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。     

玉米细胞质雄性不育突变无性系选育

报道了利用生物技术,从具正常细胞质的优良自交系５００３体细胞中,选出细胞质雄性不育（ＣＭＳ）突变无性系（编号：９２－１Ａ）的初步结果。多年对９２－１Ａ分析表明,９２－１Ａ的不育性是稳定遗传的核质互作型,不育性的恢复是受１对显性核基因所控制,不育性可由反Ｂ保持、由Ｅ２８恢复。９２－１Ａ在抗大、小斑病和与Ｅ２８的配合力上,保持或略优于亲本５００３。     

玉米细胞质雄性不育分组鉴定研究

 用 3～ 6个不同的自交系分别作轮回父本 ,与S、T、C组细胞质雄性不育材料回交 8代以上 ,配成 14个同质异核不育系 ,再与具有不同恢复基因的 8个测验系配制不完全双列测交种 ,通过田间观察和花粉染色镜检 ,鉴定测交种的育性恢复情况。自凤 1不仅对用Mo17、玉 30、合二转育的C组同质异核不育系具有恢复性 ,而且对用Mo17、黄早四、1792、2 92和玉 30转育的T组同质异核不育系也可完全恢复。因此 ,把自凤 1用作区分C组与T组不育胞质的测验种 ,在有些情况下可能会受核背景条件影响。用BamHI、HindⅢ两种限制性内切酶和 pBcmH3、CoxⅡ两种线粒体cDNA探针 ,对 6个同核异质细胞质雄性不育系线粒体DNA进行RFLP分析。同属C组的C、川G、类 2和类 34个不育胞质具有相同的RFLP ,但S、C、T组及正常胞质的RFLP明显不同。     

玉米细胞质雄性不育系的鉴定

采用田间育性调查、花粉活力检测、特异引物PCR鉴定及细胞学形态观察等方法来研究新育成的雄性不育系DT-合344、ZT-合344的育性特点、胞质类型。结果表明,这两个不育系均为T型细胞质败育类型,该研究结果为进一步深入研究不育系的不育分子机理和生产应用奠定基础。     

玉米细胞质雄性不育分类体系的建立

为建立完整、简洁、有效的玉米细胞质雄性不育分类体系,从大田育性鉴定、育性专效性恢复鉴定、细胞学鉴定和分子水平鉴定四方面对分类方法作了全面总结,建立了相对完整的分类体系.同时对体系进行优化,认为大田育性鉴定,细胞学鉴定和PCR分类鉴定是最优化的体系,从而为不同类型的细胞质快速应用、种质鉴定作了理论铺垫,为不同细胞质类型研究提供了理论支持.     

玉米细胞质雄性不育系物质代谢系统的研究

对玉米Mo_(17)核背景三种雄性不育细胞质(T、C、S)系及正常可育细胞质(N)系小孢子发育过程中花药组织的物质代谢系统进行了研究。发现在小孢子发生及败育的所有过程中,雄性不育细胞质系花药组织淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量以及淀粉酶活性均显著低于正常可育细胞质系。讨论了玉米细胞质雄性不育性的“物质亏损”现象及其原因。     

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 .     

自交系068对玉米细胞质雄性不育系的恢复性

以玉米细胞质雄性不育系为材料,对自交系068的育性恢复性进行测定。结果表明,068对478、黄早四、48-2背景下的CMS-T、CMS-C、CMS-S不育胞质分别呈完全恢复、部分恢复和不育性保持。068对同核异质不育系的不同胞质之间未检测到育性恢复上的明显差异。068同不育材料一次测交与再次回交的育性测定结果存在差异。自交系068对可作为CMS-T、CMS-C和CMS-S不育胞质的共同恢复系,为利用多胞质进行不育化制种提供了条件。     

玉米细胞质雄性不育性(CMS)的激素调控机制

在以前的研究中我们首次报道了玉米细胞质雄性不育(CMS)花药组织生长素亏损——细胞分裂素盈积现象。这种激素含量的异常在雄性不育性的表达与实现进程中起着重要的调节作用,但现有的研究资料尚不能揭示这种调节作用的机制。本文根据目前有关激素作用机制的几种认识以及玉米 CMS 分子生物学研究成果,结合作用对玉米 CMS 小孢子发育和败育过程中物质代谢系统、能量代谢系统、植物激素系统、生物物理系统、细胞学及超微结构等方面的研究结果,对认识 CMS 机制中有代表性的 Flavell 假说进行了评述,对激素调控玉米 CMS 的可能的分子机制提出了自己的看法。     

