通过转bar基因水稻与稗草杂交的亲和性研究评价基因漂移

 采用生殖生物学方法研究了转bar基因水稻品种Y0 0 0 3和 99 t(父本 )与无芒稗 (母本 )的基因漂移。通过光学显微镜观察稗草与转bar基因水稻手工杂交后 30min、1～ 4h水稻花粉在稗草柱头上的萌发、生长情况 ,并与稗草开花后相应时间的花粉萌发、生长情况相比较。结果表明 ,2个水稻品种的花粉在稗草柱头上的萌发生长情况相似 ,且与稗草自花授粉相应时间的花粉萌发、生长情况有极明显差异。稗草自花授粉后花粉粒萌发生长正常 ,在 30min时 85 %的花粉粒花粉管穿过柱头 ,正在凝缩和释放内容物或内容物已经释放的花粉粒百分率逐渐增加 ;杂交后转基因水稻花粉在稗草柱头上都不能正常萌发生长并未能穿过稗草柱头。从而判定稗草与转bar基因水稻的不亲和性 ,表现在水稻花粉不能在稗草柱头上正常萌发生长 ,更不能穿过稗草柱头。同时通过去雄稗草授转基因水稻花粉后不结籽也证明了两者的不亲和性     

诸葛菜与芸薹属间花粉与柱头相互作用的研究

用苯胺蓝染色法，在荧光显微镜下观察了诸葛菜的花粉在甘蓝型油菜、白菜型油菜和芥菜型油菜的柱头上的黏附、萌发及萌发花粉管在柱头和花柱中的生长、伸长情况．结果表明，诸葛菜花粉很难在3种类型油菜的柱头上黏附和萌发，同时在花粉黏附的部位及其附近柱头乳突细胞内产生大量胼胝质；萌发的少量花粉粒，其花粉管生长迟缓，且发生严重扭曲、肿胀等畸形现象，从而导致其进入柱头也比较困难；少数花粉管能穿过柱头进入花柱，但时常有异常胼胝质沉积在花粉管中．另外，诸葛菜花粉与3种类型的油菜柱头的相互作用不同，即亲和力不同，表明诸葛菜与芸薹属杂交，存在严重的生殖隔离障碍，而且主要是受精前障碍．     

药用野生稻(Oryza officinalis Wall)和转bar基因水稻(Oryza sativa L.)花粉杂交的基因漂移

采用生殖生物学方法研究了药用野生稻和转bar基因水稻花粉杂交的基因漂移。结果表明，供试水稻花粉在药用野生稻柱头上的萌发生长与药用野生稻自花授粉花粉的萌发生长有一定差异，表现在穿过桩头的花粉粒百分率及内容物释放和正在凝缩、释放的花粉粒百分率较少，虽然转基因水稻花粉能在药用野生稻柱头上正常萌发生长，并能释放内容物，但杂交后结实率为0，表明转基因水稻和药用野生稻杂交不亲和，他们的不亲和性不是在花粉的萌发和穿过柱头这一阶段，具体原因有待进一步研究。在本实验条件下转基因水稻和药用野生稻没有发生成功的基因交流。     

利用花粉-柱头的相互作用鉴定5个十字花科油用植物的自交亲和性

用荧光显微镜观察了白芥(Sinapis alba)、白菜型油菜(Brassica rape)、甘蓝型油菜(Brassica na-pus)、芥菜型油菜(Brassica juncea)、芸芥(Eruca Mill)自花授粉后,花粉粒在柱头上粘附、萌发以及花粉管与柱头的识别反应。结果表明白菜型油菜、芸芥与白芥自交授粉后,花粉粘附在柱头上比较困难,花粉难以萌发,花粉管较难伸长。甘蓝型油菜与芥菜型油菜自交后,花粉粘合、萌发时间早,并且萌发的花粉管数目多。这种差异性不同程度的反映了各个物种的自交授粉亲和性,其中芥菜型油菜与甘蓝型油菜表现为自花授粉,白菜型油菜、白芥与芸芥表现为较强的自交不亲和性。     

