温敏雄性不育系小麦BNS败育的细胞学观察

[目的]为了明确温敏雄性不育系小麦BNS雄性败育的细胞学机制。[方法]采用醋酸洋红染色对温敏雄性不育系小麦BNS花粉母细胞减数分裂和小孢子发育过程进行细胞学观察,采用浓度1%I2-KI溶液染色法进行花粉育性统计。[结果]BNS不育系在减数分裂过程中异常,中期Ⅰ出现染色体滞后现象;二分体时期细胞质分配不均匀,染色体靠边,没有在细胞中央;四分体时期子细胞大小不一,其子细胞存在落后染色体,有的二分体经过第2次分裂没有形成4个子细胞,而是分成3个子细胞;小孢子发育过程中观察到单核靠边期,未能发育到双核期和三核期,还出现空孢现象;开花期的花粉彻底败育。而扬麦13能形成正常的二核期和三核期,花粉可育。[结论]减数分裂过程中出现的异常行为是导致BNS花粉败育的原因之一。单核期是其败育的关键时期。     

温敏核雄性不育小麦BNS的育性转换规律初探

为探讨低温雄性不育小麦BNS的育性转换规律,2007-2009年通过分期播种试验,对BNS育性转换特性进行了初步研究。结果表明,BNS具有不育彻底、育性转换彻底的特性,育性变化趋势为:完全败育-半不育-完全可育。低温是影响BNS育性转换的主要原因,表现低温不育,高温可育。BNS感受低温的敏感部位为发育的幼穗;BNS育性转换敏感期在抽穗前5~18 d,即雌雄蕊分化期至四分体形成期;在温度敏感期内,温度低于8℃时表现彻底不育,8~12℃是育性转换温度,温度高于12℃时表现完全可育。在豫北地区,9月23日-10月17日播种,表现彻底不育,可用于生产杂交种;11月18日以后播种均表现完全可育,可以自交繁殖不育系种子。     

甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A 花药发育的细胞学研究

【目的】明确甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花药败育的时期及细胞学特征,为进一步研究其雄性不育的机理奠定理论基础。【方法】用不同温度（16℃和22℃）处理试验材料不育系TE5A,分别观察植株的育性及花器形态;并采用常规半薄切片技术,通过甲苯胺蓝、苯胺蓝和苏丹黑B等染料进行染色,观察并比较该不育系TE5A不育植株和可育植株花药发育的显微结构、胼胝质以及脂质体等脂类物质的异同;进一步通过透射电镜对其花药发育的超微结构进行比较观察。【结果】当把可育株油菜从16℃光照培养箱移到22℃光照培养箱后7 d,观察到花朵的育性转变为雄性不育。把22℃光照培养箱的不育株油菜移到16℃光照培养箱后,观察到先开放的花朵表现为雄性不育,而随后开放的花朵表现为雄性可育。在不育环境下的不育株TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但不育株花朵的花丝显著短于可育株的花丝,并且花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。在不育环境下,不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,花粉母细胞减数分裂发生异常,没有二分体及四分体的形成,形成“拟小孢子”。胼胝质在花粉母细胞时期可以正常合成,但后续的降解滞后,在四分体时期没有降解,直至花粉粒成熟期才开始降解。绒毡层没有观察到明显异常,并能分泌脂质体等脂类物质。“拟小孢子”的花粉粒外壁发育异常,无法形成具有特殊柱状体和顶盖结构的花粉粒外壁,因此,不能结合孢粉素和脂质体等物质。随着花药的继续发育,最后“拟小孢子”逐渐降解,只剩下花粉空壳。【结论】甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A花朵的花瓣大小和形态与可育株花朵没有明显差异,但花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,没有花粉粒附着在上面。不育系TE5A花药败育发生在花粉母细胞减数分裂时期,减数分裂异常导致无法形成二分体及四分体,并且胼胝质的异常降解及花粉粒外壁的异常对花药败育也有重要影响。甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系TE5A可以作为一新型甘蓝型油菜温敏细胞核雄性不育系材料。     

