大豆质核互作雄性不育系NJCMSlA花粉败育的细胞学研究

利用光镜和透射电镜对(N8855×N2899)F1不育株和(N2899×N8855)F1可育株、BC1F1不育株、质核互作不育系NJCMSlA和保持系NJCMSlB进行小孢子发育的细胞学比较观察.结果表明,同一胞质在不同的回交世代败育途径和表现相似,主要发生在单核后期到二胞花粉早期:(N8855×N2899)F1与BC1F1不育花药在小孢子单核靠边期细胞质产生不正常空泡,至近成熟花粉时细胞质部分解体、收缩;NJCMSlA花粉败育发生在二胞花粉期,初期原生质内小液泡比保持系增多,原生质内未形成淀粉粒,在生殖细胞远离营养细胞后,胞质呈现紊乱,生殖核与营养核消失,外壁内层及内壁停止发育,液泡增大,原生质部分解体.分别与反交F1及保持系比较,处于二胞花粉时期的正交F1及不育系细胞色素氧化酶最快迁移活性带缺失,此特征带缺失与不育花药败育时期基本同步.     

大豆光敏雄性不育系88-428BY花粉败育的细胞学观察

以长日照条件下雄性可育株88-428为对照,对其短日照条件下雄性不育株88-428BY小孢子发育全过程进行观察.结果发现:(1)88-428BY有三个败育时期,单核小孢子中期为败育的关键时期.一是减数分裂期,在双线期后期出现严重的配对松弛现象,细胞异常率达99%;而在减数分裂其它各时期不正常比率较少,仅为2%-6%.整个减数分裂期约导致近9%的花粉母细胞败育;二是单核小孢子中期,出现花粉细胞质稀薄式解体、药壁组织提前加厚、药壁层次不清的败育现象,此期败育的花粉达89.3%;三是二胞花粉晚期,无淀粉或淀粉积累不完全,导致近10%的花粉败育.(2)败育度,细胞学上败育率达100%,因为笔者所采的花蕾均在第五节位以上,此与形态学上第五节位上无荚果形成是一致的.     

温敏雄性不育小麦BNS366花粉败育的细胞学观察

为了明确温敏雄性不育小麦BNS366雄性败育的细胞学机理,采用醋酸洋红染色法观察减数分裂和小孢子发育过程,用1%I2-KI溶液染色进行花粉育性统计;以温敏不育系BNS和常规品种扬麦13作为对照。结果表明,BNS366的减数分裂和小孢子发育过程与BNS完全一致,即:在减数分裂过程中,中期Ⅰ染色体出现滞后现象,在形成二分体和四分体时细胞质分裂不均匀,出现三孢现象;小孢子发育过程中,只观察到单核靠边期,最后核物质解体出现空孢现象。而扬麦13在减数分裂过程中染色体表现正常,小孢子发育过程中,观察到单核期→双核期→三核期。开花期,BNS366和BNS花粉均表现典败和圆败,扬麦13可育。减数分裂表现出的异常行为是导致BNS366花粉败育的原因之一,单核靠边期是其败育的关键时期。     

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。     

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。     

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。     

高粱雄性不育系小花败育的成因分析

高粱雄性不育系小花败育是高粱不育系繁殖和杂交制种中的主要问题之一,影响小花败育的因素很多,除遗传原因外,外界环境因素起了很重要的作用。光照不足,则败育严重;温度越低,败育越重;种植密度、土壤肥力等等也都对败育有影响,但都是间接作用的。不同血缘的不育系,败育程度也不同。     

光温敏核不育小麦ES－14花粉败育的细胞学研究

从花粉母细胞减数分裂期到花粉粒的形成和发育期，对光温敏核不育小麦ＥＳ－１４的雄性发育过程进行了细胞学研究。结果表明，ＥＳ－１４在减数分裂期间虽观察到异常现象，但绝大多数花粉母细胞能正常减数分裂，形成四分体。花粉粒发育到单核靠边期后，不能进行核分裂，发育停止，然后核解体，核物质分散在细胞内，花粉粒逐渐变形，不能形成二核和三核花粉粒。开花期花粉粒形状为三角形和不规则形，对碘－碘化钾溶液不呈蓝色反应，花粉败育率达１００％。花粉败育发生在单核靠边期以后，属配子体不育类型     

光温敏核不育小麦ES—14花粉败育的细胞学研究

从花粉母细胞减数分裂期到茶粉粒的形成和发育期，对光敏核不育小麦ＥＳ－１４的雄性发育过程进行了细胞学研究。结果表明，ＥＳ－１４在减数分裂期间虽观察到异常现象，但绝大多数花粉母细胞能下沉减数分裂，形成四分体，花粉粒发育到单核靠边期后，不能进行核发裂、发育停止，然后核解体，核物质分散在细胞内，花粉粒逐渐变形，不能形成二核和三核花粉粒，开花期分粒开关为三角形和不规则形，对碘－碘化钾溶液不呈蓝色反应，花粉败     

短光低温不育水稻宜DS花粉败育的细胞学观察

从细胞学的角度，对比了短光低温不育水稻宜DS不育和可育材料的花粉发育过程。结果得到，短光低温不育水稻宜DS在减数分裂期和单核花粉期均出现异常现象，但花粉败育主要发生在单核花粉期，属于典败类型：同时不育宜DS花粉败育过程中的异常表现常伴随着花药绒毡层细胞的异常活动，绒毡层细胞出现提前解体现象，认为不育宜DS的花粉败育可能与绒毡层细胞的异常密切相关。     