油菜诸葛菜属植物杂交亲和性研究

以雄不育系甘蓝型油菜Ad-2为母本,诸葛菜、湖北诸葛菜和铺散诸葛菜为父本,进行属间杂交结果表明,不同生态型诸葛菜与母本的亲和性基本一致。湖北诸葛菜与甘蓝型油菜杂交可能存在受精前障碍,铺散诸葛菜与甘蓝型油菜有较弱的亲和性,杂交种与其亲本与甘蓝型油菜的亲和性略有差别,父本的基因型对远缘杂交花粉萌发和花粉管的生长有一定影响。远缘杂交中可能存在受精延迟现象。蕾期授粉是克服属间杂交不亲和性的有效方法。     

从亲和性及F_1的适合度评价抗除草剂转基因油菜向不同种群野芥菜的基因漂移风险

[目的]了解抗除草剂转基因油菜(Brassica napus)向不同种群野芥菜(wild B.juncea)漂移的可能性,为抗除草剂转基因油菜的安全性评估提供依据。[方法]以抗草甘膦和抗草丁膦转基因油菜为父本,17个种群野芥菜为母本,研究人工授粉条件下的结实能力和抗性基因的传递频率及F_1在温室(套袋自交)和田间(开放授粉)的适合度;统计F_1后代的出苗率及抗性基因的传递频率。[结果]供试的野芥菜授2种转基因油菜花粉后每角饱粒数大于8粒;获得的F_1植株对相应除草剂都具有抗性;温室和田间种植后营养生长良好;温室条件下自交不结实;田间种植后单株有效角果数、角果长及每角饱粒数均显著低于各自的亲本野芥菜,单株有效角果35.42~147.00个,每角饱粒数0.19~0.78;绝大多数F_1的总适合度和各自的亲本野芥菜无显著差异。各F_1后代种子都有20%以上正常出苗,且有8.33%~77.78%的后代表达对相应除草剂的抗性。[结论]2种抗除草剂转基因油菜的抗性基因具有相似的向各种群野芥菜漂移的可能性。在我国释放转基因油菜务必防范向野芥菜的基因漂移。     

白菜与白芥属间花粉──柱头相互作用的研究

以苯胺兰染色法,在荧光显微镜下观察了异源花粉在柱头上粘合、萌发及花粉管在柱头表面和花柱中的生长情况。结果表明,异源花粉在柱头上粘合的速度和数量与白菜、白芥自交无明显差异;异源花粉在柱头上萌发缓慢,而白菜花粉在白芥柱头上较其反交萌发的更为缓慢,萌发的花粉管生长迟缓,且发生严重扭曲、分叉、畸形等现象,从而减少了柱头上异源花粉萌发和进入花柱的花粉管数量,推迟了异源花粉萌发和花粉管进入花柱的时间,降低了萌发和进入柱头花粉管的质量。     

野芥菜向抗除草剂转基因油菜基因流动的研究

采用人工授粉的方法,分别以转基因抗草丁膦和抗草甘膦油菜为母本,野芥菜为父本,研究野芥菜的基因流动到转基因油菜中的可能性。结果表明,野芥菜和抗草丁膦及抗草甘膦油菜的亲和性指数明显低于其自交授粉的亲和性指数,只有0.44和0.54。经除草剂筛选和PCR检测证明,所有F1都携带了相应的抗性基因并表现出对相应除草剂的抗性。对F1的适合度研究表明,两种F1种子萌发率及营养生长情况和野芥菜没有明显差异,但结实明显下降,携带抗草丁膦基因的F1和携带抗草甘膦基因的F1每个角果饱满种子粒数分别是0.50和0.61。分别以两种F1为母本,野芥菜为父本进行回交,结实仍然很低,携带抗草丁膦基因的F1和携带抗草甘膦基因的F1与野芥菜回交每个角果饱满种子粒数分别只有0.35和0.33。上述结果表明,野芥菜基因流动到两种抗性油菜的可能性均比较小。     

