棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究及利用现状

利用质核互作雄性不育系实现强优势组合三系配套是解决目前棉花杂交制种瓶颈,促进棉花杂种优势利用的有效途径之一。本文综述了棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究现状,介绍了棉花质核互作雄性不育系和恢复系的类型;在细胞学和分子生物学水平上探讨了质核互作雄性不育产生的机理,阐述了育性恢复的遗传方式、恢复基因的分子标记和遗传定位、恢复基因的图位克隆及三系杂交棉的研究进展;对三系杂交棉今后的研究方向进行了展望。     

棉花“洞A”型核雄性不育形态及机理研究现状

综述了现阶段棉花"洞A"型核雄性不育系花粉败育的研究概况,从形态学、细胞形态学、生理生化及分子生物学等方面总结了研究棉花"洞A"型核雄性不育败育机理的进展,并且对该领域研究和应用中存在的问题、发展前景提出了一些看法。     

棉花核雄性不育系的培育与利用研究进展

为促进棉花核雄性不育杂交种在在生产上大面积应用,对棉花核雄性不育系的类型、培育与利用、杂交种生产方法等进行了综述。介绍17种棉花核雄性不育系的基因类型及其不育性遗传,通过采用自然突变体的选择、人工诱变、人工转育和改良、生物技术创造等方法培育核雄性不育系,应用于棉花育种研究,中国选育出利用ms14和ms5ms6的核雄性不育杂交种28个,杂交制种技术方法和标记不育系的研究进展为高效简化的杂交制种技术提供支撑。分析指出棉花核雄性不育系的应用前景较好,提出核雄性不育杂交种扩大应用的技术关键是要在标记不育系的研究和创造方面取得突破,在当前核不育杂交种制种中采取不拔除可育株、标记后人工辅助去雄可节约制种用工而不降低制种产量。     

棉花温敏雄性不育与膜脂过氧化的关系研究

棉花雄性不育在杂种优势利用中具有重要价值,棉花温敏雄性不育系"特棉S-1",作为棉花中一种新型的雄性不育系,其败育的生理生化机理仍未明了,为研究棉花温敏雄性不育系败育与活性氧代谢的关系,本研究以"特棉S-1"及可育对照"D7"为实验材料,对其活性氧清除酶活性及丙二醛含量进行测定。研究结果表明:棉花温敏雄性不育系的SOD酶活性明显比对照低,而POD活性及MDA含量明显比对照高。研究还认为SOD酶活性的降低可能是棉花温敏雄性不育系"特棉S-1"败育的原因,而MDA、POD含量的升高是SOD酶活性降低的结果。     

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。     

植物胞质雄性不育机理的分子生物学研究进展

植物的胞系雄性不育的机理十分复杂,国内外学者从细胞形态学、组织化学以及生理生化等各方面对败育的机理进行了广泛研究,但败育的机理仍是个难解的谜。从理论上讲,胞质雄性不育系经多代回交转育后同保持系在核基因组成上是一致的,因此雄性不育系和保持系育性的表达差...     

试论"水稻杂种优势利用雄性不育"的思维方法

三系法中质核互作型雄性不育同时受细胞质和细胞核基因的调控；两系法中的雄性不育虽然只受一对或多对隐性主效核基因控制，但还受到微效基因的修饰作用而表现育性不稳定或育性转换不彻底，表明了雄性不育作用机理的复杂性；提出用基因工程手段，从植物激素或人工合成的生长调节剂的角度创造或调节形成新的雄性不育系的可能性。     

辣椒雄性不育系小孢子发生的细胞形态学及减数分裂观察

质一核雄性不育性在作物中广泛存在，在作物育种中有重要的应用价值。许多作物已育成了雄性不育系并在生产上加以利用，如高粱、水稻、谷子、白菜、萝卜等。关于作物雄性不育系小池子发育的细胞形态学研究已有不少报道，各作物之间产生雄性不育性的机理各不相同。自从1958年Peterson首次报道了辣椒质一核互作型雄性不育以来，Horner、Hirose、吴鹤鸣和耿三省等对辣椒雄性不育系小孢子败育的细胞学进行了研究，结果不完全一致。本试验为了更进一步研究辣椒雄性不育系败育机理，观察了辣椒雄性不育系小孢子发育过程及小孢子减数分裂全过程，…     

