甘蓝胞质雄性不育系CMS158小孢子发生的细胞学研究

利用石蜡切片法,对Ogura胞质甘蓝雄性不育系CMS158及其保持系B158的花药发育过程进行解剖学观察比较。结果表明,甘蓝胞质雄性不育系和保持系小孢子发育有明显差异,不育系CMS158小孢子败育时期发生在四分体时期至单核花粉期,与可育花药相比,不育系的绒毡层细胞高度液泡化,挤压小孢子,导致小孢子相互粘连,不能形成正常花粉粒而导致败育。     

辣椒胞质雄性不育的研究进展

对目前国内外已报道的胞质雄性不育的来源、败育的细胞学、生化研究结果进行了综述。其胞质雄性不育源大多来自自然突变,后经回交转育出不育系和保持系。雄性败育大多发生在四分体形成之后至单核花粉粒形成之前。可观察到不育系花药绒毡层细胞发育过程中异常膨大,不育系花药部分酶活性的异常变化,不育系花药营养物质的积累少等,而表现出不育。     

韭菜雄性不育系及保持系花药和花粉发育的细胞学比较

为了从细胞学角度研究韭菜雄性不育的机理,本试验利用石蜡切片法对韭菜雄性不育系及其对应保持系花药与花粉发育过程进行了比较研究。结果表明:韭菜花药绒毡层兼有分泌绒毡层与变形绒毡层的特点,花粉败育与绒毡层发育异常和提前解体有关。韭菜败育分两种类型:败育Ⅰ型,败育发生在减数分裂二分体至四分体时期,不育系绒毡层细胞液泡化膨大,花粉母细胞减数分裂不正常,不产生四分体或产生无胼胝质壁包裹的异常四分体,最终粘连连成一团解体消失;败育Ⅱ型,败育发生在单核小孢子时期,绒毡层在四分体时期提前退化,单核小孢子无营养供应而败育。     

Cytological study of anther abortion in a novel cytoplasmic male-sterile line of purple Cai-tai

采用石蜡切片方法,对新型红菜薹细胞质雄性不育系及其保持系俞优的花药发育过程进行细胞学观察,以确定其花药败育的时期、方式和特点.研究结果表明:此红菜薹胞质不育系的花药败育发生于单核小孢子早期,表现为绒毡层细胞异常膨大,挤压单核早期小孢子,从而导致其败育.     

新型红菜薹细胞质雄性不育系的花药发育细胞学观察

采用石蜡切片方法,对新型红菜薹细胞质雄性不育系及其保持系俞优的花药发育过程进行细胞学观察,以确定其花药败育的时期、方式和特点。研究结果表明:此红菜薹胞质不育系的花药败育发生于单核小孢子早期,表现为绒毡层细胞异常膨大,挤压单核早期小孢子,从而导致其败育。     

大白菜Ogura雄性不育系及保持系花药发育的细胞学观察

[目的]研究3个大白菜Ogura雄性不育系及保持系花药小抱子发育过程.[方法]对3对大白菜Ogura雄性不育系及其保持系花药发育进行细胞学观察.[结果]3个大白菜Ogura雄性不育系(OBY,OBK,OD5)的小孢子败育均发生在单核早期,在开花前完全败育.[结论]不育系绒毡层液泡化早于保持系,花粉母细胞减数分裂时不育系绒毡层细胞已开始退化,而保持系(BY,BK,D5)绒毡层自然解体,供给小孢子发育所需的营养物质和发育空间.     

甜菜单胚雄性不育系及其保持系的生殖期形态学与细胞学研究

 【目的】阐明甜菜单胚雄性不育系生殖期形态特点和花粉败育时期及花药花粉败育过程的发育特征。【方法】以3对单胚型甜菜雄性不育系和保持系为试验材料，采用常规的石蜡切片方法，对花蕾和花药的生物学特性以及花药结构、花粉发育过程进行比较。【结果】甜菜单胚雄性不育植株与保持系正常植株比较，在形态学和细胞学上存在较大差异。如主茎开花初期提前1～2d，花萼和雄蕊个数为4～6个，花药室数为2～4个，开花后花药呈白色或淡绿色，表面无皱纹，并延迟脱落；其花药和花粉发育明显异常，败育初期在四分体期绒毡层与中层分离，中期小孢子形成时期发育停滞，后期绒毡层与小孢子粘连后逐渐消失，终期花药干瘪，不能形成花粉。【结论】甜菜单胚雄性不育系与保持系在生殖生长期其花药和花粉的形态学与细胞学差异非常明显，花药和花粉败育过程大体划分为4个阶段。本研究将败育初期确定在四分体时期的绒毡层细胞与中层脱离开始，与以往的研究者认为败育初期在四分体时期以后的看法有所不同。     