小麦温敏雄性不育系BNS的遗传稳定性及恢复性

【目的】研究小麦温敏雄性不育系BNS的遗传稳定性和恢复性。【方法】采用BNS分期播种(2011-10-08、10-28、11-11及2012-02-13、03-12)、BNS与常规品种(680个)测交、BNS与YS型温敏雄性不育系732A正反交等方法,研究BNS的遗传稳定性、可恢复性及其与其他温敏不育系的关系。【结果】(1)随播期的延迟BNS自交结实率逐渐提高,国际法、国内法计算的自交结实率分别为18%~126%和7%~79%,但晚春播(2012-03-12)小麦育性较早春播(2012-02-13)下降;不同播期的自交种正常秋播,自交结实率均很低且保持稳定,国际法、国内法计算的自交结实率分别为11%~18%和3%~6%;随着播期的延后,孕穗期至抽穗期缩短明显,由19d缩短为9d。(2)在正常秋播的BNS小麦中发现的3株完全可育株(BNSB1、BNSB2和BNSB6),单株收获并正常秋播,各群体均为完全可育株,自交结实率与小偃22接近。(3)测交的680个组合的杂种F1中,16个组合自交结实率(国际法)达到90%以上,占总组合的2.35%,其中7个组合自交结实率达到100%(国际法)以上,且超过对应父本的自交结实率。(4)BNS与732A的正反交F1均自交可育,自交结实率(国际法)分别为38.89%和40.63%,且732A的强恢复系均不能成为BNS的恢复系。【结论】小麦的温敏雄性不育系BNS的温敏不育特性可稳定遗传,是非K型细胞质的不育类型小麦。     

番茄花粉败育型雄性不育研究进展

雄性不育在植物界普遍存在,利用雄性不育可简化制种程序。随着科学家对植物花药和花粉发育分子调控机制的深入研究,通过人工创制番茄花粉败育型雄性不育突变体已成为可能。综述了番茄花粉败育与环境、能量代谢、分子机制等方面的关系,以期为番茄花粉败育型雄性不育基因工程研究提供参考。     

大白菜温敏雄性不育TsCMS7311育性恢复的细胞学观察

以大白菜温敏雄性不育系TsCMS7311为试材,对发生育性恢复和未发生育性恢复的花药进行细胞学观察。结果表明,在孢原细胞期之前,二者没有明显差异。常温下,未发生育性恢复的花药在孢原细胞期就停止发育;少数花药1~2个角隅处可分化形成孢原细胞,造孢细胞,花粉母细胞,但花粉母细胞在减数分裂的第一次分裂时解体。在低温处理条件下,育性恢复,花药发育正常,经过孢原细胞期、造孢细胞期、花粉母细胞期后,可以顺利形成四分体,可育花药的四分体可以释放出小孢子并发育为成熟的花粉粒,同时绒毡层细胞开始解体,最后消失。     

番茄花粉败育型雄性不育研究进展

雄性不育在植物界普遍存在,利用雄性不育可简化制种程序。随着科学家对植物花药和花粉发育分子调控机制的深入研究,通过人工创制番茄花粉败育型雄性不育突变体已成为可能。综述了番茄花粉败育与环境、能量代谢、分子机制等方面的关系,以期为番茄花粉败育型雄性不育基因工程研究提供参考。     

光温敏核不育小麦ES—10雄性败育机制研究

观察了光温敏核不育小麦ＥＳ－１０的雄性发育过程。结果表明，在花粉母细胞减数分裂期间，出现诸多异常现象，但是大多数花粉母细胞能进行正常的减数分裂，形成正常的四分体。在花粉粒发育时期，能形成正常的单核花粉粒，大部分单核花粉粒能进行有丝分裂形成二核或三核花粉粒。但是，其细胞质稀薄解体，营养核不清，花粉粒变为椭圆形、三角形和多边形。花粉败育主要发生在二核期到三核期，花粉粒以染败为主，败育率为１００％。     

甘蓝型油菜3种类型雄性不育系花药败育的细胞学研究

 【目的】了解甘蓝型油菜不同类型雄性不育系的败育时期与细胞学特征。【方法】以细胞质雄性不育系392A、隐性核不育系86A与显性核不育系629A为材料，保持系392B作对照，采用常规石蜡切片技术，对甘蓝型油菜雄性不育系的花药败育过程进行细胞学研究。【结果】86A花粉母细胞不能进行减数分裂；629A花粉母细胞进入减数第一分裂后解体、不能完成减数分裂；而392A是否败育，则受温度的影响，在高温下（日均温≥10℃）不产生花粉囊，花药败育，低温条件下则发育正常，雄蕊可育。【结论】86A和 629A同属花粉母细胞败育型，392A属无花粉囊败育型，392A的温度敏感时期是在孢原细胞期前。392A、86A和629A的花药败育与绒毡层发育异常有密切的关系。     

