水稻细胞质雄性不育的育性遗传及恢复基因的定位研究进展

阐述了水稻细胞质雄性不育及育性恢复的遗传特点以及恢复基因的分子标记定位研究进展,同时对恢复基因的精细定位与克隆做了简单介绍,为今后进一步对水稻恢复基因的研究和应用提供参考。     

水稻矮败型细胞质雄性不育恢复基因的定位

 在由210个测交组合组成的协青早A/(协青早B/密阳46)F6群体中，应用RFLP和SSLP标记，在第10染色体RZ811～RG561区间，定位了1个控制水稻矮败型细胞质雄性不育育性恢复的主效基因，与RZ811相距 4.0 cM，对群体变异的贡献率为 43.2%。应用极端群体分析法，其定位结果一致。     

ＢＴ型细胞质雄性不育恢复基因的基因定位

 以典败率、圆败率、染败率、花粉育性和小穗育性为育性指标，对BT型细胞质雄性不育系731A、恢复系C9083以及731A/C9083的F1、731A//731B/C9083的三交F1等亲本和杂种群体的育性进行调查分析，并以731A//731B/C9083的三交F1群体为材料进行RFLP和微卫星标记分析，进行基因定位。结果表明，C9083具有1个主效的显性恢复基因。选用第10染色体上的7个RFLP和微卫星标记分析两个亲本，有3个RFLP标记在两个亲本间有多态；选用其中的C16和G291分析731A//731B/C9083的三交F1中的各个单株的结果表明，这两个RFLP标记与C9083的恢复基因连锁，C16与这个恢复基因之间的交换值为19.3%，G291与这个恢复基因之间的交换值是14.0%， C9083的恢复基因与已报道的BT型细胞质雄性不育恢复基因Rf1可能等位。     

水稻细胞质雄性不育及育性恢复的研究进展

介绍了水稻细胞质雄性不育的遗传研究,综述了已克隆的CMS基因及恢复基因的特点,重点阐述了水稻细胞质雄性不育和育性恢复基因的作用机理以及分子研究进展,并对其今后的应用进行了展望。     

粳稻野败型细胞质雄性不育恢复系SWR78的恢复基因定位

 利用野败(WA)型粳稻广亲和不育系苏秋A和广亲和广谱型恢复系SWR78配组,根据F2与BC1F1群体的育性分离情况,初步推测WA型苏秋A的育性恢复至少由3对基因控制。选取F2群体中无染色花粉植株,采用隐性基因组分析法进行恢复基因定位,将其中1个主效基因Rf4定位于第10染色体长臂上,与标记RM5629、RM5373、STS10 17和STS10 18分别相距0.17、0.03、0.03和0.07 cM。Rf4位于标记RM5373与STS10 17之间,两标记间的物理距离为78 kb。     

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。     

高粱不同雄性不育细胞质育性反应及育性恢复基因遗传规律

研究了高粱不同雄性不育细胞质的育性恢复情况和育性恢复基因的遗传方式。结果表明，不同雄性不育细胞质的育性恢复受不同的显性主效单基因控制，任何一对显性主效单基因都不能同时恢复２个或２个以上雄性不育细胞质的育性。     

应用微卫星标记定位水稻恢复系密阳46的主效和微效恢复基因

应用由704个株系组成的珍汕97A/(珍汕97B/密阳46)F6测交群体,针对水稻第10染色体和第1、11染色体短臂构建了微卫星标记连锁图谱,检测到控制野败型细胞质雄性不育育性恢复的4个QTL,其中位于第10染色体长臂中下部的Rf4具有主效效应,位于第1染色体短臂的Rf3具有较大效应,位于第10染色体长臂近着丝粒处的qRf10和第11染色体短臂近着丝粒处的qRf11表现出微效作用。研究还表明,在主效基因Rf4存在时,其他3个基因仍具有提高结实率的作用,但在Rf3和Rf4同时存在时,qRf10和qRf11的效应不明显。     

大豆细胞质雄性不育恢复基因的SSR标记

大豆细胞质雄性不育系的获得,为大豆杂种优势利用奠定了基础.在确认RN型大豆细胞质雄性不育系属单基因配子体不育,恢复性是由显性单基因控制的遗传模式的基础上,开展恢复基因的分子标记研究,旨在找到与恢复基因紧密连锁的分子标记,为进一步克隆恢复基因及恢复系的分子标记辅助育种奠定基础.研究选用412对SSR引物,利用RN型不育系YA与恢复系167杂交的F2分离群体,获得了与恢复基因连锁的两个标记Satt414和Satt596,遗传距离分别为16.4和14.6 cM.为了找到更近的分子标记,分析了Satt414和Satt596附近的所有SSR引物,并利用两个遗传差异较大的亲本重新构建了分离群体,从而获得了与恢复基因连锁比较紧密的标记Satt547,遗传距离为7.56 cM.根据Cregan等构建的大豆分子遗传连锁图,将恢复基因定位于J连锁群上.     