玉米GDS细胞质雄性不育系的细胞学观察

为探明玉米GDS不育系雄性败育的细胞学机理，用光镜对新育成的玉米GDS细胞质雄性不育系及其同型保持系BG的小孢子发育进行了细胞学观察。结果表明，GDS不育系小败育发生的时间较早，在小孢子母细胞减数分裂前期Ⅰ就表现出败育的特征，不能通过减数分裂。败育成2种形式：1）绒毡层异常膨大，小孢子母细胞浓缩解体；2)绒毡层液泡化程度低，小孢子母细胞早期开始浓缩解体．     

玉米细胞质雄性不育与恢复基因研究进展

玉米作为我国重要的粮、饲两用作物在保障粮食安全,推动社会经济发展和提供工业能源等方面扮演着关键的角色。细胞质雄性不育是高等植物中普遍存在的生物学现象,玉米细胞质雄性不育可以分为T型、C型与S型3种类型。不育基因来源于线粒体基因重排形成嵌合基因,新形成的嵌合基因对花药中小孢子的发育产生危害导致败育的发生。恢复基因的存在可以消除不育基因的危害,使小孢子正常生长。由于不育基因为线粒体基因,恢复基因为细胞核基因,对细胞质不育与恢复机理的研究同样是探究质-核互作关系的桥梁。同时对雄性不育系的利用是玉米利用杂种优势的一个重要技术手段,玉米生产上利用细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义,不但能够解放劳动力降低制种成本,而且提高了制种纯度增加产量。对玉米细胞质雄性不育的分类、特征及近年来发现的玉米细胞质雄性不育基因与育性恢复基因进行概述,并探讨了玉米细胞质雄性不育应用过程中的问题与发展前景,以其为细胞质雄性不育在生产上的推广利用提供参考。     

Cytoplasmic Male Sterility in Maize

14 isoplasmic and allonuclear cytoplasmic male sterile lines were used as female parents, 8 tester lines as male parents, 101 F1 progenies were obtained. Fertility restoration response of 101 F1 progenies were investigated through field observation and pollen stainability examination under microscope. 14 isoplasmic and allonuclear cytoplasmic male sterile lines were developed by repeated backcross with recurrent male parent lines for more than 8 generations. The result shows: tester line Zifeng1 not only restored the isoplasmic and allonuclear sterile lines of group C backcrossed with Mo17, Yu30 and Heer, but also completely restored the isoplasmic and allonuclear cytoplasm male sterile lines of group T backcrossed with Mo17, HZS , 1792 ,292 and Yu30. Therefore, nuclear background limits the use of Zifeng1 as a tester for identification of cytoplasmic male sterility. Furthermore RFLPs of mitochondrial DNA of 6 isonuclear and alloplasmic cytoplasmic male sterile lines were analyzed with Bam H Ⅰ and Hind Ⅲ restriction endonuclease and mitochondrial DNA probes pBcmH3 and Cox Ⅱ. The same RFLPs were found within sterile cytoplasm of group C, including C,Chuan G, Lei 2 and Lei 3, but a different RFLP pattern was observed among sterile cytoplasm of group S, C,T and the normal cytoplasm. This result suggested that the RFLP markers tightly linked to sterile mitochondrial genes of different groups could be applied in the identifcation of cytoplasmic male sterility.     

Development of Japonica Male Sterile Lines Integrating Cytoplasmic Male Sterility and Photosensitive Genic Male Sterility

Acknowledgement It has been previously established that the BT type of cytoplasmic male sterility （CMS） is induced by high temperatures, while photosensitive genic male sterility （PGMS） seed sets by low temperatures induce. In the current study, we have bred photosensitive cytoplasmic male sterility （PCMS） lines （2308SA and 2310SA） by crossing the CMS line with the PGMS japonica line with maintainer genes. The sterility of PCMS japonica was consequently controlled by two groups of male sterile genes resulting from the integration of PGMS and CMS genes. The results on plant fertility, at different sowing times, were as follows： （a） Under conditions of natural long-day photoperiod and at temperatures above 35~C, the PGMS gene regulated PCMS japonica sterility - the higher the temperature, the lower the pollen fertility. However, bagged seed sets of PCMS japonica, not exposed to high temperatures, induced the CMS seed set. （b） Exposure to long-day photoperiod and temperature conditions between 35℃ and the critical sterility inducing temperature of PGMS resulted in both PGMS and CMS gene controlled sterility of PCMS japonica, which exhibited stable characteristics. （c） When exposed to critical sterility inducing temperatures or short-day photoperiod and daily high temperatures below 32℃, the BT type of the CMS gene regulated PCMS sterility. Under these conditions, the PGMS gene rendered male sterility insusceptible to occasional cool summer days when this PCMS line, adopted for hybrid seed production, develops into panicle differentiation stage. The present study also investigated the fertility restoration, seed production and combining ability of PCMS japonica so as to optimize its use.     