细胞核雄性不育杂交油菜选育研究初报

本文主要报道了甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育两用系 RA1和隐性细胞核雄性不育两用系 RA82的选育过程 ,调查了两用系群体内育性表现。结果表明 ,2个两用系内可育株与不育株的比例均符合 1∶ 1的理论值 ,RA1群体内可育株自交后代均为完全可育 ,而 RA82群体内可育株自交代后代育性分离比例为 3∶ 1。对细胞核雄性不育杂交种主要农艺性状杂种优势率的研究结果表明 ,单株产量、单株角果数通常存在较强的超亲优势和超标优势 ,而每角粒数和千粒重则表现为负向优势。目前已获得显性细胞核雄性不育的恢复基因 ,并获得隐性细胞核雄性不育的优异结合     

细胞核雄性不育杂交同菜选育研究初报

本文主要报道了甘蓝型油菜显性细胞核雄性不育两用系RA1和隐性细胞核雄性不育两用系RA82的选育过程,调查了两用系群体内育性表现。结果表明,2个两用系内可育株与不育株的比例符合1:1的理论值,RA1群体内可育株自交后代均为完全可育,而RA82群体内可育株自交代后代育性分离比例为3:1。对细胞核雄性不育杂种主要农艺性状杂种优势率的研究结果表明,单株产量、单株角果数通常存在较强的超亲优势和超标优势,而每角粒和千粒重则表现为负向优势。目前已获得显性细胞核雄性不育的恢复基因,并获得隐性细胞核雄性不育的优异结合。     

Cloning and Analysis of the Promoters of Two OsRhoGDIs Genes from Rice

OsRacD, belonging to rice （Oryza sativa L. ssp. japonica） Rho family of the small GTPases, is a pivotal gene involved in rice photoperiod fertility conversion of photoperiod sensitive genic male sterile rice which influences the rice fertility via controlling the pollen tube growth. Using OsRacD as bait, two GDP dissociation inhibitor genes designated as OsRhoGDI1 and OsRhoGDI2 were screened by yeast two-hybrid system. To further study the regulation mechanism of OsRhoGDIs, and also the relationships between OsRhoGDIs and OsRacD, the upstream regulation sequences of OsRhoGDI1 and OsRhoGDI2 were cloned by PCR, and the cis-elements in the promoters were predicted using internet tools in this study. The results showed that there were several kinds of response elements, such as phytohormone response elements, lightregulated elements and adversity induced elements in the promoters of OsRhoGDIs, some of which were similar. Comparing with the promoter of OsRacD, several pollen tube germination related elements were found. On one hand, the expression and regulation mechanism of OsRhoGDIs were complex, they may be regulated by several signaling pathways commonly, and the regulation mechanisms were similar to some extent. On the other hand, it was suggested that the fertility of photoperiod sensitive genic male sterile rice may be controlled by the cooperative expression of OsRhoGDIs and OsRacD.     

甘蓝型油菜隐性上位互作核不育材料的选育

2004年在陕西省区域试验编号为"8"的甘蓝型油菜材料中发现的白花突变体,自交后代发生育性分离.该材料为安徽省农科院选育的隐性上位互作核不育材料的衍生材料,育性受2对隐性重叠不育基因(ms1ms1ms2ms2)和1对隐性抑制基因(rfrf)互作控制.经过5年研究,已初步选育出4个纯合两型系,1个临时保持系,1个全不育系以及16个恢复系.此类核不育材料能利用临时保持系实现"三系化"繁殖杂交种,被国内油菜育种工作者广泛研究.     

陆地棉与金花葵花朵差异代谢物筛选与分析

为挖掘棉花花朵中具有药用和食用价值的代谢物,以开花当天的陆地棉和金花葵的花朵为材料开展代谢组学检测,结果共检测到465个代谢物。利用差异倍数(Fold change)和VIP值(Variable importance in projection)相结合的方法筛选差异代谢物。结果表明,在陆地棉和金花葵的花朵中共筛选出差异显著代谢物269个,196个代谢物在陆地棉和金花葵中含量差异不显著。有29个代谢物仅在金花葵中检测到,包括氨基酸及衍生物、酚酸类、黄酮、木脂素和香豆素等,有41个代谢物仅在陆地棉中检测到,主要包括黄酮类、酚酸类和鞣质等次生代谢物。综上,陆地棉中富含黄酮、氨基酸及其衍生物、酚酸、生物碱、有机酸、脂质、核苷酸及其衍生物、鞣质和香豆素等物质。     