小麦雄性不育的育性基因定位研究进展

本文综述了多年来小麦雄性不育的育性基因（不育基因和恢复基因）定位方法和研究进展,诸如单体定位,缺（体）－四（体）定位,端体定位,缺失系物理图谱定位以及分子标记等。同时总结了各种不育类型（ＣＭＳ,细胞核雄性不育,光温敏雄性不育）的育性基因定位的研究结果。     

Mapping of Rice Fertility-Restoring Genes for ID-Type Cytoplasmic Male Sterility in a Restorer Line R68

An F2 population derived from the cross Zhong 9NR68 was used to map the fertility-restoring (Rf) gene for ID-type cytoplasmic male sterility (CMS).Two bulks (a fertile bulk and a sterile bulk) were constructed by pooling equal amount of ten highly fertile lines and ten highly sterile lines,respectively.Four hundred and thirteen pairs of simple sequence repeat (SSR) primers,which evenly distributed on 12 chromosomes of rice,were selected for analyzing polymorphisms between the parents and between the two bulks.The primer RM283 on chromosome 1 and the primers RM5756,RM258,RM6100 and RM171 on chromosome 10 were found to be polymorphic between the parents and between the two bulks.These five SSR markers were linked to fertility-restoring genes.A total of 82 excessive sterile lines were selected from Zhong 9NR68 F2 population to estimate the genetic distance between five SSR markers and fertility-restoring genes respectively.The results indicated that one Rf gene was linked to RM283 located on chromosome 1 at a distance of 6.7 cM,and the other Rfgene was mapped to the long arm of chromosome 10 flanked by RM258 and RM6100 at the distances of 8.0 cM and 2.4 cM,respectively.     

粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因功能标记的开发与应用

 为提高粳稻BT型细胞质雄性不育恢复基因的选择效率,在前人克隆的基础上,根据其恢复系与不育系在Rf1a位点574 bp的碱基插入/缺失,设计出功能标记InDel Rf1a。利用该标记对不同地区来源的72份籼、粳稻材料进行检测,结果表明所有的常规籼稻品种、恢复系及保持系在Rf1a位点并不存在缺失,其基因型为Rf1aRf1a。这些材料对粳稻BT型细胞质雄性不育系具有恢复育性的作用;而绝大多数常规粳稻品种（爱知106和伊粳12号除外）在该位点存在缺失,其基因型为rf1arf1a,它们对BT型细胞质雄性不育系具有保持不育的能力。同时,为进一步验证该标记对不同基因型的检测效果,利用其对粳稻恢复系、不育系、杂交组合以及863A/宁恢 8号 F2分离群体的DNA进行扩增,根据其电泳带型可准确区分出Rf1a位点的3种基因型。     

水稻光温敏雄性不育突变体tms3650的鉴定和基因定位

【目的】雄性不育是水稻杂种优势利用的基础。为进一步解析其调控机制,对一个雄性不育突变体进行了鉴定。【方法】利用⁶⁰Co-γ对籼稻品种93-11进行辐射诱变,从其后代中鉴定到一个雄性不育突变体tms3650。将籼稻明恢63作父本同突变体tms3650杂交构建F₂和F₃群体,采用图位克隆的方法对目的基因进行精细定位。【结果】tms3650突变体其他农艺性状与野生型一致,但花药白绿且瘦小,花粉不能被1%碘-碘化钾溶液染成蓝黑色,穗子包颈,抽穗期延迟。遗传分析表明该突变体表型受一对隐性核基因控制。精细定位结果表明基因位于第3染色体长臂SSR标记RM15927和RM15934之间135.25 kb距离内,且与RM15931标记共分离。陵水冬季南繁鉴定发现,该突变体育性受光温环境影响,说明tms3650突变体的雄性育性在短日低温条件下发生了转育,是一个光温敏雄性不育突变体。【结论】通过将定位位点与已报道的雄性不育基因比较,发现tms3650是一个新的基因位点,暂命名为TMS3650。     

水稻细胞质雄性不育机理研究进展

综合近年对水稻细胞质雄性不育机理的研究,尚未发现不育系和保持系间在叶绿体基因组及其翻译产物上存在明显的差异,而线粒体基因组及其翻译产物则差异显著。线粒体中质粒样DNA在不育系和保持系间存在特异分布;线粒体QNA、Cob、atpA基因在两者间也存在拷贝数和结构差异。这些差异可能与雄性不育有关,在不育系细胞质中还发现一类双链RNA的存在。     

水稻雄性不育突变体gamyb5的鉴定与基因定位

在⁶⁰Co-γ射线辐射诱变籼稻中恢8015的突变体库内发现了一个无花粉型雄性不育突变体gamyb5。gamyb5 的株型、株高、分蘖数等农艺性状与野生型中恢8015无差异,而其花药细长且呈白色半透明状,花药中无花粉粒。花药半薄切片观察结果表明,gamyb5的小孢子母细胞减数分裂异常,没有形成正常的四分体和小孢子,并且绒毡层异常伸长,细胞程序性死亡延迟。对以gamyb5 为母本,与野生型中恢8015 和广亲和粳稻品种02428分别配制的杂交组合遗传分析表明,gamyb5 突变性状受一个隐性核基因控制。利用gamyb5 和02428 杂交的F₂定位群体,最终将突变基因精细定位于第1染色体长臂的ZF-29和ZF-31两个标记之间,物理距离约16.9 kb。对该区域内2个完整的开放阅读框测序分析发现,编码受赤霉素诱导的MYB转录因子基因LOC_Os01g0812000的第2外显子存在8个碱基的缺失,导致翻译提前终止。qRT-PCR检测到影响花药发育的调控因子UDT1、TDR、CYP703A3和CYP704B2的表达量在突变体中比野生型中极显著降低。进一步证明GAMYB在花药减数分裂和绒毡层细胞程序性死亡过程中起关键作用。