棉花细胞质雄性不育花药败育过程中内源激素的变化

利用酶联免疫检测（ELISA）技术,研究了棉花细胞质雄性不育系、保持系、恢复系和杂种一代花药在造孢细胞增殖期、花粉母细胞减数分裂期、四分体至小孢子释放期、花粉发育期和花粉成熟期内源吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素核苷（ZR）和脱落酸（ABA）含量的动态变化。结果表明,在保持系、恢复系和杂种一代可育花药间内源激素含量差异不明显,但在可育与不育花药间差异显著。在IAA、GA₃和ZR含量上,不育花药低于可育花药,但在ABA含量上,不育花药高于可育花药,这种差异在花粉母细胞减数分裂时期达最大值。根据内源激素的功能推测,不育花药IAA含量过低使花药淀粉积累受阻,GA₃含量不足影响花粉母细胞和绒毡层细胞的膨大,过低的ZR含量使花粉母细胞不能分裂形成四分体,过高的ABA含量促进花粉母细胞退化和死亡。     

大白菜CMS96不育系和保持系电镜观察

为了研究大白菜CMS96不育系花药败育机理,采用透射和扫描电镜,观察大白菜CMS96不育系和保持系的花药发育过程、花药和花粉表面结构。透射电镜结果表明,与保持系相比,在减数分裂期,大白菜CMS96不育系绒毡层与花药壁中层分开,不育系花粉母细胞皱缩,形状不规则,空隙较大,严重影响减数分裂正常进行;在单核小孢子时期,小孢子开始液泡化,直至成熟花粉期完全液泡化为空细胞,细胞壁严重萎缩,堆积在一起,最终花粉失去功能,导致败育。扫描电镜结果表明,大白菜CMS96不育系药室内的花粉畸形,花粉粒空瘪,表现为凹陷、扁平等形状,表面纹饰也呈多种不规则形状。花粉囊不开裂,没有花粉散出。初步认为,大白菜CMS96不育系花粉的败育从减数分裂开始到成熟花粉,伴随花粉发育整个过程。大白菜CMS96不育系药室内花粉粒虽具有花粉壁的结构,但扁平、空瘪,重叠堆积在药室壁上,失去了活力,无法散开。     

胡萝卜雄性不育系生理生化特性研究

为进一步揭示与研究胡萝卜雄性不育的生化遗传机制,分析了胡萝卜雄性不育系及其同型保持系在花蕾发育的不同时期蛋白质、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶、过氧化物酶含量的变化趋势。结果表明,从小花蕾到盛花期,不育系和保持系蛋白质含量均呈现由高向低变化的趋势,不育系各期蛋白质含量均低于保持系;可溶性糖含量逐步升高,到盛花期达到最大值,不育系可溶性糖均低于保持系;不育系脯氨酸含量呈下降的趋势,而保持系则呈上升的趋势;不育系脯氨酸含量低于保持系,其中盛花期脯氨酸含量差异最大;超氧化物歧化酶含量逐步升高,保持系超氧化物歧化酶活性高于不育系;过氧化物酶含量的变化趋势为高—低—高,不育系过氧化物酶含量高于保持系;不育系丙二醛含量的变化为低—高—低,而保持系丙二醛的含量逐渐升高;花蕾发育的各个时期,不育系丙二醛含量远远高于可育系。     

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。     

小麦质不育系及其保持系花药中SOD同工酶和脂质过氧化作用初步研究

对小麦Ｔ型和Ｐ型细胞质雄性不育系及保持系花药中ＳＯＤ活性、ＳＯＤ同工酶及脂质过氧化作用的研究结果表明，单核期不育系花药中的ＳＯＤ活性比保持系略低，ＳＯＤ同工酶带数与保持系相同。到二核期和三核期不育系花药中缺少一条ＳＯＤ同工酶带，ＳＯＤ活性也比保持系明显降低。不育系花药在三个发育时期的ＭＤＡ含量均明显高于保持系。同时发现在三核期不育系旗叶减少一条ＳＯＤ同工酶带。体内活性氧清除能力降低及脂质过氧化用加     

辨别高粱保持系的方法

1 抽穗不开花期,保持系高粱的无柄小穗饱满,用手能挤出黄色花药;不育系高粱的无柄小穗是瘪的,用手挤不出花药。     

洞A型核雄性不育材料花粉不同发育时期的超微结构观察

ＭＡ不育系是洞Ａ不育系×ＭＢ（保持系）获得的全不育系。本试验以ＭＡ不育系和洞Ａ不育系为材料，采用石蜡切片扫描电镜观察技术，研究了两个材料的花粉在不同发育时期的败育表现。观察到花粉母细胞外的胼胝质沉积过多，溶解较慢。单核期败育的花粉细胞质完全解体，但核留下不同程度解体的残体，核膜仍清晰可见。败育花粉壁发育不完全，壁上刺状突起小而稀，无萌发孔。因花粉败育花药壁绒毡层出现各种异常变化。     