YS型小麦温敏不育系A731雄性败育的细胞学研究

为了明确YS型小麦温敏不育系雄性败育发生的具体时期和败育的细胞学机理,以温敏不育系A731和其同型保持系731B为供试材料,采用花粉粒制片和石蜡切片法,对其花药形态特征及小孢子形成和发育过程进行细胞学观察。结果表明,不育系和保持系均能进行正常的减数分裂形成小孢子;保持系731B的花药和小孢子发育正常,只有极少数后期发育不正常;不育系A731花粉不育类型为典败和圆败;单核期小孢子可正常形成核,二核期正常形成营养核和精核,但有些营养核不清晰,三核期花粉粒染色后精核呈圆形,不能形成梭形精子;二核期花药中绒毡层提前解离侵入药室,造成小孢子败育。表明该温敏不育系的败育主要发生在二核期到三核期,推测二核期是其雄性败育发生的关键时期,败育的原因可能与绒毡层结构的异常有关。     

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。     

BT型粳稻不育系95122A的花粉败育特征及可恢复性研究

通过选育2套同核异质不育系(95122A和陵风A)及与10个对HL型粳稻不育系具有不同恢复力的BT型恢复系测交鉴定的方法,对江苏省农业科学院育成的BT型粳稻不育系95122A的花粉败育特征及可恢复性进行了比较研究。结果表明,该BT型95122A在花粉败育特征及可恢复性上与HL型95122A有明显差异,其确为BT型不育系。BT型95122A花粉以圆败为主,有一小部分浅染花粉,而BT型陵风A基本上都是染败花粉,且绝大部分为深染花粉。BT型95122A与各参试恢复系配制的杂种F1的小穗育性与BT型陵风A配制的杂种F1无明显差异,说明花粉败育特征的改变没有影响不育系的可恢复性。     

野败雄性不育育性恢复基因和雄性不育细胞质地理分布初探

对于育性恢复基因的地理分布,在粳杂优上,石岭行男曾对日本地方品种进行过研究。我国的洪德林等对BT型,滇型、L型,印野型和野败型五种质源的粳稻雄性不育系的育性恢复基因也进行过研究。在籼杂优上,苏泽胜等认为:某些安徽籼型水稻地方品种对野败不育系有一定的恢复能力。在雄性不育细胞质地理分布研究方面,H、I、OKa博士认为:亚洲、美洲存在有O.perennis的雄性不育细胞质,而非洲和大洋洲则不存在。然而,对籼型野败不育系育性恢复基因及不育胞质地理分布还没有进行过系统的研究;在野败籼型水稻杂种优势利用中,目前     

玉米C型胞质雄性不育系C联848败育的生理机制初探

以玉米C型雄性不育系C联848及其保持系H19为研究对象,对两者叶片中超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性,丙二醛含量进行研究比较。结果表明,C联848的花药都不外露,形状瘦小萎缩,饱满度较差,剥开花药未发现花粉粒存在,通过碘染镜检未发现可育花粉粒,不育系C联848经多年多季种植,在不同世代,未发现有可育植株存在。在生长发育的各个时期不育系叶片中超氧化物酶(SOD)活性都低于保持系。从苗期至拔节期,不育系与保持系叶片中过氧化物酶(POD)活性都略有上升,差异并不显著;当玉米由营养生长转入生殖生长,不育系叶片中的POD活性迅速上升,且与保持系差异显著,并且不育系叶片中的POD活性始终都高于保持系;在玉米转入生殖生长后,不育系叶片中的过氧化氢酶(CAT)活性增长缓慢,远低于保持系中CAT的活性,且在吐丝期两者差异最为显著。玉米生长发育的各个时期,不育系叶片中的丙二醛(MDA)含量均高于保持系,在抽雄期差异最为显著。     

小麦温敏雄性不育系BNS366小孢子发育和花粉育性检测方法研究

为了建立温敏雄性不育小麦BNS366小孢子发育和花粉育性的检测方法,以郑麦366作为对照,采用I₂-KI法、醋酸洋红法、苏木精法和改良苯酚品红法染色观察小孢子发育过程,进行花粉可育率和自交结实率统计。结果表明,BNS366小孢子败育时期为单核靠边期至二核期。I₂-KI法能清晰反映淀粉积累情况,但郑麦366在三核期和开花期看不到细胞核,其花粉可育率极显著高于自交结实率,操作最简便。醋酸洋红法能清晰显示细胞核,郑麦366花粉可育率与自交结实率一致,能够看到内容物的积累,但不清晰,操作简便。苏木精法在单核期和二核期染色效果最好,操作较复杂。改良苯酚品红法对细胞核和内容物的染色效果均不理想。因此,观察淀粉的积累情况以I₂-KI法最好,观察细胞核的变化和检测花粉育性均以醋酸洋红法最好。     

大豆结实率与花粉败育率之间的关系

以(YA×167)F2、(ZABC5×ZD8319)F2和(ZD8319×YB)F2三个育性分离群体为试材,在逐株检查花粉败育率的同时调查单株结荚数量,以搞清花粉败育与植株结实之间的关系.同时对吉育30和另外11个栽培大豆的正常花药中花粉粒的数量进行了统计,结果表明,(1)在不同F2群体中,花粉育性的变化对结实的影响略有不同,在(YA×167)F2群体中引起单株荚数显著减少的临界花粉败育率值为70%,而在另两个群体中则为60%.(2)每朵花中花粉粒数量多少不仅与品种有关,也与环境条件有关,一般为3200-5800个花粉粒/花.这也正是不同群体材料单株荚数显著减少的临界花粉败育率值不同的原因.(3)大豆配子体细胞质雄性不育系可以应用于杂交种开发和应用.     

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。