一个玉米细胞质雄性不育系的鉴定及遗传分析

【目的】阐明新育成的雄性不育系农系928cms-Q1261的胞质类型、败育时期和遗传机制,为其育种应用提供依据。【方法】将不育系在不同年份、不同地点种植,鉴定育性表现,通过测交、姊妹交、反交对不育性的遗传进行分析,利用特异引物进行PCR扩增鉴定胞质类型,通过石蜡切片法在光学显微镜下观察小孢子发育过程。【结果】农系928cms-Q1261雄穗无花药外露,花粉败育彻底,不育性表现稳定;质不育基因来自自交系Q1261,为S型;核不育基因来自农系928,由1对隐性基因控制;小孢子从单核晚期开始自溶,成熟期完全降解;自交系郑58能保持其不育性。【结论】农系928cms-Q1261属于S型不育胞质,是一种无花粉型的细胞质雄性不育系,其恢复系广泛。     

水稻农垦58同核异质雄性不育系的选育及其不育特性的研究

选用开花习性良好的农垦 5 8品种对粳选 2号同核异质不育系 (包括海南野败质型、矮秆野败质型、田东野稻质型、隆安野稻质型、冈比亚卡质型、印尼水田谷质型、Dissi质型、K5 2质型、红莲质型、BT质型、滇型和马协不育系等 12个不同细胞质来源的雄性不育系 )进行转育改造 ,经连续 5代回交选育 ,获得开花习性良好 ,异交结实率高 ,不育系稳定的农垦 5 8同核异质雄性不育性稳定不育系 12个 ,其中包括典败花粉型、圆败花粉型、染败花粉型和无花药型的不育胞质类型。农垦 5 8田东野稻质型不育系为无花药型的细胞质雄性不育类型 ,其无花药特性可以在后代中保持和传递。     

一个新的玉米胞质雄性不育系的获得及鉴定

细胞质雄性不育(cytoplasm male sterility,CMS)在作物杂种优势中具有广泛的应用。玉米CMS系在商业玉米新品种培育及产业化中已经并必将继续发挥不可或缺的重要作用。在两个玉米自交系C7-2和PH4CV杂交后代中发现一个胞质雄性不育系CF3,并进一步获得其衍生不育系CZ58。表型调查和细胞学观察结果表明CF3及CZ58不育系的花药不外露,可以产生少量花粉,但花粉粒呈现不规则透明状,无活性;特异性PCR及测序结果表明CF3不育系的线粒体为S型,遗传学分析表明其雄花败育比较彻底,不育性状稳定,恢复系比较广泛,说明CF3是一种新的S型胞质雄性不育系,CF3及其衍生系CZ58在玉米杂交种培育与推广中具有较好的应用潜力。     

1份玉米胞质雄性不育材料的分类研究

[目的]报道1份败育彻底、育性稳定、农艺性状优良的玉米胞质雄性不育材料TFMs。[方法]采用综合鉴定、逐级分类的方法,对1份不明类型的玉米胞质雄性不育材料进行了研究。[结果]不同播期的育性表现为：5月15日播种的有3株花药较饱满,部分花药外露,但未见花药开裂现象,其他株和其他播期植株花药均瘦瘪,无花粉,完全不育;育性恢复专效性测定结果表明,获白、自330、N6测交F1,花药大小颜色、开花散粉正常,可育株率100%,镜检可染花粉率90%以上,推测其为孢子体不育。[结论]经初步判定,TFMs属于C组胞质雄性不育。     

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。     

百日草雄性不育系的获得及其细胞学观察

 【目的】获得百日草雄性不育系,并探索其花药发育机制,为百日草杂种优势的利用提供一条新途径。【方法】采用自交F2代出现的不育材料连续回交获得的不育系再进行兄妹交、可育株自交,结合与多个自交系测交进行不育类型鉴定,并对其细胞学进行研究。【结果】获得了百日草深红色单隐性雄性不育两用系AH209AB。正常可育的花药,其药壁由4层细胞构成,即表皮、药室内壁、中层和绒毡层;花粉母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型;成熟花粉为三细胞型。雄性不育株花瓣退化或丝状,雄蕊退化成丝状,内无花粉,外观呈绒毛状;花药在造孢细胞组织形成后,没有继续分化产生药壁结构、花粉母细胞及其花粉,为完全的结构性雄性不育类型。【结论】该雄性不育系属于无花粉囊型不育系,在F1代种子生产上具有重要的利用价值。     

