玉米雄性不育性研究Ⅷ. 对玉米YⅡ-1不育胞质线粒体DNA RFLP分析

以玉米T、S、C群及新选育的YⅡ-1不育系为材料，用这4类群不育胞质线粒体DNA，经4种限制性内切酶酶切，长距凝胶分离酶切片段获得高分辨率的清晰谱带。再以5种线粒体特异的基因片段作为探针与酶切条带杂交，结果表明：T、S、C群表现较多差异的杂交带型，持有明显的多态性，YⅡ-1型杂交带与T、S群区别明显，与C群有少量差异。     

玉米雄性不育性研究 Ⅷ.玉米YⅡ-1型不育胞质归群初报

从若干方面初步研究了玉米YII-1型不育细胞质与3个主要类群的不育胞质（T、C和S）间的差异。育性恢复测验表明，YII-I胞质有其独特的恢复基因，在各类自交系核背景下，其育性表现与众不同。恢复基因至少有二对，其中一对与C群不育系有别。小斑病菌测试效应，说明YII-1型不属于T群，而线粒体DNA(mt DNA)的电泳图谱说明YII-I胞     

雄性不育性在杂交优势中的利用

经过我国农业科技工作者的不懈努力,我国在利用雄性不育性,培育作物新品种方面取得了可喜的成就。一、雄性不育性在玉米杂种优势上的研究应用自从Rhoades·M·M1931年首先发现玉米雄性不育系以来,世界各地先后发现了多种玉米细胞质雄性不育系.现已发现玉米雄性不育胞质100多种。根据自交系对不育胞质育性恢复的反应不同—现主要划分为T、C、S三大组群。近年来又发现一些新的不育类型,如Y型。据秦泰辰等对Y型不育系的研究,确定Y型不育系在花粉发育期间的解体方式与时间、遗传机制的恢复和抗病上均不同于T、C、S群。     

基于PCR技术的玉米CMS材料胞质类型的快速鉴定

1971年,Beckett依据育性恢复专效性原理将30种不同来源的细胞质雄性不育材料的胞质划分为T、C、S三个基本类型^[1]。此后,郑用琏和刘纪麟^[2]、温振民^[3]分别对育性恢复专效性方法进行了改进和发展。1978年,Levings 和 Pring首次报道了玉米4种细胞质的线粒体DNA存在限制性核酸内切酶的多型性,从分子水平证明了雄性不育基因存在于线粒体DNA（mtDNA）上,并证实mtDNA的差异既存在于各组CMS材料之间,也存在于组内^[4]。根据mtDNA的酶切图谱可将C组和S组不育胞质进一步区分为几个亚组^[4,5]。近年来,利用RFLP、RAPD等分子标记技术研究玉米胞质mtDNA多型性,证明RFLP和RAPD多态性可有效地用于不同胞质分类^[6~8];利用线粒体DNA上嵌合区域设计特异性引物进行PCR,也可准确地将CMS的不同胞质区分开来^[9]。本研究采用RFLP和特异引物的PCR方法,对3个未知细胞质类型的不育系进行分子水平鉴定,并证实了基于PCR技术的玉米CMS系胞质类型的快速鉴定方法是有效的。     

玉米C型雄性不育系的研究应用

玉米C型雄性不育的应用是提高种子纯度质量,降低种子生产成本的一种有效方法,本研究通过多年大量的田间试验,先后鉴定(调查)了T、C、S群(型)不育胞质的育性表现,结果选定C型不育胞质的Cb37为基础材料,对很多自交系进行不育系的转育和恢复系的筛选工作,先后育成3个组合,完全实现了C型不育化三系配套技术生产杂交种子,不需要掺合常规杂交种,直接应用于大面积生产,经多年多点推广种植表明,不仅种子纯度质量高,而且恢复散粉株率在96%以上。转育成功的不育系CB107、CV8112、CM丹1511不育株率稳定在99.6%～99.8%。     