核质互作不育和光敏核不育聚合的粳稻不育系选育

 针对粳型核质互作不育系高温自交结实和粳型光敏核不育系低温自交结实的现状,选择BT型核质互作不育系与含有BT型保持基因的粳型光敏核不育系,通过杂交和回交,使雄性核不育基因与核质互作不育基因聚合,育成了粳型光敏核质互作不育系2308SA和2310SA。该不育系的不育性是由两套相互独立的基因系统控制的,分期播种育性观察结果表明,在长日高温下,雄性光敏核不育隐性纯合基因控制水稻不育性,避免了BT型不育基因因穗期受高温影响而导致不育系自交结实;在长日适温下,水稻不育性由核不育基因和核质互作不育基因共同控制而表现稳定;在低温（低于光敏不育系不育临界温度）或短日适温（日最高气温<32℃）下,BT型核质互作不育基因控制水稻不育性,消除了育性敏感期低温导致核不育系"打摆子"造成杂交种子不纯的风险。还对粳型光敏感核质互作不育系的可恢性、可繁性和配合力进行了研究。     

玉米温光敏核不育新型研究初报

采用春、夏两季分期播种的方法，选育出玉米温光敏核型雄性育性转换系。该转换系的雄性不育系具有雄穗分枝不着生小穗（小穗完全退化）的明显标志性状，可育形式雄穗分枝着生小穗，正常散粉，其育性表现受自身遗传基础和生态因子——温光共同作用。春播不育，夏播可育。不育性受核基因控制，为隐性性状，属一种新的雄性核不育源。     

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。     

高等植物细胞质雄性不育的研究进展

对近年来高等植物细胞质雄性不育的不育机理与育性恢复的机理研究结果进行了概述,并探讨了植物细胞质雄性不育研究的发展前景。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育研究进展

对甘蓝型油菜细胞质雄性不育的胞质类型及各自的研究进展,造成甘蓝型油菜细胞质雄性不育的分子机理,环境对甘蓝型油菜细胞质雄性不育的影响,以及甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的微量花粉问题及解决方法的研究进展进行了综合评述.并对甘蓝型油菜细胞质雄性不育系选育的进展情况进行了扼要评论.指出只有培育出不育性稳定的甘蓝型油菜细胞质雄性不育系,才可能从根本上解决甘蓝型油菜细胞质雄性不育的微粉问题     

细胞质雄性不育玉米的根系特性和氮效率研究

【目的】探讨细胞质雄性不育玉米的根系特性和氮素吸收利用规律。【方法】在土柱栽培条件下,选择目前生产中广泛应用的骨干自交系478和齐319的细胞质雄性不育系（CMS）和其同型保持系（可育系）为试验材料,比较分析雄性不育系及其可育系灌浆期根系特性的差异及对缺氮的响应。【结果】CMS玉米的籽粒产量和千粒重均高于其同型可育植株（P＜0.05）,生物产量差异不显著（P＞0.05）,收获指数明显较高（P＜0.05）,且缺氮条件下优势更为明显。CMS玉米灌浆期具有较高的根系干重、根系体积和根系总活力,且深层根系分布相对较多,根系活力较强,有效延长了根系的功能期,促进了植株对养分和水分的吸收。CMS玉米氮素积累总量高于其同型可育系（P＜0.05）,成熟期氮素在茎秆和籽粒中分配较多;低氮水平下,CMS玉米的氮素转移率、贡献率和氮素利用率均显著高于其同型可育系（P＜0.05）;CMS玉米单株氮效率较高,氮响应度相对较低。【结论】细胞质雄性不育玉米籽粒产量高、氮效率高与其深层根量多、根系活力强密切相关。     

棉花细胞质雄性不育研究进展

棉花具有十分明显的杂种优势,棉花细胞质雄性不育在棉花杂种优势的利用上具有重要作用。利用棉花细胞质雄性不育和育性恢复系统突破传统人工去雄杂交育种的瓶颈,为棉花杂交种制种的商业化推广展现了光明的前景。综述了近年来棉花细胞质雄性不育在细胞学、生理生化、分子生物学和育性恢复4个方面的研究进展。详细阐明了棉花细胞质雄性不育小孢子败育时期及细胞学形态、生理生化指标研究、胞内基因组和核内恢复基因的分子生物学研究和获得理想恢复系的方法,并提出了研究中存在的主要问题,展望了今后工作的研究方向。