甘蓝型油菜核质不育与双隐性核不育花药发育的细胞学研究

【目的】了解甘蓝型油菜(Brassica napus L.)不同类型雄性不育系的败育时期与细胞学特征.【方法】采用石蜡制片方法,对核质不育系‘105A’和双隐性核不育系‘11AB-1’花药从孢原细胞至成熟花粉形成各阶段的发育进行研究.【结果】‘105A’的雄蕊大多数败育时期较早,花药发育受阻于孢原细胞分化期,无花粉囊形成;只有极少数雄蕊可正常发育至单核小孢子,此后至单核小孢子晚期开始发生异常,且花粉囊壁的绒毡层延迟退化.‘11AB-1’所有雄蕊均可正常发育形成大而圆的花粉囊,花粉囊内花药发育可能受阻于造孢细胞和花粉母细胞增殖期,花粉母细胞形成数量少,且这少量的花粉母细胞不能进行正常的减数分裂.【结论】大多数‘105A’花药败育发生在孢原细胞阶段,极少数花药败育发生在单核小孢子晚期,属无花粉囊败育型为主,单核败育型为辅;‘11AB-1’花药发育属于花粉母细胞败育型之花粉母细胞死亡型.     

辣（甜）椒雄性不育系21A、8A、17A的选育及鉴定

以国外引进的长灯笼形甜椒雄性不育系ＬＡＮＥＳ为不育源，通过回交转育，选育出不育性稳定、园艺性扶优良的辣椒雄性不育系２１Ａ、甜椒雄性不育系８Ａ和１７Ａ。花蕾观察表明，２１Ａ基本无花粉或仅有少量败育畸形花粉，其遗传类型属于一对隐性基因控制的核胞质型雄性不育系。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系1193A的选育及分析

【目的】细胞质雄性不育系统是当前利用油菜杂种优势的主要途径,也是最重要的授粉控制系统之一,而利用远源杂交引入近源种胞质来获得异源细胞质雄性不育是发掘新型胞质雄性不育系和提高雄性不育育性稳定性的有效手段。【方法】本研究以新疆野生油菜与甘蓝型油菜湘油15号属间杂种后代为基础,通过多代回交育成了不育性稳定的油菜细胞质雄性不育系1993A。【结果】研究表明不育系1193A自交不结实,异交结实正常,具有典型的不育性状,恢保关系比较表明其与pol CMS具有不同的恢保关系,败育的时期主要发生在单核花粉期,在花药败育过程中绒毡层出现径向肥大和液泡化,挤压小孢子,最终导致花药败育。【结论】该油菜细胞质雄性不育系1993A不育性稳定彻底,与pol CMS是不同的细胞质雄性不育系。     

玉米恢复系胞质类型作用的研究

玉米雄性不育性研究中的疑异,与恢复系胞质类型作用有关。不育系与恢复系测交,如两胞质为异型,容易发生育性不稳定现象。生产上要利用不育化组合,必须筛选出具有正常胞质的恢复系。     

玉米细胞质雄性不育及杂种优势利用的研究

测定了61份玉米自交系对雄性不育胞质的育性反应及稳定性,其中46份测定对 C型不育胞质的育性反应。30份测定对 S 型不育胞质的育性反应,15份同时测定 C 型、S 型。结果表明;C 型很稳定,不易受环境影响。不育系的转育,经过北方、海南岛共6个世代转育成420、3364等20份优良自交系为 C 型不育系,6份为 S 型不育系。不育细胞质组配的单交种及其同型种产量比较结果,不育胞质的杂交种产量均略高于它们的同型种,其综合农艺性状有所改进。     