结球甘蓝胞质雄性不育系与保持系小孢子发育的比较

以结球甘蓝胞质雄性不育系99-A及其保持系99-B为试材,采用石蜡切片技术,对结球甘蓝胞质雄性不育系的花粉败育过程进行了研究。结果表明:与雄性不育保持系99-B相比,不育系99-A的减数分裂行为基本正常,大多能发育至四分体时期,少数能发育到小孢子阶段;但在减数分裂前期,不育系99-A绒毡层细胞便开始肥大生长和液泡化,到小孢子时期绒毡层细胞肥大和液泡化达到最大程度,药室内的小孢子相互粘连、集聚,随后小孢子便退化解体,药室干缩,彻底败育。     

大白菜异源胞质雄性不育系的核型分析及细胞学鉴定

1991～1993年连续分析了2套大白菜异源胞质雄性不育系CMS3411-7及CMS7311不同转育材料的核型,并做了细胞学观察鉴定.发现转育4代和9代具甘蓝型油菜胞质的大白菜胞质雄性不育系,核内染色体数目均为2n=20,但2个不育系的核型都程度不同地与相应保持系存在差异,主要表现在随体染色体的大小、位置、数目,近中部着丝点染色体的多寡,染色体的臂比值等方面.说明在回交转育过程中,白菜染色体(aa)同油菜染色体(aacc)发生了一定的交换或易位.细胞学观察表明,2套不育系花药败育时期均在孢原细胞形成之前,只有极少数花药中的1～3个花粉囊可以发育到四分体或单核花粉期,且大小极不一致,表现特大或特小,说明其不育性比较稳定、彻底.     

大白菜细胞质雄性不育系选育及其细胞学观察

本研究以08S024为不育源,以自交系08S058为待转育品系,采用饱和回交法连续回交6代获得胞质不育系13A61。该不育系植株长势和雌蕊正常,雄蕊败育,育性稳定,不育株率和不育度均为100%。对不育系13A61及其保持系08S058的花药结构进行观察。结果显示:不育系13A61的败育始于四分体时期,主要败育特点为绒毡层细胞异常膨大或原位爆发性降解。四分体能够释放单核小孢子,但无法进一步发育而最终败育。不育系的选育将为不育资源的利用提供技术支持,该不育系的育成及其细胞学的研究结果也为进一步揭示其败育机制提供材料和理论基础。     

菜薹Ogura和改良萝卜细胞质雄性不育系花药细胞形态学观察

利用石蜡切片法,结合光学显微镜技术对菜薹Ogura和改良萝卜细胞质雄性不育系和对应保持系花药发育过程进行细胞形态学观察,观察结果表明:改良不育系小孢子在四分体前发育正常,之后绒毡层异常膨大挤压小孢子,影响小孢子营养物质的正常提供,引起小孢子败育.Ogura不育系小孢子与改良胞质不育系不同,它在孢原细胞分化期之前就已经有46%败育,不形成花粉囊;而54%可形成花粉囊的孢原细胞大多只形成体积很小的花粉囊,其中的小孢子发育与改良萝卜孢子不育系的小孢子发育相似;单核早期绒毡层膨大挤压小孢子,使小孢子败育.     

