不同细胞质小麦雄性不育系杂种F1光合生理参数的分析

为了探讨细胞质对杂种小麦光合生理特性的影响,以8个同核异质雄性不育系(K,V、T、CHA型不育系)及其恢复系758461-4的杂种F1为材料,在4个生育时期(抽穗期、开花期、灌浆中期、灌浆后期)测定了其旗叶净光合速率(Pn)及相关生理参数(气孔导度Gs、蒸腾速率Tr、细胞间隙CO2浓度Ci、大气CO2浓度(Ca),并对水分利用率WUE和气孔限制值Ls进行了分析.结果表明,(1)杂种F1的净光合速率及相关生理参数优势普遍存在,其中T型杂种的优势最强,超中亲(MP)20.029%,K、V型杂种分别超MP 10.630%、7.099%;(2)杂种Fl及其隶本净光合速率及生理参数4个生育时期的变化趋势相同,从开花期到灌浆期,Pn与Ci、Gs的变化趋势相同,与Ls的相反;(3)K型杂种的Pn较CHA型低0.077μmol CO2·m-2·s-1,V、T型杂种的Pn较CHA型分别高0.419、0.725μmol CO2·m-2·s-1但其差异不显著;(4)以太911289为母本配制的杂种的P"比以翼5418为母本配制的杂种高1.052μmol CO2·m-2·s-1,但差异未达显著水平.由此可见,K、V、T型细胞质对杂种F1的净光合速率及生理参数无不良影响;杂种F1的净光合速率在一定程度上受气孔因素的限制;在配制杂种时,通过选择优良的基因型可以改善杂种F.的净光合速率.     

甘蓝型单、双低油菜细胞质雄性不育杂种生理优势

研究结果表明：１．杂种种子吸水快，水解（脂肪）酶活性强；２．杂种根系伤流量大，合成氨基酸量显著高于亲本；３．杂种光合面积大，叶绿素含量高，但光合速率与亲本差异不显著；４．酯酶同工酶的活性及强度与杂种优势有较密切的关系，出现互补或杂种酶带的组合，杂种的产量优势较强．     

5种细胞质雄性不育小麦败育的生物学特性及育性恢复

为了解不同类型异质雄性不育小麦的易恢性差异和不同恢复系的恢复力差异,采用特异性分子标记及醇溶蛋白的A-PAGE检测方法对5种类型同核异质不育系（K706A、Va706A、Ju706A、C6706A、U706A,分别为K、Va、Ju、C6和U型）、保持系（706B）及恢复系（6521-2、LK783、1321、223原-9、9023晚、X 197、宿7078、宿968、中国春、WM5-5）进行1B/1R类型鉴定,同时对不同杂交组合F₁（不育系/恢复系）的自交结实率进行异地（杨凌和三原）分析。结果表明,Va706A、Ju706A、C6706A、U706A、706B为 1BL/1RS易位纯合体,宿968、宿7078、LK783 、1321、6521-2、WM5-5、X197、223原-9为非1BL/1RS易位材料,K706A、9023晚为1BL/1RS易位杂合体。5种细胞质雄性不育系中,K型的易恢性最好,Ju型和U型居中,C6型恢复能力最差。10个恢复系中,LK783和中国春在三原和杨凌恢复度均较高,宿968的恢复能力最弱,但LK783的变异幅度较大,中国春的变异幅度较小,说明中国春恢复能力好且稳定。此外,不育系与恢复系间存在明显的互作关系。     

小麦细胞质雄性不育机理的研究进展

文章就自然或人工诱导产生的小麦细胞质雄性不育（ＷＣＭＳ）的遗传学、细胞学、生理生化特征以及叶绿体和线粒体与ＷＣＭＳ的关系作了概述。“二型学说”解释小麦雄性不育更为合理；不同类型的不育系花粉败育的时期不同；核质生理生化、遗传的不协调，干扰了花粉正常生长发育的过程，从而导致花粉败育。     