玉米C型胞质雄性不育恢复基因的定位研究

以玉米C 组群内两类不育胞质(ES、C)的三个不育系、两个恢复系,以及一套Wx 易位系为材料,对C 型胞质雄性不育的恢复基因进行了定位。结果表明,能使ES、C 胞质三个不育系的育性恢复的主效因子Rf_4位于第七染色体长臂端。除此之外,几个影响育性恢复的辅助因子(ElB73的Rf_5,Cms 黄早四的Rf_6、Rf_7)也被定位。     

玉米不育胞质杂交种雄花育性恢复稳定性的研究 Ⅰ恢复性与质核遗传背景的关系

用C、T、S 胞质群的8个不育系及5个恢复系组成可能的24个杂交组合,两年多点分期播种观察花粉育性,结果表明:1)胞质群间,群内组合间的恢复性都存在极显著差异;2)不育胞质杂交种育性恢复主要由恢复系的恢复基因所决定,不同质核背景杂交种的恢复性各异,对环境的反应不尽相同,恢复性越高稳定性越好,恶劣的气候条件会严重影响恢复性的表达;3)在C、E 和S 型中,E 型胞质具有较高的恢复性和稳定性,S 型较差。     

玉米C型胞质雄性不育恢复性遗传研究

为了进一步明确 C 型胞质雄性不育的恢复性遗传规律,观察了恢复能力不同的四个恢复系与三个不育系组配的 F_1代及其回交和自交后代的育性表现,结果表明:强恢复系风可1(142-1) 和广10-2能使三个不育系育性恢复正常;弱恢复系威风324和意70104只能使三个不育系育性部分恢复,且易受环境影响。C 型不育系可能有两种基因型:Rf4-iRf4-irf5rf5rf6rf6和 rf4rf4rf5rf5rf6rf6;其恢复性可能涉及三个基因位点 Rf4,Rf5和 Rf6.     

棉花细胞质雄性不育与恢复特性的cDNA-AFLP分析

为了揭示棉花细胞质雄性不育(CMS)及其恢复的分子机理,采用cDNA-AFLP技术,分析了棉花胞质雄性不育系、保持系、恢复系和F1开花前6 d花药的基因表达谱及其差异,结果表明:不育系花药的基因表达谱与其"同核异质"的保持系之间存在着巨大的差异,提示细胞质基因对细胞核基因的表达有调控作用,雄性不育基因引起核基因组的异常表达,可能是导致雄性不育的更直接的原因。恢复基因引入到不育系获得F1,其花药的基因表达谱与恢复系基本相同,提示核内恢复基因可以反作用于细胞质不育基因对核基因表达的调控机制,恢复花粉的育性。CMS基因对核基因表达的调控作用以及恢复基因对这种作用的逆转可能是棉花细胞质雄性不育及其恢复的重要原因。另外,还鉴定了36个在恢复系和F1优势表达而在不育系和保持系中不表达或者微量表达的cD-NA扩增片段,为恢复相关基因的克隆奠定了基础。     

不同类型玉米细胞质雄性不育系恢复系选育

为给玉米细胞质雄性不育系恢复系的选育及杂交种的有效利用提供新途径和理论依据 ,2 0 0 0— 2 0 0 1年采用普通玉米自交系 478,8112和甜玉米自交系T0 1,T0 2 及糯玉米自交系N0 1,N0 2 与 6个来自 3种不同类型的玉米细胞质雄性不育系进行测交 ,鉴定了其测交后代的育性反应及完全恢复型组合的育性稳定性 .结果表明 :不育系GDS ,C836G ,CX36B ,C736CA ,C936G在试验条件下不育性稳定 ;自交系 8112 ,478是S型不育系C836H ,CX36B的恢复系 .甜玉米自交系T0 1,T0 2 是C型不育系GDS和T型不育系C936G的恢复系 .糯玉米自交系N0 1是C型不育系C836G和S型不育系C836H ,CX36B的恢复系 ;N0 2 是C型不育系GDS和S型不育系CX36B的恢复系 ;恢复型杂交组合GDS×T0 2 杂种一代在 2 0 0 1年春、秋季育性表现有差异 ,其他组合育性表现一致 .     

