细胞质雄性不育水稻线粒体能量释放的热力学和动力学特征

高等植物细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterile, CMS)现象, 已在271种植物中发 现 。 根据少数几种较为深入的植物CMS研究, 人们认为这是一种可能由许多不同原因导致的 复 杂现象。 目前已有许多证据证明CMS与植物线粒体密切相关, 人们确信细胞质的不育 因子主要位于线粒体上, 不育系线粒体结构和功能均存在明显差异     

植物线粒体蛋白质组与细胞质雄性不育研究进展

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是植物杂种优势利用的基础,大量研究表明CMS是线粒体基因与细胞核基因互作的结果.蛋白质是基因表达的产物,也是基因功能的执行者,研究线粒体蛋白质有利于探索CMS产生机理.本文综述了CMS相关的线粒体蛋白质的研究进展,并探讨了PPR(peatatricopeptide repeats)基因的结构特征、生物学功能及对CMS相关基因的表达调控.     

制备棉花高分子量线粒体DNA的方法

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是普遍存在于植物中的生物学现象.细胞质雄性不育受核质两套遗传系统的控制,决定不育的胞质基因在线粒体基因组中.高等植物的线粒体在小孢子的发育过程中起着重要作用,并且与CMS密切相关.因此,通过构建线粒体基因组BAC文库,克隆相关的线粒体基因,有助于了解CMS不育的机理.     

关于植物细胞质雄性不育概念的商榷

植物细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility, CMS)是一种不能产生有活力或可育花粉的母性遗传现象.尽管有学者认为CMS与叶绿体DNA有关,但越来越多的证据表明,线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)及其表达产物与CMS直接相关.为了准确地揭示这一类由线粒体DNA及其表达产物引起的CMS分子机制,我们提出了线粒体雄性不育的概念,其含义是指由线粒体遗传物质和细胞核遗传物质的共同作用控制的雄性不育.以区别于以前植物细胞质雄性不育的概念.     

植物细胞质雄性不育基因的鉴定及育性调控机理

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）是作物杂交种生产的主要授粉控制系统,研究细胞质雄性不育分子基础及调控机理对利用杂种优势提高作物产量具有重要的指导意义。本文从植物的线粒体基因与细胞质雄性不育的关系着手,列举了植物CMS基因的鉴定情况,重点介绍了研究较多的矮牵牛、玉米、水稻和油菜细胞质雄性不育基因的鉴定进展及其对不育性状的调控。同时根据恢复基因与不育基因的相互作用情况阐述了育性恢复的可能机理,并对植物CMS分子机理的研究前景进行了展望。     

油菜胞质不育类型相关基因研究进展

细胞质雄性不育在油菜杂种优势利用中具有重要作用,研究细胞质雄性不育的不育机理对有效利用杂种优势,实现三系配套及创造强优势组合具有重要意义。介绍Ogu CMS,Pol CMS,Nap CMS等目前国际上主要的甘蓝型油菜细胞质雄性不育类型,综述了线粒体基因组上与CMS性状相关基因的位点或片段的最新研究进展,并讨论当今学术界有关CMS产生机理的主要论点。     

辣椒雄性不育分子研究进展

为对辣椒雄性不育分子研究取得的进展有更直观、系统、深入的了解,梳理已鉴定的辣椒核雄性不育(NMS)基因及部分NMS基因分子标记开发,重点阐述近年来核雄性不育基因精细定位及候选基因探究工作;同时回顾辣椒胞质雄性不育(CMS)相关的线粒体不育基因及其关联分子标记和CMS恢复基因分子标记开发,重点概述近年来恢复基因精细定位研究取得的进展。研究指出,精细定位NMS基因,明确候选基因并开发功能标记是辣椒NMS研究的重点,既能为探明辣椒NMS机理奠定基础又可为育种提供高效利用的分子标记。而CMS相较于NMS更为复杂,表现在遗传机制多样且更易受环境影响等方面,因此,从对CMS育性恢复基因的精细定位到基因克隆以及功能研究并探明CMS分子机制还有很长的一段路要走。     