冬春温度变化对小麦温敏雄性不育系BNS的育性转换影响

BNS是一个主体受温度控制的新型小麦雄性不育系,表现为花粉发育在低温下(8℃)不育,高温下(12℃)可育。BNS不育性稳定,但年份间常有波动,一些年份自交结实率上升显著。为了弄清楚BNS育性波动的原因,连续3a观察不同播期的BNS穗分化过程,分析连续6a调查的BNS自交结实率与对应年份的冬春温度变化,结果发现,冬季和春季温度的改变显著影响BNS的自交结实率。一般规律是,暖冬年份自交结实率低,寒冬较高,暖春年份自交结实率高,寒春较低。该现象的形成主要是BNS冬季生长发育速度所致,暖冬年份BNS冬季仍保持生长,到春季时完成温度敏感期前的发育,较早进入温度敏感期,此时的春季温度较低,因此BNS不育;然而在寒冬年份,BNS停止生长,春季需生长一定时间才进入温度敏感期,进入时气温已较高,因此诱导育性转换,自交结实率增高。BNS冬季生长发育速度在穗分化观察中得到验证。该机理解释了不同年份BNS自交结实率的波动,并根据冬春温度可预测BNS的育性转换。     

小麦温光敏雄性不育系BNS育性恢复性测定及杂种优势

以小麦温光敏雄性不育系BNS为母本,480个常规品种（系）为父本配制组合,研究BNS育性的恢复性。结果表明,BNS不育系具有可恢复性,但恢复源很窄。在480个组合中筛选出自交结实率达50%以上的组合22个,对这22个组合杂种F₁自交结实率和7个农艺性状的杂种优势进行分析,发现22个杂种F₁组合恢复幅度为53.47%~93.81%（国际法）、42.42%~76.43%（国内法）,其中3个组合的育性得到较好恢复,分别是BNS/西农9062、BNS/N9209选、BNS/K460,其自交结实率（国际法）分别为93.81%、91.67%和91.38%,说明这3个材料携带有BNS的育性恢复基因。22个组合杂种F₁普遍存在一定的杂种优势,7个农艺性状大都表现出正向优势,组合BNS/西农9062、BNS/N9209选和BNS/K460杂种F₁,除千粒质量正向优势不明显外,其余性状都表现出一定的正向优势,这3个组合杂种优势表现强,具有应用于生产的潜力。     

温光敏雄性不育小麦BNS育性的遗传效应分析

【目的】探究新型生态型雄性不育系BNS的遗传特点,为不育系的转育与改良提出理论指导,并为BNS败育机制的进一步研究奠定基础。【方法】利用7个品种（系）与BNS的正反交组合,判断BNS雄性不育的胞质效应,并利用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型,连续3年对BNS/山农055525 F1、F2的育性表现进行分析,判别其最佳模型,并估计遗传参数。【结果】BNS雄性不育性主要受核基因的控制,部分品种（系）表现胞质效应。BNS/山农055525 F2育性呈现连续分布状态,具有明显的多峰或偏态现象,遗传符合E_1,即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因模型。主基因遗传率为72.5%—79.7%,多基因遗传率为4%—11.6%,环境方差占表型方差的比例为8.8%—23.6%。BNS雄性不育基因的表达受温度因子的影响较大,F2自交结实率及遗传参数因年度间的温度不同而异。【结论】BNS的雄性不育性受2对主基因和多基因的共同控制,并初步发现存在一定的胞质效应。2对主基因对育性的遗传影响较大,其加性效应远远大于显性效应。因此,在不育系的转育与改良过程中可以进行早代选择,以提高育种效率。     

BNS小麦雄性不育系育性的稳定性和波动性

BNS 是一个对低温敏感的小麦雄性不育系,多年观察研究表明,该不育系具有稳定的不育性和转换性。但2012年对7个播期的BNS育性观察发现,与已报道的2008、2009年资料相比,各分期播种的花粉可育率上升0.46%～19.94%,部分达显著水平;自交结实率提高2.74%～34.59%,达显著或极显著水平。将开花前32 d每4 d设1个温度子阶段,对各播期子阶段的滑动积温与花粉可育率和自交结实率做相关分析,发现温度对育性影响可覆盖花粉发育绝大部分时期,开花前4 d的温度影响仍达显著水平。气象资料调查表明,2012年是一个温度相对较高的年份,材料种植地区4月份最低气温较近5 a高,正是该高温导致2012年BNS不育性下降,可育率提高。可见,确定BNS的安全不育播期应充分考虑当地可能出现的特殊气象温度。     