水稻雄性核不育基因的研究进展

水稻雄性不育基因的利用是开发新的育种方法的重要途径,对于进一步提高水稻产量,增强水稻抗性,改善水稻品质具有重要意义。该文对水稻雄性不育的机理及其分类进行了阐述,概述了光敏核不育基因、温敏核不育基因、显性核不育基因的定位方法,总结了近年来这些基因定位方面的研究进展,讨论了其他类型核不育水稻的研究成果,并提出水稻不育基因在应用方面存在的问题,同时对它的应用前景进行了展望。     

水稻显性核不育基因的研究概况

从显性核不育水稻的种类特征、败育的细胞形态学、生理生化、同工酶研究、显性核不育基因的定位及对显性核不育水稻的利用和展望等方面对显性核不育水稻的研究和利用进行了综述。     

作物显性核不育的研究和利用进展

从显性核不育的恢复性机制、不育基因定位、细胞学特征、败育过程的生理生化变化以及显性核不育在常规育种和杂种优势中的利用等方面对作物显性核不育的研究和利用进行了综述,并对萍乡显性核不育水稻的研究和应用前景进行了展望。     

红麻雄性不育细胞质相关的cSNP位点发掘

在前期已获得红麻atp9基因编码区的基础上,以红麻细胞质雄性不育系P3A、保持系和F1代为材料,随机选取不同材料的3个atp9独立gDNA克隆子进行测序和序列比对。结果显示:具有不育细胞质的不育系和F1代与具有可育细胞质的保持系在第290位点处存在碱基差异,具有不育细胞质的材料均为碱基T,而具有可育细胞质的材料在相应位点为碱基A;atp9基因第290位点处T/A碱基转换的cSNP位点经已知细胞质的红麻种质资源的进一步检测,同时结合这些资源的田间育性进行分析发现,红麻种质资源UG93-2MS-1、UG93-2MS-2、UG93-2MS-3、UG93-2-22、KN250、KN142、ZB90在第290位点处为碱基T,能扩增出319bp条带,在田间对应的育性除品种UG93-2-22为可育外,其余均为不育或半不育;而福红992在第290位点处为碱基A,未能扩增出319bp条带,在田间对应的育性为可育。因此,位于atp9基因的第290位点处的T/A碱基转换的cSNP位点与红麻不育细胞质相关或连锁,为红麻不育细胞质鉴定提供了新的检测手段。     

Directional transduction of male sterile gene rfv 1 of NIAN type in wheat

A new method for producing a NIAN type wheat maintenance line with the male sterile gene rfv ₁ was described. That is the variety Xinong Fp1, a 1BL/1RS translocation line, as the acceptor and Triticum macha var. subletschchumicum, a non-1BL/1RS translocation line, as the donor, a directional substitution backcross was made and confirmed by chromosome of root tip preparations and SDS-PAGE analysis. The male sterile gene rfv ₁ of Triticum macha var. subletschchumicum was transferred to the genome of Xinong Fp1. A new NIAN type wheat maintenance line with the male sterile gene rfv ₁ was bred. The method described was successful in breeding a new male sterile type for hybrid wheat production. __________ Translated from Journal of Triticeae Crops, 2008, 28(1): 21–24 [译自: 麦类作物学报]     

过表达GhMYB4基因对棉花茎秆木质素合成的影响

旨在探究过表达陆地棉(Gossypiumhirsutum)GhMYB4基因对棉花茎秆木质素合成的影响。利用Wiesner组织化学染色的方法对棉花茎秆进行染色,并用Klason法对棉花茎秆的局部位置进行木质素总量测定。对距离下胚轴0～1 cm、2～7cm、10～12 cm处不同茎秆部位的次生壁木质素进行化学组织染色,定量分析染色组织结构发现,大部分的转基因株系相比对照受体株系在初生木质部和初生韧皮部的染色范围、细胞层数和染色程度上均有一定的显著性增加。通过对29个过表达转基因株系和对照受体株系在棉花茎秆距离下胚轴2～7cm处木质素总量的定量分析发现,有23个过表达转基因株系相比于对照受体株系的木质素总量有显著性的增加和1个株系出现显著性降低的现象。这些结果表明GhMYB4基因参与调控棉花茎秆的木质素生物合成。