大白菜线粒体DNA提取及细胞质雄性不育系RAPD分析

提取高质量线粒体DNA(mtDNA)是研究大白菜细胞质雄性不育系不育分子特性的前提。以大白菜绿色叶片为试验材料,应用一种省时、简便、操作步骤少的方法,快速获得3组11份大白菜的mtDNA(包括保持系、Ogu CMS、Pol CMS和CMS96细胞质雄性不育系)。试验中不需要加入DNase I酶消化核DNA,提取的mtDNA质量较好;同时,采用RAPD技术,对11份大白菜mtDNA进行多态性分析,获得了与大白菜Ogu CMS和CMS96不育系相关的差异片段10条,与大白菜Ogu CMS不育系相关的差异片段3条。初步证实:大白菜CMS96和大白菜Ogu CMS不育系既有相似性又存在差异性。     

植物细胞质雄性不育恢复基因的克隆研究进展

细胞质雄性不育的恢复涉及线粒体基因组中的不育基因与核编码的育性恢复基因的相互作用,而恢复基因与CMS相关基因相互作用机理的最终阐明,有赖于Rf基因的分离与克隆.本文综述了目前已克隆的植物Rf基因,这些基因主要包括玉米的Rf 2基因、矮牵牛的Rf基因、萝卜的Rfo和Rfk 1基因以及水稻的Rf-1基因等.     

构建结球甘蓝KIN基因在叶绿体基因组定点表达的载体

获得叶绿体基因组定点整合表达载体是开展结球甘蓝叶绿体基因组的遗传转化研究的第一步。本研究克隆了CMS结球甘蓝的抗冻蛋白KIN基因,发现该基因定位于结球甘蓝的2号染色体上。通过构建中间载体p KA和p AI,将KIN基因的编码区构建到了CMS结球甘蓝叶绿体基因组定点整合表达载体p IKAA中。该载体以Trn A和Trn I基因片段作为同源整合片段,能整合到CMS结球甘蓝叶绿体基因组中。此外,该载体是双顺反子形式的,即在转录的单条m RNA上,同时包含了KIN和aad A基因编码区。将p IKAA转化到大肠杆菌中,结果显示转化有该载体的大肠杆菌能够在含有氨苄青霉素(AMP)和壮观霉素(SPEC)的固体LB平板中生长。研究结果可为后期CMS结球甘蓝叶绿体基因组的遗传转化体系的建立奠定基础。     

雄性不育系“NEWFREE”的特点及其在观赏向日葵中的利用

雄性不育（male sterility）是向日葵杂种优势利用的重要途径。目前，全世界均是利用细胞质雄性不育性生产商用杂交种，因此，向日葵雄性不育性的发现和利用是育种学家们研究的重要课题。本研究采用了不同地理来源的20份自交系材料作育性试验，结果表明, “NEWFREE”雄性不育系具有与PET1完全不同的恢复系和保持系，很可能是     

A short review of research on male sterility and prospects for F1 hybrid varieties in field beans (Vicia faba L.)

Summary It has not yet been possible to utilise cytoplasmically inherited male sterility (CMS) in Vicia faba, in the commerical production of F₁ hybrids. The main problem has been a rapid increase in the proportion of fertile revertants during multiplication. Investigations, mainly in France, have clarified environmental causes of phenotypic instability, CMS and maintainer lines with improved stability have been selected, and two new cytoplasms have been produced by mutation of the first two. CMS is known to be associated with cytoplasmic spherical particles, and recognisable types of double stranded RNA, and there may also be an association with mitochondrial DNA, and polypeptides of mitochondrial origin.The better understanding of CMS may eventually lead to more easily managed forms, either through genetic manipulation or biochemical assays that breeders can use for screening for stability.     

体细胞杂交在油菜细胞质雄性不育创建和改良中的应用

油菜细胞质雄性不育作为生产油菜杂交种的主要授粉控制系统得到广泛利用，但由于油菜种内自然发生的有利用价值的雄性不育细胞质类型不多，所以种属间转移现有不育细胞质及发掘新型不育细胞质意义重大。体细胞杂交不仅避开了有性杂交亲和障碍的限制，还可实现两个杂交亲本细胞质基因组的重组，是一种快速有效、应用广泛的转移和诱导雄性不育细胞质的手段。本文综述了利用原生质体杂交技术在油菜种内、种间和属间转移雄性不育细胞质以及通过细胞质基因组重组改良和创建新型雄性不育细胞质的研究进展，并讨论了利用体细胞杂交方法创建新型雄性不育细胞质的应用前景。     