雄性不育和可育亚麻的生殖期形态学与细胞学比较

为了阐明显性雄性核不育亚麻不育株花粉败育的时期及细胞学特点,以雄性不育亚麻和雄性可育亚麻花蕾为材料,采用常规的石蜡切片方法,对花蕾和花粉发育过程进行了解剖学观察研究。结果表明：亚麻雄性不育株和雄性可育株在开花期其花药和花粉的形态学与细胞学差异非常明显。该研究将花药和花粉败育从四分体时期的绒毡层细胞与中层脱离开始划分为4个阶段：败育初期,绒毡层与中层分离;败育中期,小孢子发育停滞;败育后期,绒毡层与小孢子粘连后逐渐消失;败育终期花药干瘪,不能形成花粉。     

棉花胞质雄性不育细胞形态学观察及生理生化特性的研究

【目的】细胞质雄性不育是一个优越的杂交优势育种系统。因此,棉花细胞质雄性不育的研究对提高棉花高产有重要的意义。【方法】本试验以细胞质雄性不育系C2P5A为试验材料,保持系C2P5B为对照,利用石蜡切片观察花药不同时期的发育情况,并测定叶、花朵及不同时期花药的可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、丙二醛的含量,过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的酶活性及叶片的关合速率。石蜡切片观察不育系的败育时期和败育特点,并分析引起不育系败育的原因。【结果】石蜡切片观察到不育系败育发生在小孢子减数分裂期的四分体时期,不育系内绒毡层没有发育,四分体没有形成;不育系可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量及光合速率比保持系低,不育系丙二醛(MDA)含量高于保持系,而过氧化氢酶(CAT)在败育前较低于保持系,过氧化物酶活性在不育系败育时较高。【结论】引起不育系败育的原因可能是绒毡层没有进一步发育,不能给小孢子母细胞提供营养物质。不育系可溶性糖、可溶性蛋白含量及光合速率较低,造成营养不足,使小孢子母细胞分化受阻;脯氨酸的含量低,花药抗逆性差,花药容易褐化。不育系丙二醛(MDA)含量、过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD)酶活性的异常,造成细胞内不能及时清除自由基,导致活性氧对细胞膜造成伤害,不利于花药的正常减数分裂。     

辣椒雄性不育花药的生化特性

辣椒雄性不育花药生化分析表明：辣椒不育花药内游离脯氨酸含量明显低于保持系的含量，花药内一些酶活性变化与败育有关，即不育系的花药中过氧化物酶活性明显高于保持系，而过氧化氢酶活性不育系明显低于保持系。     

辣椒CMS不育材料不同生育期光合和生理特性

为探明辣椒胞质雄性不育的败育机理,对辣椒细胞质雄性不育系与保持系不同生育时期光合特性进行测定,发现保持系的净光合速率表现为盛果期>初果期>初花期>苗期,同期不育系经授粉坐果后,其净光合速率特性与保持系相近,未坐果的不育系植株的净光合速率低于保持系。对不同生育期四分体期花蕾进行生理特性分析,发现不育系花蕾可溶性糖、游离蛋白质含量明显低于保持系;保持系花器中游离脯氨酸含量明显高于同期不育系,并且逐渐增高;不育系脯氨酸含量在初花期较高,初果期含量大幅下降,旺果期含量更低;不育系过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性明显高于保持系,且呈持续增强趋势,保持系POD和PPO活性随生育进程的推进逐渐减弱。     

洋葱细胞质雄性不育系小孢子败育的细胞形态学结构

为了探索洋葱细胞质雄性不育系小孢子败育的时间和形式,通过石蜡切片和电镜技术对小孢子的发育进行观察。结果表明,在花粉母细胞时期,不育系JA花药室壁较保持系厚且有凹凸现象;在四分体时期,小孢子不饱满呈月牙状,绒毡层与药室壁完全脱离,细胞质浓缩、空泡化;在小孢子发育时期,小孢子细胞质发生浓缩、降解、严重空泡化,绒毡层完全解体;在成熟花粉粒时期,小孢子完全干瘪聚集在一起,花药败育。由此推测,洋葱不育系JA小孢子发育异常始于花粉母细胞时期,在四分体时期呈现出败育,败育的原因在于绒毡层的提早解离。     

同核异质玉米细胞质雄性不育系的细胞学比较研究

用光镜对八个同核异质系及其保持系进行了花粉发育的细胞学观察,发现了四种方式的败育,多发生于减数分裂期。绒毡层对小孢子发育起重要作用。细胞学观察可作为不育胞质分类的补充指标,新选G胞质与CMS—C,T,S三大类型有差异。败育方式看来主要决定于胞质基因和核相对不育基因。     

