甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A 花药发育的细胞学研究

【目的】明确甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花药败育的时期及细胞学特征,为进一步研究其雄性不育的机理奠定理论基础。【方法】用不同温度（16℃和22℃）处理试验材料不育系TE5A,分别观察植株的育性及花器形态;并采用常规半薄切片技术,通过甲苯胺蓝、苯胺蓝和苏丹黑B等染料进行染色,观察并比较该不育系TE5A不育植株和可育植株花药发育的显微结构、胼胝质以及脂质体等脂类物质的异同;进一步通过透射电镜对其花药发育的超微结构进行比较观察。【结果】当把可育株油菜从16℃光照培养箱移到22℃光照培养箱后7 d,观察到花朵的育性转变为雄性不育。把22℃光照培养箱的不育株油菜移到16℃光照培养箱后,观察到先开放的花朵表现为雄性不育,而随后开放的花朵表现为雄性可育。在不育环境下的不育株TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但不育株花朵的花丝显著短于可育株的花丝,并且花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。在不育环境下,不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,花粉母细胞减数分裂发生异常,没有二分体及四分体的形成,形成“拟小孢子”。胼胝质在花粉母细胞时期可以正常合成,但后续的降解滞后,在四分体时期没有降解,直至花粉粒成熟期才开始降解。绒毡层没有观察到明显异常,并能分泌脂质体等脂类物质。“拟小孢子”的花粉粒外壁发育异常,无法形成具有特殊柱状体和顶盖结构的花粉粒外壁,因此,不能结合孢粉素和脂质体等物质。随着花药的继续发育,最后“拟小孢子”逐渐降解,只剩下花粉空壳。【结论】甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,减数分裂异常导致无法形成二分体及四分体,并且胼胝质的异常降解及花粉粒外壁的异常对花药败育也有重要影响。甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A可以作为一新型甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系材料。     

黄芽白菜核基因雄性不育系的选育及其败育特征分析

【目的】育成黄芽白菜核基因雄性不育系，为快速培育高纯度黄芽白菜F1杂交种提供材料支撑。【方法】根据复等位基因遗传假说，以快菜核不育两用系KAB5为不育源，采用定向转育方法，经过杂交、回交、测交、自交和兄妹交将核不育基因向可育自交系H249中转育。【结果】经过连续3代定向的回交转育，获得了具有H249特征性状的黄芽白菜核基因雄性不育系HA1。进一步败育特征分析表明：不育系花小，花瓣长、花瓣宽、长雄蕊高和柱头高均极显著低于H249，花丝和花药颜色变白，花丝缩短，花药变小，小孢子能够发育形成四分小孢子，但无法进一步发育形成花粉。【结论】黄芽白菜雄性不育系雌蕊发育正常，雄蕊败育彻底，不育度高，不育株率100%，败育发生在四分体时期，不能形成花粉。     

雄性不育和可育亚麻的生殖期形态学与细胞学比较

为了阐明显性雄性核不育亚麻不育株花粉败育的时期及细胞学特点,以雄性不育亚麻和雄性可育亚麻花蕾为材料,采用常规的石蜡切片方法,对花蕾和花粉发育过程进行了解剖学观察研究。结果表明：亚麻雄性不育株和雄性可育株在开花期其花药和花粉的形态学与细胞学差异非常明显。该研究将花药和花粉败育从四分体时期的绒毡层细胞与中层脱离开始划分为4个阶段：败育初期,绒毡层与中层分离;败育中期,小孢子发育停滞;败育后期,绒毡层与小孢子粘连后逐渐消失;败育终期花药干瘪,不能形成花粉。     

枸杞雄性不育株花药败育的显微结构观察

选用枸杞"YX-1"雄性不育株不同发育时期的花蕾为试材,以当地主栽品种宁杞1号为对照,利用石腊制片技术对其花蕾不同发育时期的细胞显微结构进行比较研究.结果表明:在造孢细胞时期,雄不育植株造孢细胞有解体现象;在花粉母细胞时期,雄不育植株有的表现为花药大小分布不均,表现为绒毡层细胞内含物融合形成周原质团;在四分体期,雄不育植株花药壁有的表现为畸形,扭曲成瘤状突起,有的表现为药隔和花粉囊壁分离,四分体形成数量少;绒毡层发育异常,雄不育株绒毡层细胞内含物融合形成周原质团或细胞径向伸长形成周原质团并侵占药室,导致小孢子败育或形成数量极少的小孢子,最终形成完全不育型和不育I型 .枸杞雄不育植株的花粉败育时期可发生在造孢细胞期到四分体期.     