用荧光显微镜技术观察药用野生稻(Oryza officinalis Wall)和转基因水稻的不亲和性

 采用荧光显微镜技术观察转基因水稻花粉在药用野生稻柱头上的萌发及在花柱内的生长过程,以明确两者之间不亲和性发生的阶段,为判断其能否发生基因漂流提供依据。结果表明,两种转基因栽培稻(Y003和99t)的花粉在药用野生稻柱头上的萌发率均比药用野生稻自花授粉的低,花粉管在花柱中的生长速度较慢,且分别在到达花柱中部(Y003)或花柱基部(99t)时停止生长,顶端异常膨大,杂交子房逐渐萎缩,结实率为0。药用野生稻与栽培稻杂交不亲和的原因是花粉管在花柱中停止生长、不能进入胚囊完成受精,在自然条件下转基因栽培稻中的外源基因     

抗除草剂转基因水稻抗性基因漂移的安全性探讨

从抗性基因漂移的条件出发，探讨了抗除草剂转基因水稻向近缘种杂草稻、野生稻以及伴生杂草稗草的抗性基因漂移，认为抗除草剂转基因水稻的抗性基因向近缘种杂草稻和AA基因组的野生稻漂移的可能性最大，存在较高风险，向其他近缘种和伴生杂草稗草漂移的可能性较小。     

Assessment of Gene Flow Through Detection of Sexual Compatibility Between Transgenic Rice with bar and Echinochloa crusgalli var. mitis

The possibility of gene flow between two varieties of transgenic rice with bar gene (Y0003 and 99-t) (male) and barnyard grass(Echinochloa crusgalli var. mitis ) (female) was studied by means of reproductive biology. The germination and growth of rice pollen grains on barnyard grass stigmas at 30 rmin, and 1 -4 h after crossing by hand were observed with an optical microscope. The results were compared with the germination and growth of barnyard grass pollen grains at the corresponding time after self-pollination. The results showed that germination and growth of the pollen grains of the two varieties were similar on barnyard grass stigmas, but differed significantly from self-pollination of barnyard grass. Pollen grains germinated and pollen tubes penetrated stigmas normally, and the number of pollen grains being condensing or releasing their inclusions or having released them increased with the time after self-pollination. Pollen grains of transgenic rice on the stigmas of barnyard grass couldn‘t germinate or grow normally after crossing, neither could they penetrate the stigmas of barnyard grass. Therefore, it could be concluded that the sexual incompatibility between transgenic rice with bar gene and barnyard grass is due to the rice pollen being unable to penetrate the stigma of barnyard grass. Further proof of incompatibility lies in the fact that the emasculated barnyard grass pollinated with the rice pollen grains could not seed.     

白菜型油菜与海甘蓝属间杂交时花粉与柱头相互作用

采用不同化学药物处理柱头,研究白菜型油菜与海甘蓝属间杂交花粉与柱头的相互作用,利用扫描电镜观察海甘蓝花粉在雅安黄油菜柱头上的黏合与萌发过程。结果表明:赤霉素在促进花粉萌发方面效果明显,在一定程度上能克服属间杂交不亲和;甘氨酸在促进花粉与柱头的黏合方面效果明显。     

蜡梅属3种种间杂交亲和性初步研究

以蜡梅属3种(蜡梅、柳叶蜡梅、浙江蜡梅)为材料,进行种间杂交实验,通过荧光镜检技术观察种间杂交授粉后花粉在柱头上的附着与花粉管萌发情况,探讨蜡梅属种间杂交亲和性。结果表明:各个种间杂交组合处理所授花粉均可在母本的柱头上附着并萌发花粉管;蜡梅属不同种间杂交组合之间花粉管的生长特性较为一致:在6h左右父本花粉在母本柱头上黏附,在12h左右萌发出花粉管而后在花柱内生长,到第4d,花粉管进入胚囊完成受精作用。荧光镜检结果说明:蜡梅属种间杂交具有一定的亲和性,但是最终没有获得杂种种子,可能是在受精卵或幼胚的后期发育过程中代谢紊乱而败育。     

