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。     

植物细胞质雄性不育分子机制研究进展

植物细胞质雄性不育(CMS)主要是由核基因组和细胞质基因组不协调所导致。作为遗传育种的有力工具,细胞质雄性不育对于杂种优势的利用十分重要。长期以来对CMS机理的研究却远滞后于对CMS的利用。本文从嵌合ORF、线粒体功能缺陷、细胞程序性死亡以及MADS-box基因的功能等几个方面综述植物细胞质雄性不育分子机制的研究进展,为进一步探索其机制提供参考。     

遗传型小麦核雄性不育研究进展

小麦核雄性不育是小麦杂种优势利用途径之一。但小麦核不育往往由于缺乏稳定的保持系而限制了应用。标记性状尤其是籽粒颜色标记是解决不育小麦保持问题的一个较理想的途径。蓝标型小麦核不育体系的育成和矮秆基因的导入,为小麦核不育杂优利用创造了基础材料。利用籽粒颜色标记太谷核不育小麦,对于其育种应用和杂优利用有一定意义。作者还对ＶＥ型不育系的蓝粒标记,蓝标型不育保持系的粒色表现及杂种优势的表现等同问题进行了讨论     

具有山羊草细胞质小麦的光敏型胞质雄性不育系研究

研究了具有粗厚山羊草、牡山羊草或瓦维洛夫山羊草细胞质的普通小麦Ｎ２６雄性不育光周期反应和育性恢复模式，Ｄ＾２型细胞质Ｎ２６异质系在长日照条件（≥１５ｈ）下表现为几乎完全雄性不育，在短日照（≥１４．５ｈ）条件下雄性高度可育，温度对降低雄性育性没有明显影响，把这类雄性不育称为“光敏型细胞质雄性不育”。ＰＣＭＳ表现为雄蕊雌化，组织学研究表明，在雌化雄蕊内有不完全胚珠结构，而没有毡层细胞和花粉粒。植株的小     

高梁雄性不育系败育机理研究进展

高粱的雄性不育有多种类型,发生的原因复杂。对高粱雄性不育机理的探索一直是高粱杂种优势研究的重要领域。近年来采用细胞学和分子生物学方法对高粱雄性不育的研究取得了一些新的成果,从绒毡层细胞结构与功能的分析、减数分裂以及ATP酶的分布特征、不同的细胞生物学研究角度探索了雄性不育花药的败育过程。这些研究进展不仅对探明高粱雄性不育机理、恢复机制等有重要价值,而且对促进高粱杂种优势利用研究有重要意义。本文着重从细胞学水平介绍有关高粱花药败育过程的研究进展。     

小麦雄性不育保持系花培选育法

作者以前曾设想利用粘果山羊草（Ａｅ．ｋｏｔｓｃｈｙｉ）的Ｓ＾ｖ型细胞质与１ＢＬ－１ＢＳ染色体互作产生的雄性不育培育杂交小麦（Ｔｏｒｉｙａｍａ等，１９９１，１９９３），在此设想中，雄性不育保持系可通过两个渠道获得，即回交法（Ｎｏｎａｋａ等，１９９３）和花药培养法。本文报道花药培养的结果。用１ＢＬ－１ＲＳ染色体携带者９１１－Ｂ－８－１０（简称ｓｔ．９１１）与１３个日本品种杂交，用Ｆ１及Ｂ１Ｆ１植株的花     

生态雄性不育小麦ES—10育性转换的温光效应分析

在长沙通过连续三年的分期播种试验,研究了生态雄性不育小麦ＥＳ－１０的育性转换的温光效应。结果表明：ＥＳ－１０为一个具有明显育性转换特征的生态雄性不育系,其雄性育性转换受光温两因子的作用,短日低温下表现不育,长日高温下表现可育,温度为其育性波动的主要影响因素,其对温度的敏感期为药隔期至花粉母细胞数分裂期,为期约１０ｄ。     