小麦BNS雄性不育显性遗传方式的观察与分析

BNS(Bai-Nong sterility)是一个对温度敏感的小麦雄性不育系,有完全的不育性和高自身转换性,在小麦杂交育种中有重要利用价值。为探讨该不育系的遗传方式,用该不育系与455个正常可育小麦品种杂交,结果发现F_1代套袋自交结实率从0到91%非正态连续分布,平均值24.52%,其中与BNS自交结实率相同的高不育组合占总组合数的15.42%,达到父本育性水平的高恢复组合占0.88%,其余是由低到高的部分不育组合。用F_1典型不育组合正反交,结果发现反交组合自交结实率虽提高显著,但远不达可育水平,仍是不育类型,表明BNS是核不育,不是质核互作不育。在核不育模式下,由于F_1有大量不育组合,表明BNS的不育性在F_1具有显性特征,由于F_1也有完全恢复组合,表明这些组合的父本中有恢复基因,且是非等位的。因此,BNS的不育性应是显性不育和非等位显性恢复的遗传模式。用F_1典型不育组合的F_2估计不育主效基因是2对,典型恢复组合F_2估计恢复主效基因也是2对。在2对显性不育基因和2对显性恢复基因的核遗传方式下,推断BNS、不育保持父本、不育恢复父本的基因型,然后用自交法和测交法检测后代分离,其中测交法用BNS测交可育组合的F_1基因分离,用无恢复基因的"郑麦366"测交不育组合F_1基因分离,4年共观察了16个F_2自交组合,20个Ft测交组合,结果表明,F_2和Ft的自交结实率不育与可育分离比与理论期望分离比均吻合,说明BNS的"显性不育和非等位显性恢复"遗传模式成立。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系NCa花药发育的细胞学观察

 NCa不育系是从甘蓝型油菜与埃塞俄比亚芥的远缘杂交后代中选育出来的。利用光学显微镜和透射电镜对NCa不育系的花药发育过程进行了显微结构和超微结构观察。结果表明，NCa雄性败育发生于单核花粉晚期。其主要特点是：花粉母细胞可以通过减数分裂，四分体可以释放出小孢子，释放出的单核小孢子可以继续发育并在早期形成花粉壁，但是晚期单核花粉细胞质和细胞核相继降解，仅剩下含大液泡或内空的花粉壁；在四分体时期以前绒毡层与正常花药组织的无异，但随后细胞质开始逐渐小液泡化并最终解体。与已经研究过的其它油菜细胞质不育系相比，该不育系的败育时期相对较晚；其花药败育特点明显不同于已研究过的所有油菜胞质不育类型。     

小麦不育系BNS在石家庄地区育性转换规律的研究

2006～2010年在河北省石家庄地区自然条件下,对小麦温敏不育系BNS进行分期播种试验,研究了其在石家庄自然生态条件下的开花习性和育性转换规律。结果表明：播期对BNS育性影响较大,随着播种期的推迟,BNS雄性育性表现为完全败育或高度不育→半不育→完全可育的育性转换规律。BNS在石家庄地区10月9日以前播种,具有稳定的不育期,在此时期制种安全可靠;在11月10日以后播种,具有稳定的可育期,并且自交结实率高,繁殖系数高。     

大豆光敏雄性不育株88-428BY-827小孢子母细胞的细胞学观察

 以长光照条件下的大豆光敏雄性不育88-428BY的雄性可育株为对照,对其短光照条件下的雄性不育株进行了小孢子母细胞减数分裂的观察。结果表明,88-428BY-827雄性不育株花粉败育在发育各个时期都发生。88-428BY-827雄性不育株小孢子母细胞减数分裂的染色体的行为出现了多种类型的异常现象:联会异常、单价体、三价体、染色体落后、染色体粘连、染色体桥、染色体不均等分离等;单核小孢子阶段小孢子饱满、细胞核内染色体明显且超出正常的染色体数目;少数小孢子的萌发孔为4个;成熟的花粉粒大小不等、形状不规则、甚至形     

YM型小麦温敏雄性不育系ATM3314育性遗传研究

以YM型小麦温敏雄性不育系ATM3314与恢复系中国春配制杂交组合,连续2 a对该组合的P1、F1、P2和F2代的育性进行了调查,采用植物数量性状主基因+多基因混合模型4世代联合分析法对YM型小麦温敏雄性不育系育性遗传进行了研究。结果表明,YM型小麦温敏雄性不育系育性受2对加性-显性-上位性主基因+多基因联合控制,主基因遗传率很高,分别为95.62%和90.32%;2008年为加性-显性-上位性多基因控制,2009年为加性-显性多基因控制,多基因遗传率分别为0.058%和6.11%,表明环境对其育性波动有较大影响。