石竹雄性不育系小孢子形成过程的细胞学观察

 【目的】研究石竹不育系与可育系小孢子形成过程的异同。【方法】利用压片及石蜡切片等方法观察石竹雄性不育系与可育系小孢子发育过程。该不育系（H-37B）是通过在石竹自交6代的自交系中发现的1株雄性不育株与可育株经过连续杂交和2代回交获得的不育系（H-37B）。【结果】可育系小孢子发育经历了造孢细胞、小孢子母细胞、四分体等时期,最后发育成花粉。不育系败育现象在造孢细胞增殖期、小孢子母细胞减数分裂期以及四分体至单核期都有发生。石竹可育花粉外形饱满,圆形,生活力强;而不育花粉外形空瘪,不规则,无生活力。【结论】绒毡层的异常发育是导致小孢子败育的主要原因。     

雄性不育大白菜小孢子败育与花蕾长度的关系

以复等位基因遗传的大白菜雄性不育两用系AB01为材料,对蕾长与小孢子发育动态关系进行研究。形态调查结果发现,花蕾发育到1.75 mm以后时,不育株雄蕊逐渐退化,花药逐渐变黄、干瘪;花蕾长度在1.50～3.00 mm时,不育花药的生长速度极为缓慢,该时期是花粉败育的关键时期;徒手压片结果显示,长度为1.50 mm的不育花蕾中出现了四分体小孢子解体现象。在进行核不育基因表达分析研究时,花蕾样品分级标准应为蕾长<1.50 mm、1.50～3.00 mm和>3.00 mm 3个等级或者更加细化。     

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。     

辣椒核型雄性不育系小孢子发生的细胞形态学研究

以辣椒核型雄性不育两用系AB154和AB兖1691为试材,对不育株和可育株小孢子的不同发育时期进行了细胞学比较分析。结果表明不育株小孢子败育发生在四分体小孢子形成以前,靠近小孢子的一层绒毡层细胞在小孢子母细胞期已解体,其余绒毡层细胞在花粉粒成熟期仍然结构完整;可育株绒毡层在单核花粉粒期开始解体,花粉粒成熟期时完全解体。不育株花药药隔维管束发育滞后于可育株,退化却早于可育株。部份绒毡层提前解体和药隔维管束发育异常使小孢子正常发育所需要的营养物质供应受阻,可能是造成小孢子败育的重要原因。     

辣椒雄性不育系及保持系小孢子发育的细胞学比较

为研究辣椒雄性不育机制,本试验利用石蜡切片法对辣椒雄性不育系8A和保持系8B的小孢子不同发育时期进行细胞形态学观察。结果表明,不育系8A小孢子发生在四分体时期,花蕾外部形态为花冠与花萼齐平,败育原因是绒毡层细胞径向异常膨大并高度液泡化,挤压形成不规则四分体,皱缩凹陷,有的小孢子四分体还出现粘连现象,不能产生正常小孢子。     

韭菜雄性不育系及保持系花药和花粉发育的细胞学比较

为了从细胞学角度研究韭菜雄性不育的机理,本试验利用石蜡切片法对韭菜雄性不育系及其对应保持系花药与花粉发育过程进行了比较研究。结果表明:韭菜花药绒毡层兼有分泌绒毡层与变形绒毡层的特点,花粉败育与绒毡层发育异常和提前解体有关。韭菜败育分两种类型:败育Ⅰ型,败育发生在减数分裂二分体至四分体时期,不育系绒毡层细胞液泡化膨大,花粉母细胞减数分裂不正常,不产生四分体或产生无胼胝质壁包裹的异常四分体,最终粘连连成一团解体消失;败育Ⅱ型,败育发生在单核小孢子时期,绒毡层在四分体时期提前退化,单核小孢子无营养供应而败育。     

