研究解析油菜新型雄性不育系的败育机制

正中国农业科学院油料作物研究所油料作物逆境生物学和抗性改良团队鉴定了一个新的异源细胞质雄性不育基因orf346,并解析了该基因调控花粉败育分子机制,对阐明十字花科细胞质雄性不育分子机理和促进油菜野芥不育系统的育种应用具有重要意义。相关研究成果发表在《作物杂志(The Crop Journal)》上。     

芥菜类蔬菜杂种优势利用的研究进展与展望

芥菜起源于中国,属于十字花科芸薹属作物,现已成为我国南方重要特色蔬菜,主要包括叶用芥菜、茎用芥菜、根用芥菜以及薹用芥菜等,在全国各地均有栽培。由于芥菜是常自花授粉作物,花器官小,细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是芥菜杂种优势利用的重要途径。目前研究得比较多的芥菜细胞质雄性不育系有hau CMS、ogu CMS和oxa CMS等。本文主要综述了国内外学者对芥菜雄性不育与杂种优势利用的研究进展,并展望了芥菜杂种优势利用的方向和目标,为芥菜类蔬菜杂种优势利用提供理论基础和材料来源。     

植物CMS 不育基因的研究进展

植物细胞质雄性不育是指植物的生殖器官不能产生雄配子,而雌器官发育正常,可接受外来花粉正常结实的一种生物学现象。细胞质雄性不育是由核基因和线粒体基因互作共同起作用,影响了植物花药的绒毡层和正在进行减数分裂的细胞,从而导致植物体花粉产生败育。在生产上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。雄性不育现象无论是在遗传方向还是分子水平上一直以来都是科学家们研究的热点,深入研究细胞质雄性不育的机制有利于更有效地在生产上加以利用。对近年来植物细胞质雄性不育中发现的细胞质雄性不育基因的来源及分类、细胞质雄性不育与杂种优的相互关系、细胞质雄性不育的机理及目前发现的细胞质雄性不育基因进行概述,并探讨了植物细胞质雄性不育研究的发展前景。     

利用细胞质雄性不育系生产萝卜一代杂交种

采用细胞质雄性不育系生产萝卜一代杂交种(F1)是解决萝卜生产用种混杂难题的最佳途径。试验观察了从种植田中选出的萝卜细胞质雄性不育植株RS-CMS1的花器结构、花粉母细胞减数分裂行为和花粉粒形态特征,介绍了本课题组萝卜细胞质雄性不育转育工作的进展情况。试验结果表明,RS-CMS1植株的雄性不育只受细胞质基因控制。本研究是启动利用细胞质雄性不育生产萝卜一代杂交种研究的第一步。另外,还提出了利用萝卜细胞质雄性不育生产白菜等重要芸薹属蔬菜一代杂交种的新策略和新构想。     

萝卜与芸薹属物种间的远缘杂交研究进展

萝卜是十字花科植物中与芸薹属亲缘关系最近的物种,是芸薹属植物遗传改良的宝贵种质资源,可提供细胞质雄性不育基因、恢复基因、自交不亲和基因以及多种抗逆基因。笔者概述了近1个世纪以来萝卜与芸薹属物种间远缘杂交的研究进展,包括萝卜属与芸薹属植物的亲缘关系、杂交不亲和性机理、改良杂交效率的技术和手段、萝卜优异基因在近缘种中的应用、新型遗传材料的创制及人工合成新物种,并对萝卜属与芸薹属远缘杂交育种的前景进行了展望。     

萝卜与芸薹属物种间的远缘杂交研究进展

萝卜是十字花科植物中与芸薹属亲缘关系最近的物种,是芸薹属植物遗传改良的宝贵种质资源,可提供细胞质雄性不育基因、恢复基因、自交不亲和基因以及多种抗逆基因。笔者概述了近1个世纪以来萝卜与芸薹属物种间远缘杂交的研究进展,包括萝卜属与芸薹属植物的亲缘关系、杂交不亲和性机理、改良杂交效率的技术和手段、萝卜优异基因在近缘种中的应用、新型遗传材料的创制及人工合成新物种,并对萝卜属与芸薹属远缘杂交育种的前景进行了展望。     

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。     

试论核、质关系的相对性

研究了有关雄性不育性的诸种学说。通过玉米新不育类型的选育和对有关类型的测定研究,以及在其他作物上的例证分析,提出了核、质关系在恢、保效应上的相对性论点,和并不一定存在单一或若干个颗粒性细胞质不育基因的设想。认为玉米等作物上的有关细胞质雄性不育性,发生于一定的核内育性基因与另一类细胞质体系的综合作用。     

芸薹属作物分子遗传连锁图谱应用研究进展

 从芸薹属作物分子遗传连锁图谱的研究现状出发,综述了分子遗传连锁图谱在芸薹属作物重要农艺性状基因定位和辅助育种、比较作图、基因组结构和起源进化等方面的最新应用进展,对今后的研究方向提出了建议。     

芸薹属作物重要农艺性状分子标记研究进展

综述了近年来芸薹属作物一些重要农作物农艺性状的分子标记进展情况,如抗病基因的分子标记、芸薹属生殖相关和芥子油苷有关的基因标记以及其它农艺性状的分子标记。     

芸薹属作物雄性不育研究进展

综述了芸薹属作物雄性不育系的花器的形态特征,以及芸苔属作物雄性不育系花粉败育的细胞学与生理生化研究进展,同时对两种不育类型的遗传机制研究进展进行了概述。     

棉花CMS及其育性恢复基因的研究现状

利用作物杂种优势生产杂交种的主要授粉控制系统是细胞质雄性不育及其恢复系统。在杂交品种的选育过程中,优良恢复系的准确选育至关重要。主要综述了棉花细胞质雄性不育种质及恢复系的利用、遗传方式、生理生化研究,育性恢复基因的遗传定位,棉花细胞质雄性不育及其育性恢复的分子生物学研究,以及棉花育性恢复基因的克隆和PPR基因家族的研究进展。     