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。     

同源四倍体高粱不育系和保持系的生物学及生理特性研究

以二倍体高粱不育系及其保持系和由它们诱变成的同源四倍体选系为材料, 研究 了同源四倍体不育系和保持系的生物学特征及生理特性, 结果发现, 四倍体的株高一般为 二倍体的80.6％～90.1％, 单株总叶片数减少1～2片; 保持系加倍后, 顶部三叶面 积增 加4.6％～9.4％; 不育系的花药由二倍体时的白色变为四倍体的淡黄色,     

甜菜雄性不育系及其保持系花蕾期差异蛋白分析

甜菜是重要的糖料作物之一,利用雄性不育系配制杂交种是甜菜育种的主要途径。为探索甜菜雄性不育形成机理,本研究以甜菜不育系(N9849)和保持系(960766)的现蕾期花蕾为试材,采用双向电泳、质谱鉴定、生物信息学分析方法,进行差异蛋白质组学研究。结果表明:不育系和保持系间差异表达蛋白21个,涉及8个功能类别,其中胁迫响应、碳水化合物代谢、花粉发育等功能类别所占比例较大。谷胱甘肽-S-转移酶、过氧化氢酶等在不育系中显著低表达,活性氧的清除能力弱,酶保护系统遭到破坏,代谢紊乱,可能导致了花粉败育;蔗糖合酶在不育系中表达量较低,碳水化合物代谢强度低,能量代谢匮乏促进了花粉不育的发生;Ⅲ型聚酮合酶A在保持系中显著高表达,可能是保持系维持育性的重要原因。本研究为解析甜菜雄性不育机理提供科学依据。     

玉米雄性不育细胞质细胞色素氧化酶活性及ATP含量的研究

研究了玉米ＭＯ１７背景三种雄性不育细胞质（Ｔ．Ｃ．Ｓ）及正常细胞质（Ｎ）系小孢子发育过程中花药组织细胞色素氧化酶活性,ＡＴＰ含量及其变化。发现各不育胞质细胞素氧化酶活性及ＡＴＰ含量的下降。讨论了玉米雄性不育细胞质的能量亏损现象。     

小麦T型细胞质雄性不育系和保持系蛋白质的比较研究

以小麦Ｔ型雄性不育系及其保持系种子为材料,用双向电泳结合高灵敏度银染技术 地其胚乳醇溶蛋白进行分析,发现两系之间有明显差异。     

生长素和玉米素与玉米细胞质雄性不育性关系的研究

研究了玉米Mo17背景三种不育细胞质类型（T.C.S）及正常保持系（N）在小孢子发生及败育过程中花药组织生长素，玉米素的含量及其变化，发现细胞质雄性不育系花药组织中的“生长素亏损——玉米素盈积”现象。同时设计的玉米素、生长素外源喷施实验也表明了其对雄性育性的逆转效应。讨论了这两种植物激素对玉米雄性不育性的调控     

小麦BNS雄性不育系及其转换系花药差异蛋白鉴定与分析

BNS是一个新发现的温敏核型小麦雄性不育系, 它有良好的不育性和转换性, 被认为在小麦杂种优势利用上有重要价值。为探讨BNS的不育机制, 以不育系及其转换系的单核早期、单核晚期到二核期花药为材料, 用2-DE和MALDI-TOF-MS方法分离鉴定2个系的差异蛋白。结果发现, 在转换系中, ATP合酶α和β亚基、胞质苹果酸脱氢酶、线粒体醛脱氢酶亚基、Rubisco亚基等呼吸、光合能量代谢蛋白表达丰富, 但在不育系中这些蛋白缺失或下调。在不育系中还分离出山梨醇脱氢酶、组蛋白H2B.2、Harpin诱导子1、延伸因子TU等非小麦正常代谢蛋白。根据这些差异蛋白的功能, 推测ATP合酶α、β亚基蛋白最可能是BNS不育的源头蛋白, 它的表达可能受其上游的温度感应子调控。BNS的温度感应子隐性突变后转录启动温度阈值上调, 在较低温下, α、β亚基基因不表达或表达量小, 导致ATP合酶数量减少, 继而影响ATP合成。ATP数量减少, 使小孢子ATP供应短缺, 进一步影响到小孢子的发育, 使代谢异常, 花粉败育。     