玉米 Y 型雄性不育系的分组问题研究初报

用专门能恢复 T 组,S 组或 C 组的专效性恢复系分别对 Y 型不育系测交,仅有 T 组的恢复系对 Y 型表现恢复。用玉米小斑病 T 小种的病菌毒素对各组不育系接种,仅 Y 型和 T 型不育系表现感病。一系列自交系对 T型与 Y 型不育系有完全相同的恢保关系。初步确定 Y 型不育系应归类于 T 组,并对 Y 型不育系的来源、不育系的分组问题     

玉米“两系法”育种——介绍“苏玉6号”

1978年用恢复系的细胞质采用核置换的技术,经多年回交,选择育成新型YⅡ-l玉米雄性不育系。历年种植观察,不育性极为稳定,且不育度达100%。抗病性强。为了免于遭受玉米T小种对胞质的专化侵染。1983年分别用YⅡ-l和e型不育系与选育的自交系L107回交5代,得到纯化整齐的YⅡ-lL107和C型L107的植株。1986年以不育系YⅡ-lL107     

玉米雄性不育系ST029的选育及应用

自美国的 T型雄性不育系因玉米小斑病的 T小种专化感染而放弃后,育种工作者把雄性不育的研究利用对象转向 C型、 S型胞质不育系,并取得一定的成果.我国 20世纪 90年代育成的掺合型杂交种农大 3138和豫玉 22就是 C型玉米雄性不育系利用的一大成果.但大部分 C型不育系存在抗病性差的弱点,而 S型不育系存在着遗传不够稳定的缺陷,加之难以寻找恢复系,为大面积生产应用带来一定的阻碍.因此,研究和利用不育性稳定、高度抗病并便于实现三系配套的不育新种质成为一项重要的课题.     

几种小麦雄性不育系及其保持系、恢复系的种子高分子量谷蛋白亚基比较研究

为了阐明同核不同细胞质的小麦雄性不育系及其保持系、恢复系之间在种子高分子量谷蛋白亚基异同,通过SDS-聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)对T型、Q型、AL型3种小麦雄性不育系及其保持系、恢复系共42个小麦种质系的高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)进行分析.结果表明,保持系绵阳92-8与其3个不育系(T A92-8、Q A92-8、AL92-8)在Glu-A 1和Glu-B 1位点上没有明显差异,但在Glu-D 1位点彼此有显著差异.T型、Q型、AL型不育胞质彼此有一定的差异,不育系与其核供体保持系之间是否有差异,主要取决于特定核质互作关系.恢复系和保持系在谷蛋白亚基组成上也存在一定的差异,主要表现在Glu-A 1位点恢复系多数无带,保持系一般有谱带2*；在Glu-B 1位点,恢复系谱带6、8频率高,谱带7频率低,而保持系相反,即谱带6、8频率低,谱带7频率高.此外,在本研究供试材料中保持系有较多的优质亚基组合,而恢复系有较少的优质亚基组合,这说明恢复系品质不够优良,在以后的改良中需要加强品质选育工作.本研究为T型、Q型、AL型不育系的区分提供了一个有效的方法,对小麦胞质雄性不育性的遗传与生理机制研究有一定的意义.     

玉米不同类型细胞质的雄性不育系对小斑病菌T小种抗性反应

本文报道了近几年国内育种单位育成的36个不育系,对小斑病菌 T 小种的抗性鉴定结果。通过温室苗期和田间穗期的接种反应表明,21个感病的不育系,其细胞质属 T 型或与之相似的类型。在15个抗病的不育系中,已知细胞质名称的有 C 型和双26A (称为“双”型)、“唐徐”型。后两者均属 S 组不育胞质类型。     

玉米雄性不育的转育及应用研究

测定了141个玉米自交系对雄性不育胞质的育性反应,其中有33个系同时测定了对 C 型和 S 型(M 型)的反应。结果得出,自330、白自330、多黄15、525、D 729等5系为两型的共同恢复系,大多数自交系对不育类型呈专效作用,表明两类不育型的遗传基础有差异。M 型与 S 型的育性反应基本一致。育性稳定性研究表明,C 型很稳定,不易受环境     

