洋葱细胞质雄性不育系选育研究进展

 介绍了国内外洋葱细胞质雄性不育（CMS）系的选育及利用概况;对洋葱细胞质雄性不育机理和相关分子标记进行了综述;在此基础上对洋葱雄性不育的研究提出了几点建议。     

洋葱细胞质雄性不育研究进展

细胞质雄性不育性在高等植物遗传育种研究中占有重要地位,一直是植物遗传育种和遗传理论研究的热点。通过综述洋葱细胞质雄性不育类型、不育机理、起源关系等方面的研究进展,对洋葱工作的进一步开展及雄性不育的选育提出一些粗浅的建议。     

洋葱T型细胞质雄性不育相关基因的结构与表达模式研究

orfA501标记与洋葱细胞质雄性不育表型之间的完全符合引起研究者对其所在基因结构的兴趣。试验通过锚定PCR方法获得了orfA501的侧翼序列,明确了其在洋葱T型细胞质雄性不育线粒体基因组中的位置;采用RT-PCR方法研究了orfA501及其相连基因的转录模式。结果表明：洋葱T型细胞质雄性不育线粒体基因组中orfA501 的5′ 端与coxⅠ基因紧密相连,二者相隔93个碱基;orfA501的3′端是由atp9、atp6、atp1以及nad4等基因片段构成的一个复杂序列;在洋葱T型细胞质雄性不育系花药中,orfA501与coxⅠ基因分别转录,且orfA501对coxⅠ的转录具有正调控的作用。     

洋葱细胞质雄性不育的分子机制

洋葱细胞质雄性不育(CMS)是由雄性不育细胞质与核雄性可育恢复基因座纯合隐性基因型决定,属于母性遗传。雄性不育是线粒体与细胞核相互作用失衡的结果,其雄性不育表型可以被细胞核的育性恢复基因Rf所抑制。现介绍了洋葱细胞质雄性不育的遗传研究,综述了已克隆的CMS基因及恢复基因的功能特征,重点阐述了洋葱细胞质雄性不育和育性恢复基因作用机理的研究进展,以期为洋葱杂交育种及分子标记辅助育种提供理论参考。     

两个洋葱雄性不育系细胞质类型鉴定及分析

 洋葱雄性不育系是选育洋葱杂交品种的关键材料,明确其细胞质类型以及起源,能为杂交组合的选配以及新型不育系的选育提供指导性意见。本文采用分子生物学手段,对从国内品种中选育出的两套洋葱细胞质雄性不育系进行了细胞质类型的鉴定,并用189个RAPD引物分析了不育系和相应保持系之间的多态性。结果表明,来自品种‘沙沟红皮’的不育系细胞质类型为T型,从‘朔州红皮’中选育出的雄性不育系为S型细胞质。对这两套近等位基因系的基因组随机扩增结果显示,与T雄性不育系相比,S型不育系与其保持系基因组之间有更多的差异。     

洋葱S型细胞质雄性不育相关基因的挖掘及分子标记开发

以洋葱（Allium cepa L.）S型细胞质雄性不育系和保持系材料为试材,对洋葱线粒体全基因组中的58个开放阅读框（ORF）进行差异表达分析,发现了一个表达差异片段orf393。采用实时荧光定量PCR技术,利用洋葱S型细胞质雄性不育系和保持系的根,叶片,花茎以及花粉母细胞、四分体、单核花粉粒、成熟花粉粒等4个发育时期的花蕾对orf393进行时空表达分析。结果表明：orf393在洋葱S型细胞质雄性不育系的根、叶片、花茎和4个发育时期的花蕾中均有表达,尤其是在四分体时期花蕾中表达量最高,之后恢复到营养生长时期的表达水平,但在保持系中未见其表达,这表明orf393是组成型表达,可能与洋葱的花粉发育存在某种关联。利用orf393在S型细胞质雄性不育系和保持系之间的序列差异,开发了一个稳定可靠的鉴别洋葱细胞质类型的SCAR分子标记GXX393。     

辣椒雄性不育与花蕾内源激素含量变化的关系

本文采用间接酶联免疫(间接ELISA)测定技术测定、比较了辣椒雄性不育系，保持系和恢复系花蕾发育过程中内源激素IAA、GA3、IPA和ABA的变化。结果表明：不育系和保持系内源激素含量动态变化差异明显；不育系内源激素的相对含量随着花蕾的发育下降，保持系和恢复系的相对含量前期上升，后期下降，提示辣椒花蕾发育过程中前期内源激素的异常变化可能与小孢子败育有关。     