小麦线粒体与细胞质雄性不育关系的研究进展

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是小麦杂种优势利用的重要途径之一,大量研究表明CMS是线粒体基因与细胞核基因互作的结果。线粒体基因组是细胞质育性因子的载体,其突变和重组与CMS有直接关系。本文综述了线粒体基因组的结构特征及线粒体DNA多态性、线粒体基因转录、线粒体多肽差异和线粒体细胞学超微结构等几个方面与CMS的关系,并对小麦CMS分子机制进行探讨,以期为清晰揭示CMS形成的分子机制及最终对CMS三系杂交种选育和作物杂种优势利用提供参考。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系D6A及其保持系恢复系和杂种F_1的育性比较

甘蓝型油菜花器官外形、花粉形态与大小、花粉量、花粉育性与萌发率的比较结果表明：在０℃＜日均温＜１０℃下开花，Ｄ６Ａ充分表现出雄性不育，尽管有微粉存在，但花粉败育率高，花粉萌发率极低，花粉管长度较短，因而受精能力弱．     

一种普通小麦细胞质雄性不育系的鉴定及恢保关系研究

07(131)A是从普通小麦高代优良品系07(131)中发现的自然突变雄性不育材料。为了解其在生产上的应用潜力,对其雄性败育特点、不育类型和恢保关系进行了研究。结果表明,07(131)A开花期花药干瘪、不外露、不开裂,花粉粒I2-KI染色表现为染败,带有少量可育花粉。育性正常的07(131)与07(131)A原始不育株杂交,F1表现为不育,再以07(131)单株成对回交,后代还可保持高度不育,表明07(131)A属细胞质雄性不育突变体。对07(131)A与52份不同来源普通小麦品种(系)配制的测交F1组合进行育性调查,筛选出保持高不育的材料4份;保持半不育的材料15份;具有恢复能力的材料33份,其中,高恢复材料30份,完全恢复材料3份。说明在普通小麦品种(系)中存在着07(131)A的保持系和广泛的恢复源。07(131)A在小麦"三系法"杂交育种上具有一定的应用前景。     

小麦雄性不育系BNS及其杂种F1的育性分析

为探讨小麦雄性不育系BNS在小麦杂种优势利用中的应用价值,采用BNS分期播种、F1正常秋播的方法,对其育性表现进行了分析研究.结果表明:(1)正常或稍早秋播时BNS表现高度不育,国内、国际法自交结实率分别为0.23%～1.77%、0.27%～4.06%,晚播时不育转换成可育,临界播期为10月17日;(2)BNS年际间不育性遗传稳定,且雌蕊活性正常,极易接受外来花粉,国内、国际法饱和授粉结实率分别为79.94%～85.26%、93.58%～100.20%;(3)BNS花粉碘染为圆败型,F1花粉碘染有典败、染败和正常三种类型;(4)BNS不育系具有可恢复性.32个F1代中,有3个组合的国际法结实率<5%,花粉败育率达96%以上,29个的自交结实率为6.28%～156.57%(国际法),其中BNS/SN055525的恢复度最高,国内、国际法结实率分别为95.85%、156.57%,花粉败育率仅为2.02%,结实正常.综上所述,BNS具有早播或正常播不育、晚播可育的特性,且不育性能够稳定遗传,在常规品种(系)中可筛选出高恢复度的恢复系用于杂交制种.     

粘类小麦细胞质雄性不育系恢复性能及其杂种优势和细胞质效应的研究

为更好地揭示粘类小麦细胞质雄性不育系(CMS)的恢复性能、杂种优势和细胞质效应,以推动三系杂交小麦的生产应用,以4类19种异质粘类小麦CMS为母本,与系列恢复系亲本进行不完全双列杂交,获得248个互为同核异质、同质异核、异质异核的杂种F1,对粘类小麦CMS的恢复规律等进行了研究。结果表明:(1)影响粘类CMS恢复性能的主要因素是恢复系、不育系核型、不育系胞质类型,三因素对恢复度的影响表现为:恢复系>不育系核型>不育系胞质类型;(2)粘类CMS与系列恢复系的杂种F1穗长、分蘖均值分别为其亲本的1.129倍和1.273倍,具有很强的杂种优势,株高为亲本的0.997倍,具有一定的负向优势;(3)对粘类小麦CMS产生单倍体的影响表现为:不育系核型>不育系胞质类型>恢复系,单倍体产生程度与不育系核型和不育系胞质类型相关,单倍体产生频率只和不育系核型直接相关,单倍体产生频率与单倍体产生的严重程度没有直接关系,利用特定不育系核型可有效避免产生单倍体。     