四种细胞质来源的烟草不育系线粒体SSR位点差异

采用线粒体SSR(mtSSR)方法对普通烟草4种不育类型的不育系、不育胞质来源的烟草野生种和保持系进行线粒体位点差异分析,探讨mtSSR位点差异与胞质不育的关系。在烟草线粒体基因组上检索到24个能重复稳定扩增出片段的mtSSR,对烟草属植物的这些mtSSR分析结果显示,普通烟草种内mtSSR较为保守,多态性比率仅10.5%;4种不育类型的各自不育系与保持系、不育胞质上存在多个差异位点,在Nta(sua.)S类型中差异位点在线粒体编码基因orf138a、orf138c以及orf102~orf210的基因间区;在Nat(gla.)S类型中,差异位点在线粒体orf138a、orf138c两个编码基因以及nad2~sdh3、rps12~orf125b、orf116~orf101b、orf102~orf210的4个基因间区;在Nta(rep.)S类型中,差异位点在线粒体编码基因orf190以及orf104c~orf202的基因间区;在Nta(rus.)S类型中,差异位点在线粒体编码基因orf137以及rps12~orf125b的基因间区。这些位点差异可能与各自的雄性不育有关。另外,mtSSR引物TMS20在Nat(sua.)S、Nat(gla.)S、Nat(rep.)S和Nat(rus.)S类型的雄性不育系中分别扩增出了184、172、212和225 bp的片段,表明可用该引物区分4种烟草CMS类型。     

水稻野败不育系与保持系线粒体DNA限制酶酶切图谱分析

采用限制酶酶切片段长度多态性（ＲＦＬＰ）分析广泛比较了水稻野败不育系及其籼型保持系线粒体ＤＮＡ酶切图谱。野败不育系与籼型保持系线粒体ＤＮＡ在组成上存在十分明显的差异。根据具有相同迁移位置与大小的片段比例判断，这２种不同细胞质线粒体ＤＮＡ顺序同源性约为３０％。分子杂交结果显示，编码功能蛋白的基因及其邻近顺序存在在相当程度的保守性。本文并对线粒体ＤＮＡ的组成变异与细胞质雄性不育的关系进行了分析与讨论。     

哈克尼西棉细胞质雄性不育相关线粒体基因多态性分析

【目的】研究棉花细胞质雄性不育的相关线粒体基因。【方法】利用线粒体基因atp A、atp6、atp9、cob、coxⅠ、coxⅡ、coxⅢ、nad3、nad6、nad9探针,对哈克尼西棉细胞质雄性不育系S、保持系F、杂种一代H进行限制性片段长度多态性分析。【结果】atp A、coxⅢ、nad3、nad6在3个材料间具有多态性。atp A、nad6基因探针与所有酶的杂交结果均显示出多态性,且在不育系与杂种一代中表现一致,而在保持系中差异明显。atp A/Eco RⅠ在3个材料中的杂交结果均显示2条带,其中1条2.2 kb的杂交带在3个材料中相同,另一条在不育系和杂种一代中大小为3.2 kb,而在保持系中为4.8 kb;atp A/PstⅠ杂交结果中,在不育系和杂种一代中的条带大小为17.0kb,而在保持系中为10.2 kb。nad6探针与4个酶的杂交结果均为不育系和杂种一代比保持系多1~2条杂交带。coxⅢ/Eco RⅠ在3个材料中均有1条2.5 kb的杂交带,但在保持系与杂种一代中比不育系多1条1.7 kb的弱带。nad3/Bam HⅠ的杂交结果在不育系与保持系中表现一致,而在杂种一代中缺少1条9.5 kb的杂交带。【结论】推测atp A、nad6基因参与调控不育系的形成,而coxⅢ、nad3可能受到恢复系核基因的调控,在不育系育性恢复过程中发挥较为重要的作用。     