洋葱瓣化型细胞质雄性不育系psf-A的遗传分析

洋葱瓣化型雄性不育系psf-A是紫皮洋葱常规品种RUPI的突变体,遗传分析表明,洋葱瓣化型不育系psf-A的核恢复基因与1对核基因有关,一对隐性核基因与不育细胞质基因互作导致其不育。不育系psf-A的不育性状较稳定,一般不受环境条件的影响,是一种区别于S型和T型(二者均为褐药型)的洋葱CMS新类型。不育系psf-A的育成,极大地丰富了洋葱雄性不育细胞质的遗传资源。     

萝卜雄性不育细胞质的鉴定与分类

对3种来源不同的长羽裂萝卜(中国萝卜)雄性不育系的恢复和保持关系进行了测定,并对其过氧化物酶(POD)同工酶及酯酶(EST)同工酶酶谱进行了比较。结果表明,3种不育细胞质的恢复和保持关系不同,3种不育系的两种同工酶酶谱存在差异,说明3种不育细胞质属于不同类型。     

植物细胞质雄性不育的研究进展

细胞质雄性不育(CMS)是植物普遍存在的一种现象,在生产应用与基础研究中具有显著优势。利用CMS雄性不育系进行杂交制种是当前杂种优势利用的有效途径,具有F1纯度高、制种简单、亲本不易流失等优点。本文综述了细胞质雄性不育分子机理的研究进展,讨论了叶绿体基因组(cp DNA)及线粒体基因组(mt DNA)与细胞质雄性不育的关系,为以后植物雄性不育及其育性恢复基因的研究提供理论参考。     

辣椒胞质雄性不育研究进展

本文对辣椒胞质雄性不育的来源、应用及其遗传特性和生化特性进行了概述,并探讨了辣椒胞质雄性不育研究的发展前景。     

辣椒胞质雄性不育（CMS）基因型的鉴定方法

利用材料与不育系测交,F1代不育则材料的基因型为N（msms）;F1代全恢复则材料的基因型为N（MsMs）或S（MsMs）,为进一步判断,分别以其为母本与基因型为N（msms）的材料杂交,F2代分离出不育株的则其基因型为S（MsMs）;F1代一半不育,自交后分离,后代出现1/4不育株则材料的基因型为S（Msms）,否则...     

植物雄性不育与能量代谢的关系

从能量代谢相关酶的活性、ATP、线粒体结构、相关酶基因的表达几个方面综述了植物雄性不育与能量代谢之间的关系及最新进展,阐明了雄性不育的形成机理及生理生化机制。     

萝卜细胞质雄性不育与内源激素平衡关系的研究

利用酶联免疫测定技术研究了萝卜金花薹细胞质雄性不育系75A及其保持系75B幼根、叶和花蕾中内源激素之间比值的变化。结果表明:与保持系相比,不育系IAA/ABA、IAA/ZR和IAA/GA值大幅度降低,而GA/ZR和GA/ABA值除个别时期外均高于保持系。可见,萝卜小孢子的败育与内源激素平衡的破坏有关。     

胞质雄性不育性在叶用芥菜上的利用

以从美国威斯康星大学引进的叶用芥菜胞质雄性不育系叶用4-4为母本,以泰国清迈大学选育出的8个优良叶用芥菜品种为转育父本,杂交后连续回交4代(BC4),再将BC4与优良叶用芥菜品种40R2-3-4配制8个杂交组合,其中2个组合(4-4 × 19-H-12)×40R2-3-4和(4-4 × 2R2)×40R2-3-4结球率为100％,产量比商用品种分别高34％和13％,比其亲本分别高25％和5％。     

辣椒胞质雄性不育恢复性的主基因 + 多基因混合遗传分析

 以辣椒胞质雄性不育系8A 及其恢复系F19 为原始材料,利用主基因 + 多基因联合分析方 法对辣椒胞质雄性不育恢复性进行遗传分析。结果表明,辣椒胞质雄性不育恢复性的遗传受两对加性— 显性上位性主基因 + 加性—显性多基因控制。第1 对主基因的加性效应与显性效应分别为0.9314 和 1.1549,均使恢复性增加。第2 对主基因的加性效应与显性效应分别为–0.5276 和–0.1930,均使恢复性 降低。多基因的加性效应与显性效应分别为–2.4038 和0.1036。主基因的遗传率高达97.57%,表现出很 高的遗传力,说明在早期世代就可对恢复性进行有效选择。