3种甘蓝型油菜雄性不育系花药发育的细胞学研究

采用石蜡制片方法，对3种甘蓝型油菜雄性不育系及其恢复系的小孢子发生和花粉发育过程进行比较解剖学观察，以确定其花粉败育的时期和细胞学特点。研究结果表明：波里马雄性不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期，雄蕊不能分化形成花粉囊。S43A雄性不育系花粉败育的时期发生在小孢子四分体至单核花粉期，败育的特点为小孢子细胞质液泡化，逐渐变形解体，不能进行有丝分裂形成二胞花粉，同时绒毡层细胞过度液泡化，并提早解体死亡。G022A不育系的花药在小孢子发生的不同阶段均出现败育现象，最早的败育表现为花粉母细胞的退化解体；有些因花粉母细胞减数分裂异常不能形成小孢子四分体；还有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育，并伴随着绒毡层细胞的畸形化、异常生长等现象。     

D~2型细胞质雄性不育小麦绒毡层细胞程序化死亡与活性氧代谢

【目的】D2型细胞质是细胞质雄性不育小麦(cytoplasmic male sterility,CMS)的重要胞质来源,深入研究其败育机理对小麦杂种优势利用具有重要价值。【方法】以3种同核异质D2型细胞质雄性不育小麦Va87B1-706A、C687B1-706A、Ju87B1-706A及其相应保持系706B为试材,通过体式显微镜和DAPI染色分别在四分体时期、单核早期、单核晚期、二核期和三核期观察小麦花药的外形和小孢子发育的形态;利用扫描电镜和KI-I2染色分析三核期花药外皮层、内皮层、乌氏体和花粉粒的表型及败育特点;采用石蜡切片和DNA ladder的技术观察不同发育时期D2型不育系和保持系小麦花药绒毡层细胞形态变化特征以及绒毡层细胞程序化死亡(programmed cell death,PCD)的过程;测定花药发育过程中活性氧(reactive oxygen species,ROS)的含量,超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(hydrogen peroxidase,CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GPX)的活性以及非酶物质还原型抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)和谷胱甘肽(glutathione,GSH)的含量变化;同时利用RT-PCR技术对部分抗氧化酶相关基因的表达模式进行分析。【结果】与保持系706B比较,3种D2型细胞质雄性不育小麦在三核期均表现出外皮层表皮褶皱、乌氏体排列稀疏散乱以及小孢子皱缩、表皮粗糙和萌发孔闭合的不育特征,败育类型为典败和染败;自单核晚期开始3种不育小麦的小孢子发生紊乱;石蜡切片观察绒毡层细胞的变化,发现不育系均比保持系延迟一个时期在二核期发生解体,并于三核期完全降解;进一步检测细胞凋亡DNA小片段发现3种不育系花药绒毡层的DNA损伤均起始于单核晚期,绒毡层PCD比保持系延迟一个时期启动,并且优先细胞学表型检测到凋亡;生理指标测定和定量分析的结果说明绒毡层细胞的延迟凋亡和小孢子的结构异常与不育系花药内活性氧的过度积累、抗氧化酶活性的异常变化、非酶促抗氧化物质的严重下调以及部分抗氧化酶相关基因在两系花药中表达水平的严重差异密切相关。【结论】D2型细胞质雄性不育小麦败育的关键时期是单核晚期,绒毡层PCD的延迟启动诱导了活性氧的过量积累,进一步破坏了抗氧化防御系统的平衡,进而造成绒毡层细胞形态异常,最终导致D2型细胞质雄性不育小麦的败育。     

5种甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的细胞学观察

采用石蜡制片方法,对不缺绿ogu、陕3A型、nap、pol、758A细胞质雄性不育系及其保持系的小孢子发生和花粉发育过程进行细胞学观察和比较,以确定这些不育系的败育时期和细胞学特征。结果表明,不缺绿型ogu CMS花药败育受阻于四分体至单核花粉时期,败育特点是四分体时期持续较长,绒毡层延迟退化。陕3A型、nap、Pol CMS花粉败育发生在孢原细胞时期,少数花药会继续发育产生有活力花粉粒,表现微粉现象。758A的败育时期在孢原细胞时期,败育特点为没有造孢细胞和壁细胞的分化,不能形成药室和花粉粒,败育比较彻底。