牡山羊草细胞质小麦核代换系酶活性及其与花粉败育的关系

对牡山羊草细胞质小麦核代换系在花药发育的不同时期的超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶（CAT）活性研究表明，牡山羊草细胞质小麦核代换系SOD、CAT的酶活在二核期之前与其核供体普通小麦差异很小，呈下降趋势，二核期以后核代换系SOD、CAT的酶活性急剧下降，到三核期均显著低于其核供体普通小麦；核代换系表现不同程度的雄性不育，其育性普遍低于其核供体普通小麦，核代换系的育性与其SOD、CAT的酶活性呈正相关关系；牡山羊草细胞质小麦核代换系花粉败育的关键时期是二核期至三核期；花粉败育的根本原因是异质系核质关系不协调，酶代谢失调，导致SOD和CAT活性下降，活性氧积累、膜系统损伤。     

水稻细胞质雄性不育系中细胞质控制的耐寒性

通过对水稻Ｋａｌｉｎｇａ－Ｉ／Ｋｒｉｓｈｎａ杂交的花粉完全不育的Ｆ１与轮回亲本Ｋｒｉｓｈｎａ多次回交，培育出具有ＫａｌｉｎｇａＩ细胞质的细胞质雄性不育系 Ｋｒｉｓｈｎａ－Ａ．该不育系在１２℃和９℃下的发芽率和根、苗长度表明，它比耐寒母本Ｋａｌｉｎｇａ－Ｉ（由耐寒品种Ｄｕｎｇｈａｎｓａｌｉ和高产品种ＩＲ８杂交育成）更耐低温。推测除雄住不育性外，该不育系发芽期的耐低温性也是从Ｄｕｎｇｈａｎｓａｌｉ的细胞质通过Ｋａｌｉｎｇａ－Ｉ而遗传的。耐寒性的细胞质控制为水稻文献中首次报道。该不育系将适宜于杂交水稻的发展，在低温发芽难的地区尤其如此。     

甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育系的研究

本文报道的甘蓝型油菜萝卜细胞质雄性不育花药发育的细胞学特征和某些生化特性是:①不育系的雄蕊发生不育的形式多样,多数雄蕊的结构完整,但不能形成正常的花粉;一部分短雄蕊的花药完全退化;有一些长雄蕊两个给合在一起,一部分药囊退化。②不育系的雌性较强,一部分不育植株花器官的雄蕊和雌蕊的子房外面生长有很多发育完全的子房外胚珠。③不育系花器官各部分的过氧化物酶同工酶谱与保持系都有差异。④组织化学分析表明,不育系的花粉在发生败育的过程中,其细胞色素氧化酶、多酚氧化酶和ATP酶的活性都比保持系的弱,而过氧化物酶的活性比保持系的强。不育系花药的部分药壁细胞的过氧化物酶和细胞色素氧化酶的活性比保持系的强,而多酚氧化酶和ATP酶的活性则相反。     

水稻细胞质雄性不育性恢复突变的初步研究

利用290 Gy ⁶⁰Co-γ射线处理细胞质雄性不育系Ⅱ-32A和协青早A,获得了育性恢复突变体,突变频率分别为8×10^-3和5×10^-3,从Ⅱ-32A中所获得的育性恢复突变体,在农艺性状上与Ⅱ-32A育性恢复突变体Ⅱ-32R,与Ⅱ-32A和珍汕97A测交,杂种结实率在70%以上,对测交后代的遗传分析表明,Ⅱ-32R对珍汕97A和Ⅱ-32A的育性恢复均涉及2对恢复基因。Ⅱ-32R与珍汕97A和Ⅱ-32A的杂种F2在结实率分布上存在差异,从中选出两个结实率较高的株系。表明诱导不育系产生育性恢复突变是获得细胞质雄性不育系恢源的一种有效方法。     

小麦温敏雄性不育系BNY的花粉育性及自交结实性研究

BNY是新发现的小麦温敏雄性不育两用系。为了进一步确定BNY的育性敏感时期,对BNY和CK(温麦6号)的花粉育性及自交结实性进行了系统调查,结果表明,BNY不同蘖位、穗位、花位的花粉败育率存在差异,小分蘖败育率高于大分蘖,大分蘖高于主茎;同一穗不同部位的小穗花粉败育率差异不明显;同一小穗不同花位花粉败育率差异明显,下位小花败育率显著高于上位小花。自交结实率主茎穗高于大分蘖穗,大分蘖穗高于小分蘖穗,但均显著低于CK;主茎穗与大分蘖穗的自交结实率差异不显著,而小分蘖穗与主茎穗及小分蘖穗与大分蘖穗的自交结实率差异显著。     