小麦雄性不育育性转换相关基因TaG3BP的克隆与表达分析

为揭示YS型小麦温敏雄性不育的育性转换基础,以该类型不育系A3017不育幼穗和可育幼穗为材料构建正、反杂交SSH-cDNA文库,从可育文库中筛选出一个与G3BP(Ras-GTPase activating protein SH3 domain-binding protein)基因同源的EST序列(GenBank登录号为DY543200)。以该EST序列的同源性比对和拼接结果为依据设计引物,在可育幼穗中扩增出一条1230bp的cDNA序列。该片段含有与G3BP相似的由409个氨基酸组成的结构域,与水稻G3BP的氨基酸序列同源性为79%,被命名为TaG3BP(GenBank登录号为GU475149)。利用Real-time PCR检测TaG3BP基因在YS型小麦温敏雄性不育系花药发育各时期中的表达模式,发现该基因在育性转换的关键时期上调表达,且可育条件下的表达量高于同时期不育条件下的表达量。进一步对TaG3BP在3种不同类型的小麦K型雄性不育材料的不育系及其保持系的幼穗中的表达模式进行半定量RT-PCR分析,结果该基因在保持系幼穗中表达量较高,在不育系中表达量较低。表明该基因可能在其育性转换中具有重要作用。     

高粱非买罗细胞质A_2、A_3雄性不育系研究

非买罗细胞质A_2、A_3雄性不育系的研究表明:现有A_1系统保持材料对A_2、A_3仍具有保持能力,A_2、A_3系统的保持系对A_1表现为恢复.A_1系统恢复系,不同生态型的材料对A_2恢复能力不同,中国高粱仍具恢复能力,部分印度高粱表现为保持,A_1、A_2的恢复系对A_3均表现为保持.研究认为:A_2扩大了细胞质利用范围,加强“A_2带”的利用,可有效地促进高粱育种的生产.     

湖北光周期敏感核不育水稻农垦58s花药中的某些生化代谢特点

湖北光周期敏感核不育水稻农垦58s单核早期的不育花药的线粒体呼吸速率和LOX活性分别较可育株低11.9％和5％,而单核晚期相应较可育株低18.4％和17.3％。花药发育从单核期至三核期,可育花药的AsA和GSH含量增高,而不育花药仅分别相当于可育株的35—55％和22—32％,并有脂质氢氧化物积累。随着花药发育,可育花药的AsA-POD,GR和6-GPDH活性逐有增高,至三核期达到最高。而不育花药,随花粉败育,在单核早期至三核期,AsA-POD,GR和6-GPDH活性逐渐降低,至三核期,其活性分别为可育株的26％,22％和19％,不育花药的ME和MDH活性亦较可育株低。IDH活性在单核晚期为可育株的47—80％。细胞还原势低是不育花药特征之一。低的还原势可能导致活性氧代谢失调和花药不育。     

Cytoplasmic male-sterility and source of pollen influence the expression of resistance to sorghum midge, Stenodiplosis sorghicola

Sorghum midge, Stenodiplosis (Contarinia) sorghicola (Coquillett), is an important pest of grain sorghum, and host plant resistance is an important aspect of control of this pest. This research investigated how cytoplasmic male-sterility and source of pollen influence the expression of resistance to sorghum midge. Sorghum midge emergence was significantly lower in panicles of midge-resistant and midge-susceptible cytoplasmic male-sterile lines when pollinated with AF 28 - a midge-resistant restorer line, than those pollinated with Swarna - a midge susceptible restorer line, indicating the presence of xenia effects. Maintainer lines (B-lines) of midge-resistant parents had significantly lower numbers of eggs and larvae than the B-lines of midge-susceptible parents. Male-sterile lines of the both midge-resistant and midge-susceptible lines were equally susceptible, indicating that resistance to sorghum midge is influenced by factors in the cytoplasm of the B-line. These findings will have an important bearing on the production of hybrids with resistance to insects. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

小麦花药培养在春小麦群体改良中应用的初步研究

以太谷核不育基因为桥梁选用有关亲本组配了6个春小麦轮回选择集团,经轮选过一轮后,从中选择150个优良可育株,进行花药培养,其平均花药出愈率为22.09%,绿苗诱导率9.22%,均高于同年及上年度品种间杂交 F_1的花药培养结果。白苗分化率21.93%,与上述两年的 F_1培养结果相近。说明不育基因对花药培养无不良影响。加倍花粉植株二代