辣（甜）椒雄性不育系21A,8A,17A的选育及鉴定

以国外引进的长灯笼形甜椒雄性不育系ＬＡＮＥＳ为不育源，通过回交转育，选育出不育性稳定、园艺性状优良的辣椒雄性不育系２１Ａ、甜椒雄性不育系８Ａ和１７Ａ，花蕾观察表明，２１Ａ基本无花粉或仅有少量败育畸形花粉，其遗传属于一对隐性控制的核胞质型雄性不育系。     

甘蓝胞质雄性不育系CMS158小孢子发生的细胞学研究

利用石蜡切片法,对Ogura胞质甘蓝雄性不育系CMS158及其保持系B158的花药发育过程进行解剖学观察比较。结果表明,甘蓝胞质雄性不育系和保持系小孢子发育有明显差异,不育系CMS158小孢子败育时期发生在四分体时期至单核花粉期,与可育花药相比,不育系的绒毡层细胞高度液泡化,挤压小孢子,导致小孢子相互粘连,不能形成正常花粉粒而导致败育。     

玉米C型细胞质雄性不育花药不同发育时期的转录组分析

【目的】通过分析玉米C型胞质雄性不育“三系”材料花药不同发育时期的转录组数据,以期阐明玉米C型胞质的不育和恢复机制,并解析不育基因与恢复基因之间相互作用的调控网络,为玉米C型细胞质雄性不育在不育化制种中的利用提供理论依据。【方法】以中国玉米生产上的骨干自交系豫自87-1为背景的C型胞质不育系、保持系、恢复系为材料,通过对3种材料减数分裂的前期Ⅰ、中期Ⅰ及末期Ⅱ（四分体）时期的花药进行转录组测序并利用hisat2、ballgown及DESeq2等工具进行生物信息学分析,寻找三系花药不同时期、相同时期不同材料间以及发育时序中差异表达的基因,预测C型胞质不育机制与育性恢复的调控网络;同时通过实时定量PCR对测序分析结果进行验证;通过酶活测定验证推测的C型胞质不育及恢复假说。【结果】所有材料的转录组测序共产生156.59 Gb的序列数据,比对并组装共得到53 035个基因;在恢复系与不育系、保持系与不育系以及“三系”花药不同时期之间共筛选出非重复差异基因5 676个,其中发育阶段差异基因4 705个,同时期材料间差异基因2 693个,发育时序差异基因135个。GO分子功能分析显示ATP和DNA结合相关的基因和锌离子结合基因得到高度富集;细胞组分中膜基本组分、核内及质膜内的基因得到富集;以DNA为模板的转录、转录调控、氧化还原及初级代谢等生物学过程中的基因得到富集。KEGG分析表明,差异基因主要富集于氧化磷酸化、碳代谢及糖酵解等能量代谢相关的途径中。不育系相对保持系而言,多个与氧化磷酸化相关的基因下调表达,而恢复系中不但相应基因的表达水平得到恢复,而且同时协调调节了同一能量代谢途径中的其他基因,定量分析显示差异基因的表达差异及趋势与转录组测序结果基本一致。ATP酶活结果表明不育系相比保持系,ATP酶活显著降低,恢复系中由于恢复基因的作用其活性得到大幅恢复。【结论】玉米C型胞质不育基因引起基因表达变化可能发生在减数分裂中期Ⅰ之后,末期Ⅱ之前;玉米C型胞质不育的形成可能是由于不育基因引起的能量亏损所致,而恢复基因则通过能量补偿促使育性得以恢复。     

辣椒胞质雄性不育的研究进展

对目前国内外已报道的胞质雄性不育的来源、败育的细胞学、生化研究结果进行了综述。其胞质雄性不育源大多来自自然突变,后经回交转育出不育系和保持系。雄性败育大多发生在四分体形成之后至单核花粉粒形成之前。可观察到不育系花药绒毡层细胞发育过程中异常膨大,不育系花药部分酶活性的异常变化,不育系花药营养物质的积累少等,而表现出不育。