新型玉米细胞质雄性不育材料泰玉D2花粉败育的细胞学研究

通过光学显微镜观察泰玉D2不育系的花药发育进程,探明新型细胞质雄性不育材料泰玉D2花粉败育的细胞学机理。研究发现,花药绒粘层在二分体时期发生异常,小孢子在单核前期开始败育,至单核后期完全解体,花药发育后期不育系药腔中只观察到少量的小孢子残体,花药壁的4层细胞依然存在,绒粘层细胞已经彻底液泡化, 占据了药腔的整个空间,花粉成熟期不育系花药维管束消失。泰玉D2不育系花药绒粘层在二分体时期成辐射状膨大,小孢子在单核期败育,花粉败育完全,属无花粉类型。     

小麦细胞质光敏雄性不育育性恢复的遗传研究

以核质杂种ＮＣ２１３４和Ｄ＾２－鉴２６（均带有Ｄ＾２细胞质）为细胞质供体,以筛选恢复系和转育不育系为目的,用６９个春小麦品种为核供体进行回交转育,观察不同核质组合后代的育性变化。初步结果表明,大约２８％的品种携带有Ｄ＾２细胞质长日光敏雄性不育的恢复基因,约３５％的品种通过回交可以转育成Ｄ＾２细胞质长日光敏雄性不育系。对其中一些组合Ｆ２群体单株育性的分布情况进行了调查和分析,结果表明,不同核质组合育     

珍珠粟雄性不育系与保持系杂交种的育性恢复

由雄性不育系(A-系)和一组保持系(B-系)或恢复系(R-系)杂交而产生的F_1代杂种的育性恢复类型已经广泛用在玉米(Duvick,1965;Gracen等,1974)和高染(Schertz等,1978;Rao等,1984)的雄性不育细胞质源的分类上。Burton和Athwal(1967)应用     

水稻光温敏核雄性不育系培矮64S 花粉败育的细胞学机理

 采用半薄切片及薄切片技术, 对水稻光温敏核雄性不育系培矮64S 与正常水稻品种IR36 的花粉形成发育过程进行了比较研究。结果表明, 小孢子母细胞减数分裂之前, 培矮64S 与IR36 的发育过程基本相似。但从减数分裂开始, 培矮64S 的雄性性细胞出现一些异常变化, 并最终发育至二胞花粉早期败育。这些变化主要发生在两个阶段: (1) 减数分裂前期,约半数的小孢子母细胞的胞质出现异常, 游离核糖体稀少, 并具有不发育线粒体和大量泡状内质网。这类异常的小孢子母细胞在随后的发育中逐渐液泡化并最终解体。(2) 早期小孢子形成之后, 几乎所有小孢子外壁均发育异常, 表层与里层之间界限不清, 缺少中间透明带, 同时内壁没有形成。但是, 在花粉发育的整个过程中, 培矮64S 与IR36 绒毡层的发育和降解过程基本相似。据此认为, 培矮64S 的花粉败育可能是由小孢子母细胞或花粉外壁的异常发育造成的, 而不是由绒毡层发育引起的。     

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。     

植物绒毡层异常导致花粉败育的机理研究进展

概述了植物绒毡层的功能,并从细胞学与分子学两方面阐述了绒毡层异常导致花粉败育的机理,分析了利用分子手段发现并克隆部分与绒毡层特异表达相关的基因,并对运用生物技术实现绒毡层对花粉发育过程中的调控机理进行展望。     

4个新育成籼型雄性不育系的生育特性与柱头活力观察

通过对4个新育成的籼型雄性不育系的生育特性与柱头活力进行系统观察,结果表明：4个新育成的不育系农艺性状优良、育性稳定,套袋无自交结实情况。其中412A柱头外露率最高达89．20％,558A、698A柱头外露率与对照II-32A相当,也都高于83％。412A的柱头活力保持时间最长且柱头活力下降较慢。通过观察研究认为,4个新不育系其各项育种指标较为完善,主要农艺性状优于II-32A,具有一定的应用价值。