应用细胞质雄性不育系构建甘蓝型油菜三交杂种

在测交一代保持不育系不育特性的品种（系）称为临时保持系；将回交３－４代仍能保持不育系不育特性的品种（系）为永久保持系．前者较多，后者较少。临时保持系的研究和三交杂种的应用结果表明；三交杂种方法是克服细胞质雄性不育系微量花粉的有效途径．两个强优势的三交杂种的产量比中油８２１增产１２％以上，一个比相应的单交杂种增产２．２％，一些三交杂种的抗性得到改良。     

人工加速老化处理对小麦种子生理生化特性的影响

为探明小麦种子贮藏过程中的生理生化变化及种子活力下降的主要原因,采用高温高湿人工加速老化的方法,在90%RH(相对湿度)和55℃条件下对非糯小麦及糯小麦种子进行老化处理,测定其发芽率、电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、SOD、POD、CAT活性和可溶性蛋白质含量的变化.结果表明,种子发芽率随老化处理时间的延长而逐渐降低,且在相同处理时间下非糯小麦种子的发芽率都高于糯小麦;种子浸出液电导率则随处理时间延长呈微升趋势,在整个处理过程中非糯小麦种子浸出液电导率均低于糯小麦;非糯小麦POD活性、SOD活性总体上明显高于糯小麦种子,而可溶性糖、可溶性蛋白质和丙二醛含量则低于糯小麦.非糯小麦种子的抗老化能力显著强于糯小麦种子.     

不同栽培方式对小麦生理特性和产量的影响

为了明确垄作栽培对小麦生理指标和产量性状的影响,研究了平作、垄作1(垄沟内种植1行小麦)、垄作2(垄沟内不种植小麦)等3种不同栽培方式下的小麦生理特性和产量变化.结果表明,无论是NDVI(归一化植被指数)、SPAD值(叶色值)值还是灌浆速率,均是灌浆前增加,到了灌浆期后开始下降;垄作产量大于平作,增产幅度为5.16%～14.52%.垄作栽培与平作相比,有利于产量的形成.     

利用cDNA-RAPD方法筛选与V型小麦细胞质雄性不育育性相关的线粒体转录产物的研究

为了研究V型细胞质雄性不育小麦的不育机理,以V型细胞质雄性不育小麦的一套近等基因系为材料,利用cDNA-RAPD方法对不育系、保持系和杂种F1线粒体RNA进行了比较分析.共用了284个引物,有104个引物在不育系和保持系间存在扩增差异,22个引物在不育系和杂种F1间存在扩增差异,找到了一个在不育系中特异表达的差异片段S238999,Northern杂交证实该片段在不育系、保持系和杂种F1的转录的确有差异,它的转录本丰度随着恢复基因的导入明显降低,表明该片段与V型小麦细胞质雄性不育具有一定的相关性.通过NCBI数据库的同源性比对,发现该片段仅与一个Hordeum vulgare基因组DNA片段有84 bp的同源序列,表明这是一个新的可能与V型小麦细胞质雄性不育相关的序列.     

小麦核质杂种的生理特性及遗传效应分析

为探索核质杂种的内在生理变化与杂种优势的关系及其遗传效应,以8个小麦核质杂种及其父母本为材料,进行了田间光合速率和蒸腾速率的测定.结果显示,核质杂种的光合速率与蒸腾速率均高于父母本,表现出核质杂种优势;通过对苗期小麦进行的PEG水分胁迫和10℃的冷处理,从处理前后的脯氨酸、丙二醛含量和电导率的变化看,北节/633和北节/3653*太85两个核质杂种抗旱性最好,北节/139杂种抗寒性最好,而且苗期生理指标与田间光合速率和蒸腾速率的测定相吻合,预示了这些核质杂种有良好的推广价值和应用前景.     