白菜核不育两用系与玻里马胞质不育系及其保持系的性状比较分析

用比较分析的方法,对白菜核不育两用系与玻里马胞质不育系及其保持系的植株性状、育性、花器结构和花粉扫描电镜形态等进行观察研究.结果表明,玻里马不育系及其保持系的生长势强于核不育两用系,其中不育株的生长势强于可育株,且分枝数也较可育株多.两用系不育株的花蕾松软,花朵花冠较小,花丝短缩,花药戟形、褐色无粉,花粉粒空瘪畸形.玻里马不育系花蕾瘦瘪,花瓣皱缩,花色较淡,花粉粒多瘦瘪.两用系不育株花粉败育比玻里马不育系要明显,而花药败育则相反.两用系可育株与玻里马保持系花粉粒都比较饱满,保持系的网脊细,网眼大.实验还表明,该玻里马不育系转育容易,在大白菜、塌菜中可以找到恢复系.     

核不育大白菜花粉败育观察初报

大白菜核型雄性不育株花粉母细胞的发育及减数分裂过程正常。小孢子败育发生在四分体形成以后。败育过程伴随绒毡层细胞的异常分裂或肥大生长。绒层充塞药室的大部空间，小孢子发育受阻，退化败育。     

辣椒GMS育性相关候选基因的克隆及表达分析

【目的】对辣椒差减文库中挑选出的4个育性相关候选基因进行克隆与表达分析,探讨其与辣椒细胞核雄性不育的关系。【方法】通过半定量RT-PCR技术分析候选EST在辣椒可育株和不育株中的表达情况。利用RACE技术获得4个育性相关基因的cDNA 全长,结合生物信息学方法进行序列比对和蛋白理化性质分析。采用半定量RT-PCR检测基因在不同器官（花药、子房、花瓣、萼片和叶片）和花药小孢子不同发育时期（四分体时期、单核早中期、单核靠边期和双核期）的表达量。【结果】根据比对注释结果,将4个基因分别命名为CaSEP1、CaPROF、CaOle e 6和CaPCP。CaSEP1全长1 108 bp,编码221个氨基酸,含有一个MADS结构域和一个K结构域;CaPROF全长767 bp,编码131个氨基酸,含有一个PROF结构域;CaOle e 6全长523 bp,编码85个氨基酸,含有一个Ole e 6结构域;CaPCP全长563 bp,编码66个氨基酸。氨基酸序列比对及系统发育树分析表明,CaSEP1与番茄SEP1的氨基酸序列相似性最高,并且亲缘关系最近;CaPROF与茄科作物烟草和番茄的前纤维蛋白相似性较高,且与番茄的前纤维蛋白亲缘关系最近;CaOle e 6与番茄中的对应蛋白存在一定的相似性,亲缘关系也最近;CaPCP则与茶树中的对应蛋白相似性最高,亲缘关系最近。表达分析显示,CaSEP1在可育株花药、子房、花瓣等花器官中表达量一致,且高于萼片和叶片;CaPROF在可育株花药中的表达明显高于叶片,在其他器官中不表达;CaOle e 6在可育株花药中的表达明显高于其他器官;CaPCP只在可育株的花药中表达。CaSEP1在可育株小孢子不同发育时期表现为先逐渐升高,至单核靠边期达到最高,而后在双核期表达量明显下降,在不育株中则表现为伴随着小孢子发育表达量逐渐升高;该基因在四分体时期两材料的表达量相当,在单核早中期和单核靠边期可育株中的表达量明显高于不育株,而双核期可育株中的表达量比不育株低;CaPROF、CaOle e 6和CaPCP均在可育株小孢子发育后期（主要为单核靠边期和双核期）表达,在不育株花药发育的各个时期均不表达。【结论】4个候选基因的序列比对和表达分析结果表明它们与辣椒雄蕊育性关系密切,为揭示雄性不育机理和调控辣椒育性提供了重要信息。     