甘蓝型双低油菜胞质雄性不育系384A不育性的表现与遗传

对甘蓝型双低油菜细胞质雄性不育系３８４Ａ的不育性表现、遗传方式等方面的研究结果表明,该不育系属败药型不育,其败育彻底,育性稳定,花瓣开张正常,不育性的遗传受不育细胞质（Ｓ）和一对隐性核不育主效基因（ｒｒ）共同控制,属孢子体不育,基因型为Ｓ（ｒｒ）,同时也受若干位点上微效基因的影响。     

优质高产香型杂交水稻新组合宜香2292

宜香2292系四川省宜宾市农业科学研究所用浓香型优质不育系宜香1A与优质恢复系宜恢2292组配而成的中籼迟熟香型优质杂交水稻新组合,其农艺性状优、香味浓、产量高、品质优、适应性广。2002年荣获四川省第三届“稻香杯”优质米称号,2004年通过国家和江西省品种审定。     

中国水稻籼型三系不育系选育的进展与讨论

从开拓不育系新质源、扩大保持系遗传基础、改进不育系选育方法和转变不育系育种目标等方面综述了近年来中国在水稻籼型三系不育系选育中取得的进展,提出了水稻籼型三系不育系育种的主攻方向,认为围绕不育系的综合育种目标,应用常规与生物技术相结合的育种技术,进行种质创新及亲本遗传背景改良是今后水稻籼型三系不育系育种的关键。     

四种细胞质来源的烟草不育系线粒体SSR位点差异

采用线粒体SSR(mtSSR)方法对普通烟草4种不育类型的不育系、不育胞质来源的烟草野生种和保持系进行线粒体位点差异分析,探讨mtSSR位点差异与胞质不育的关系。在烟草线粒体基因组上检索到24个能重复稳定扩增出片段的mtSSR,对烟草属植物的这些mtSSR分析结果显示,普通烟草种内mtSSR较为保守,多态性比率仅10.5%;4种不育类型的各自不育系与保持系、不育胞质上存在多个差异位点,在Nta(sua.)S类型中差异位点在线粒体编码基因orf138a、orf138c以及orf102~orf210的基因间区;在Nat(gla.)S类型中,差异位点在线粒体orf138a、orf138c两个编码基因以及nad2~sdh3、rps12~orf125b、orf116~orf101b、orf102~orf210的4个基因间区;在Nta(rep.)S类型中,差异位点在线粒体编码基因orf190以及orf104c~orf202的基因间区;在Nta(rus.)S类型中,差异位点在线粒体编码基因orf137以及rps12~orf125b的基因间区。这些位点差异可能与各自的雄性不育有关。另外,mtSSR引物TMS20在Nat(sua.)S、Nat(gla.)S、Nat(rep.)S和Nat(rus.)S类型的雄性不育系中分别扩增出了184、172、212和225 bp的片段,表明可用该引物区分4种烟草CMS类型。     

甜菜胞质雄性不育系与保持系某些生理特性的差异

采用比较生理学的方法，对甜菜细胞质雄性不育系及其保持系生殖生长阶段的某些生理特性进行了研究。结果表明，甜菜细胞质雄性不育系的细胞色素氧化酶及ATP酶活性均表现为不育系低于其保持系；过氧化物酶和过氧化氢酶活性则表现为不育系高于其保持系，这反映线粒体内外末端氧化酶活性的高低可能与胞质雄性不育有一定关系；赤霉素含量表现为胞质雄性不育系低于其保持系。     

Assessment of purity of rice CMS lines using cpDNA marker

AFLP technique was used to analyse the polymorphism between rice cytoplasmic male sterility (CMS) line Jin2A and its maintainer Jin2B. A stable differential band was discovered, and sequence analysis showed that Jin2A contained a more tandem repeat of 6 base pairs (AGAAAA) than Jin2B. Further studies confirmed that the diversity came from cpDNA and occurred at three kinds of abortive cytoplasmic genotypes. Accordingly, specific primers were designed and utilized to assess the purity of rice CMS lines during multiplication with pollen fertility and seed setting rates of bagged panicles as control. The result indicated that this cpDNA locus could be utilized to precisely distinguish maintainer plants from rice CMS lines. PCR analysis was consistent with that from Grow-out test in CMS line seed purity assessment during multiplication, despite it was helpless in distinguishing F₁ hybrids from CMS lines due to similar cytoplasms. Because of fewer hybrid and more maintainer off-plants, this cpDNA locus was still appropriate for seed purity assessment of rice CMS line during multiplication. This is first report that a marker on cpDNA could be utilized to assess the genetic purity of rice CMS lines with three abortive cytoplasmic genotypes.