垄作栽培对小麦生理特性和产量的影响

为明确垄作栽培对小麦生理特性和产量的影响,以豫麦50（弱筋）、郑麦975（中筋）和藁麦8901（强筋）3个小麦品种为材料,分析了2种栽培方式（平作、垄作）下小麦生理特性和产量的差异。结果表明,垄作小麦灌浆后期旗叶生理活性高于平作。藁麦8901和豫麦50及郑麦975在灌浆后期旗叶SPAD值均是垄作高于平作,同时垄作栽培也有助于增强旗叶游离氨基酸含量和NR(硝酸还原酶)的活性,提高旗叶氮素同化能力,促进生育后期旗叶氮素向籽粒的再运转。垄作栽培小麦产量较传统平作有显著提高,增产幅度达9.26%～14.52％。垄作栽培主要通过增加小麦穗粒数或单位面积穗数来提高小麦产量,而对千粒重无显著影响。     

染色体工程技术在小麦雄性不育研究和杂种优势利用中的应用

染色体工程技术主要包括染色体的添加、削减和代换。随着科学技术的不断发展，现代生物技术亦融入到染色体工程技术，赋予染色体工程以新的内容，不仅包括在染色体组、染色体和染色体片段水平上所进行的染色体遗传操作，而且涵盖了染色体原位杂交、染色体微切割和人工染色体等新技术。本文阐述了染色体工程技术在小麦雄，巨不育研究和杂种优势利用中的应用，其主要有：(1)育性基因的定位，如育性基因的单体、缺体、端体和缺四体分析等；(2)外源育性基因的染色体鉴定；(3)核型雄性不育的染色体保持技术；(4)育性载体染色体的定向替换等。本文还对染色体工程技术研究应用进展进行了分析与展望。     

小麦高效吸收利用氮素的生理生化特性研究进展

氮素供应直接影响小麦的产量和品质。本文探讨了影响小麦氮素吸收刺用效率的生态因子，并分析了氮与小麦叶绿素含量、叶片气孔导度、光舍产物及硝酸还原酶等一些重要酶类的关系，适量增施氮肥可显著提高小麦旗叶叶绿素含量和光舍效率，提高叶片气孔导度，在灌浆后期使可溶性糖和淀粉含量增加，并能提高贮藏器官中蛋白质含量。施氮还可调节小麦硝酸还原酶、SOD、POD等的活性，协调碳氮代谢水平，延缓叶片衰老，使籽粒产量和蛋白质含量均提高，从而实现了高产与优质的统一。     

小麦核质互作杂交种农艺性状和籽粒性状的杂种优势分析

为探究核质互作杂交种不同性状间的遗传变异规律和杂种优势,用8种小麦同核异质、同质异核雄性不育系分别与恢复系R5174、R2726组配获得16个杂交组合,对其F₁代及亲本的11个农艺性状和6个籽粒物理性状进行遗传变异、杂种优势、相关性、主成分及聚类分析。结果表明：（1）F₁表型性状的变异系数为3.00%～32.72%,农艺性状的变异系数大于籽粒性状;（2）不同性状间杂种优势差异显著,中亲优势和超亲优势分别为0.22%～12.50%和-13.51%～3.61%,其中正中亲优势组合最低比例为50%,正超亲优势组合最高比例可达81.25%;（3）粒形与旗叶面积呈显著正相关,与穗长、小穗数、穗粒数呈显著负相关;（4）从通过主成分分析得到的F₁代综合得分看, P型和Y型细胞质背景下的AK58不育系与R2726的杂交组合F₁表现最好;（5）通过聚类分析可将F₁分为两大类,其中第二大类包含除AS细胞质背景的AK58异质不育系与恢复系R2726组配的杂交组合,其共同的特征是籽粒表面积大、千粒重高及旗叶性状较好,表型性状的综合表现优于第Ⅰ类群,说明杂交种的性状受恢复系和不育系核背景影响较大。