不结球白菜波里马胞质雄性不育系花药发育的细胞形态学研究

以不结球白菜波里马胞质雄性不育系及相应保持系为试材，从显微和亚显微结构两个层次对花药发育进行对比研究。结果表明：不结球白菜Ｐｏｌ ｃｍｓ花药发育受阻于孢原细胞分化期，没有孢原细胞分化，不形成药室。不育系经低温作用后，能产生微量花粉，部分花分能形成隐原细胞，并且能经过造孢细胞，花粉母细胞，四分体，单胞花粉，二胞花粉等阶段而发育成成熟花粉。     

花椰菜温敏雄性不育系GS-19花药败育的细胞学及转录组分析

【目的】对花椰菜温敏雄性不育系的花器形态、花药败育时期和败育分子机理进行研究,明确其不育特性发生的细胞学和分子机理,为进一步研究其雄性不育奠定理论基础。【方法】以花椰菜温敏雄性不育系GS-19为试验材料,不同温度(15℃和20℃)处理,采用形态学、细胞学方法及高通量测序技术(Illumina Hi Seq 2500),研究其形态特征、花药败育的细胞学及分子机理。【结果】花椰菜温敏雄性不育系GS-19的育性转换受温度控制,高温(20℃)不育,低温(15℃)育性恢复。GS-19不育株与可育株花器差异显著,不育株花器显著小于可育株。花药细胞学观察发现GS-19的花药发育过程有花粉母细胞的分化,形成正常花粉囊,不产生花粉粒或者产生微量的无生活力的花粉粒,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,形成了花粉粒外壁发育异常的拟"四分体孢子",逐渐降解,剩下花粉空壳,属于花粉母细胞败育类型。GS-19不育株和可育株花蕾转录组分析共获得67 930个Unigene,其中Nt数据库比对到相似序列数最多(52 191个),Nr数据库比对到相似序列次之(46 447个),KOG数据库比对相似序列最少(13 198个);GO注释到25 336个Unigene;KOG注释到13 198个Unigene;KEGG注释到14 778个Unigene。基因差异表达分析发现GS-19不育株花蕾和可育株花蕾中有2 170个基因差异表达,1 078个基因上调表达和1 092个基因下调表达。【结论】花椰菜温敏雄性不育系GS-19为高温不育类型,不育株花器显著小于可育株,花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,属于花粉母细胞败育类型。转录组测序获得了67 930个Unigene,差异表达基因2 170个。     

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。     

甘蓝胞质雄性不育系花药发育的细胞形态学观察

以甘蓝胞质雄性不育系96-A及其保持系96-B为试材,石蜡切片法显微观察结果表明:甘蓝胞质雄性不育系96-A败育的主要时期在减数分裂后的四分体时期至单核小孢子时期。败育发生后,急剧而彻底地解体或凝聚成一团。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系NCa花药发育的细胞学观察

 NCa不育系是从甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥的远缘杂交后代中选育出来的。利用光学显微镜和透射电镜对NCa不育系的花药发育过程进行了显微结构和超微结构观察。结果表明，NCa雄性败育发生于单核花粉晚期。其主要特点是：花粉母细胞可以通过减数分裂，四分体可以释放出小孢子，释放出的单核小孢子可以继续发育并在早期形成花粉壁，但是晚期单核花粉细胞质和细胞核相继降解，仅剩下含大液泡或内空的花粉壁；在四分体时期以前绒毡层与正常花药组织的无异，但随后细胞质开始逐渐小液泡化并最终解体。与已经研究过的其它油菜细胞质不育系相比，该不育系的败育时期相对较晚；其花药败育特点明显不同于已研究过的所有油菜胞质不育类型。     

大白菜温敏雄性不育TsCMS7311育性恢复的细胞学观察

以大白菜温敏雄性不育系TsCMS7311为试材,对发生育性恢复和未发生育性恢复的花药进行细胞学观察。结果表明,在孢原细胞期之前,二者没有明显差异。常温下,未发生育性恢复的花药在孢原细胞期就停止发育;少数花药1~2个角隅处可分化形成孢原细胞,造孢细胞,花粉母细胞,但花粉母细胞在减数分裂的第一次分裂时解体。在低温处理条件下,育性恢复,花药发育正常,经过孢原细胞期、造孢细胞期、花粉母细胞期后,可以顺利形成四分体,可育花药的四分体可以释放出小孢子并发育为成熟的花粉粒,同时绒毡层细胞开始解体,最后消失。