质团,部分细胞质流人药室腔,包裹粘连四分体小孢子,成为染色很深的不连续团块状物,花药败育;两不育系花药发育存在花粉囊数目的变异,且花粉囊发育时期不同步,个别花粉囊较正常花粉囊发育推迟,在不育系Y3611A中还有巨型花粉囊的现象.