大白菜细胞质雄性不育研究进展

细胞质雄性不育在大白菜杂种优势利用中具有非常重要的应用价值。大白菜细胞质雄性不育主要分为大白菜波里马细胞质雄性不育(Pol CMS)和萝卜细胞质雄性不育(Ogu CMS)两种类型。Pol CMS已在生产实践中得到应用,而Ogu CMS在生产应用方面还存在一些问题,需要进一步完善。对大白菜细胞质雄性不育形成机理的研究结果表明,细胞质雄性不育系的花药组织在发育过程中脱落酸和细胞分裂素的含量均高于其相应的保持系,而游离氨基酸(特别是脯氨酸的含量)、蛋白质、可溶性糖等营养物质均低于其保持系。大量的证据表明,线粒体基因组的重组或重排是造成细胞质雄性不育的关键因素,但是目前尚无直接证据表明叶绿体与细胞质雄性不育相关。本研究从以上几个方面综述了近年来大白菜细胞质雄性不育的研究进展,并对其发展前景进行了预测与展望。     

辣椒细胞质雄性不育相关线粒体基因片段的克隆及序列分析

【目的】探究3种不同类型辣椒细胞质雄性不育材料的不育分子机理,寻找与雄性不育相关的基因。【方法】采用高盐-蛋白酶K法提取辣椒细胞质雄性不育系及其保持系的绿色叶片线粒体DNA(mtDNA),根据已报道的辣椒细胞质雄性不育相关基因orf456序列设计特异引物,利用PCR反应,从3种不同类型辣椒细胞质雄性不育材料线粒体基因组中均扩增出330 bp左右大小的条带。【结果】经克隆测序及序列分析表明,3种不同类型辣椒细胞质雄性不育材料所获片段序列完全一致,大小为330 bp,命名为CMS330,与orf456核酸序列同源性达99%。【结论】3种不同类型辣椒细胞质雄性不育材料具有相似的不育分子机理。     

玉米GDS细胞质雄性不育系的育性观察

玉米是最早利用杂种优势的作物.60年代末,中国开始应用玉米雄性不育系,但由于各种原因,目前已育成的细胞质雄性不育系,都未能大面积应用于生产.因此,采用各种途径扩大细胞质类型范围,进一步选育和应用具有不育性状稳定、高度抗病,又便于实现三系配套的新的玉米不育系,具有...     

植物线粒体结构基因组研究进展

植物线粒体基因组具有复杂的结构特征:基因组200~2 400 kb不等,变化大、重组频繁,存在水平基因迁移现象等。基因组中既含有非常保守的功能基因,也存在高度变异的基因间区序列。大量研究表明,线粒体基因组是植物细胞质雄性不育因子的载体。综述了近年来植物线粒基因组结构特征、基因组成和热点研究的进展,为进一步深入研究植物细胞质雄性不育的分子机理,并为胞质雄性不育三系杂交种选育、作物杂种优势利用提供理论指导。     

芸薹属植物细胞质特异分子标记的开发

开发芸薹属植物细胞质特异分子标记,为芸薹属植物种质资源鉴定、保护及育种利用奠定基础。33份芸薹属植物中,20份甘蓝型油菜,2份芥菜型油菜,2份埃塞俄比亚芥,3份甘蓝,2份白菜,2份黑芥,以及芸芥和板蓝根各1份作为对照,利用细胞质特异分子标记进行PCR扩增分析。笔者前期研发的一步多重PCR技术不仅能将pol、ogu、IP-ogu、nap、cam等5种细胞质类型鉴别开来,而且在埃塞俄比亚芥、黑芥、甘蓝、芸芥和板蓝根中扩增出特异的条带。引物Indel-F/R在具有nap细胞质的甘蓝型油菜材料中特异扩增出1个长度为344 bp的条带,该扩增产物比pol和cam细胞质材料中扩增产物多1个长度为93 bp的InDel,可作为区分nap细胞质的特异分子标记。引物mtSSR2-F/R和rsp3F/R-1在埃塞俄比亚芥和黑芥中扩增产物与其他参试芸薹属植物不同,可用作区分埃塞俄比亚芥和黑芥细胞质类型的分子标记。     

棉花细胞质雄性不育与育性恢复研究进展

棉花细胞质雄性不育在杂种优势的利用上具有重要的作用。利用棉花细胞质雄性不育和育性恢复系统突破了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。详细阐述了棉花细胞质不育系和恢复系遗传学的研究及利用,细胞质雄性不育相关线粒体基因、育性恢复基因相连锁分子标记的开发以及恢复基因的遗传精细定位,育性相关基因的克隆等方面的研究工作,提出了存在的问题,展望了今后工作的研究方向。     

植物雄性不育类型及其遗传机制的研究进展

对植物雄性不育分类方法和类型进行了概述 ;对细胞质雄性不育的经典遗传及其分子遗传机制、细胞核雄性不育的遗传及不育基因的定位等研究进展进行了综述     

芸薹属作物分子标记研究

通过对已有资料的分析 ,从芸薹属作物分子连锁图的现状 ,芸薹属作物比较作图研究以及重要农艺性状的分子标记等方面 ,概述了芸薹属作物分子标记的研究进展 ,并对今后的研究方向提出了建议