甘蓝自交不亲和性的快速测定

利用荧光显微镜观察经过处理的甘蓝自花授粉花期柱头和蕾期柱头 ,发现花粉粒在柱头上的萌发及花粉管在柱头表面和花柱中的生长情况有很大差异。自交不亲和系花期柱头有少量的花粉粒萌发 ,并在柱头表面发生严重的胼胝质反应且花粉管的形态不正常 ,要么弯曲、要么背向生长 ,不能穿越乳突细胞壁 ;而自交亲和系花期、蕾期和自交不亲和系蕾期的柱头上 ,花粉粒几乎都能萌发长出花粉管 ,并能穿过花柱到达子房。利用荧光显微镜观察花柱中的花粉管数量可以省时、省工、直观快速鉴定甘蓝自交不亲和性     

甘蓝型油菜×甘蓝的杂交亲和性研究——Ⅱ.母本基因型对花粉-雌蕊相互作用的影响

以遗传基础各不相同的6个甘蓝型油菜品系与甘蓝杂交,观察授粉后3、8和24小时花粉在柱头上附着,萌发及花粉管在柱头和花柱中的生长情况。从对花粉和柱头乳突细胞的形态学观察和统计分析的结果看,母本基因型对种间的花粉一雌蕊相互作用影响很大。对杂交幼果田间脱落率的调查结果支持这一论点。供试材料中以甘蓝型油菜自交不亲和系184×甘蓝的授粉亲和性最高,因此自交不亲和与种间杂交不亲和似乎是分别受极为相似的两套基因系统控制的。     

甘薯种内不亲和性中花粉和雌蕊关系的研究

采用荧光显微检测技术,对甘薯杂交不亲和群的 A,B,C 和各群中品种自交和同群内品种间杂交组合授粉后7h 的雌蕊进行压片观察,发现花粉在柱头上的粘附量同花粉与柱头的相对亲和性程度相一致;柱头乳突细胞的胼胝质反应的强度在某些组合上同花粉与柱头的不亲和程度一致,在另外的组合中却不一致,柱头乳突细胞的胼胝质拒绝反应不能作为检验甘薯花粉与柱头亲和性定性和定量的一般性指标;在品种自交和群内品种间杂交时,既有花粉萌发的障碍,也有花粉萌发后的障碍,用雌蕊快速染色法分群时,必须参照最后的结实率数值。     

金樱子与2个现代月季品种杂交结实率差异的原因

以现代月季品种‘东方欲晓’和‘火焰舞’为母本,蔷薇属野生种二倍体金樱子(Rosa laevigata Michx.)为父本进行杂交,在人工杂交前,利用花粉离体培养法测定父本花粉活力,杂交后分别利用苯胺蓝染色法和常规石蜡切片技术研究授粉后花粉在柱头上萌发的形态特征以及胚胎发育情况。结果表明:杂交时金樱子花粉活力为39.8%;‘东方欲晓’与‘火焰舞’人工授粉后每个柱头上的花粉萌发数及萌发率均先升后降,在12 h达到最高值;但随后萌发数量急剧下降,并且大部分花粉管细短、弯曲且停留在柱头表面,到48 h时柱头萌发花粉数几乎为0。‘东方欲晓’在授粉后10 d可观察到其子房中幼胚异常降解,最终未收获到种子;‘火焰舞’的杂交胚胎中可观察到心形胚、鱼雷形胚及子叶形胚,但后期出现胚胎异常降解,结实率仅为6.3%。表明,父本花粉活力不影响杂交结实率,但授粉后24 h的花粉管出现异常以及受精后幼胚败育可能是导致‘东方欲晓’杂交失败的主要因素;胚胎后期败育是‘火焰舞’杂交结实率低的主要原因。     

木薯花粉原位萌发及柱头可授性观察

以木薯华南5号(SC5)和华南7号(SC7)品种为实验材料,应用花粉活体原位萌发技术及联苯胺-过氧化氢法雌蕊柱头可授性检测技术,对木薯花粉萌发及花粉管发育特征进行观察,并分析木薯品种内自交及品种间异交花粉管萌发过程的差异,以确定木薯雌蕊柱头的最佳授粉时期。结果表明,木薯在同品种自交和异品种杂交上均存在授粉亲和性上的差异,异交授粉无论在花粉萌发速度及萌发率上均具有明显的优势。雌蕊柱头的最佳授粉时间为雌花开放后2~5 h,5~24 h内柱头具较强可授性,时间越长可授性越差,72 h后柱头不再具有可授性。