烟草ATP合酶F_0部分4个亚基基因转录本编辑位点分析

RNA编辑是高等植物线粒体基因转录后表达调控的一种重要方式。为探究ATP合酶F_0部分的4个亚基基因与植物雄性不育性的关系,本研究以3个烟草雄性不育系(MS中烟90、MS云烟85和MS K326)及其同型保持系为供试材料,比较分析atp6、atp9、orf25和orf B线粒体基因转录本的编辑位点。结果表明,orf25和orf B基因转录本在不育系和保持系中发生的编辑位点是一致的。atp6基因在不育系中未发生编辑,在保持系中共有6处发生了RNA编辑。与保持系相比,atp9基因在不育系中除8处共同的C→T编辑外,还缺少2个C→T的特异编辑位点,其中1个导致氨基酸类型的改变。推测不育胞质因缺少特异的线粒体基因转录本编辑而导致烟草的细胞质雄性不育。     

含不同地区野生稻胞质的水稻雄性不育材料线粒体SSR标记分析

胞质雄性不育(CMS)基因的发现以及三系配套技术的成功使作物杂种优势得以广泛应用,目前不育胞质类型的单一在一定程度上限制了水稻杂种优势的利用。为了发掘新的不育胞质类型,本研究利用34个线粒体SSR标记对本课题组选育的19份胞质来源于不同地区普通野生稻的水稻CMS材料进行了遗传多样性分析,并以野败型的天丰A、红莲型的粤泰A、冈型的G46A和D型的D62A作为对照材料。结果显示,针对线粒体基因组,检测到的变异数范围1~5,Simpson多样性指数(Hi)范围0.15~0.58,平均遗传多样性指数0.079;在全基因组中检测到的等位变异数范围1~4,Simpson多样性指数(Hi)范围0.16~0.70,平均遗传多样性指数0.087。两种分析结果表现出较好的一致性:A37、A39和A3这三份不育材料分别在两个聚类结果中单独聚为一类,与其它不育材料(包括4份典型的不育系对照)遗传距离都较远,遗传差异最大,因此,推测这3份材料可能为新的不育胞质类型。同时,线粒体SSR标记R34可将这23份不育材料明显区分开来,对扩增片段测序对比发现R34扩增的片段与不育基因orf224有很高的同源性,因此,R34标记可作为鉴别胞质类型的分子标记。     

不同核背景对玉米CMS-C线粒体复合体活性的影响

为探究不同核背景下线粒体复合体活性对玉米C型雄性不育系育性的影响,明确其与花药败育的关系.以同质异核不育系K932S、K169S、近等基因恢复系K932R和保持系K169为材料,采用植物线粒体呼吸链复合体酶联免疫分析试剂盒对花药发育不同时期的5个线粒体复合体活性进行测定比较.结果表明,除花粉母细胞时期复合体Ⅱ、Ⅳ外,其余时期不育细胞质复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ活性在K169核背景下显著高于K932,绝大多数时期复合体Ⅲ、Ⅴ的活性则相反,但存在恢复基因时,K932R可改变部分时期不育细胞质不同线粒体复合体的活性.在二分体时期,不育细胞质复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ活性显著低于正常可育胞质,而其他多数时期5个复合体的活性则相反.由此可见,在花药发育不同时期,核背景对玉米CMS-C不同线粒体复合体活性均有显著影响;相同核背景下,二分体时期不育细胞质复合体Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ活性比正常细胞质显著降低,可能与CMS-C花药败育密切相关.     

大葱雄性不育分子标记辅助选择的研究

大葱雄性不育在杂种优势利用中具有重要价值,传统方法选育不育系效率低,分子标记辅助育种可提高育种效率。本研究试图建立大葱雄性不育辅助育种的技术体系,加快大葱不育系、保持系的育种进程。利用RAPD技术分析了多态性片段S132800、S38960、S72300、S731100、S2002400与大葱育性的连锁关系,重组率分别为0、7．5％、0、4．2％、0。其中S132800、S2002400能在多数品种中区分N、S胞质,且重组率接近0,用于胞质鉴定具有很高的准确率,因而具有较高的利用价值。以S132800、S2002400为探针对不育系和保持系mtDNA的酶切片段进行了Southern杂交分析,结果表明它们在N、S胞质中存在多态性。预示着它们可能是与大葱CMS相关的片段。鉴于RAPD标记的应用有一定局限性,进一步对特异片段S132800、S2002400进行了克隆、测序和SCAR标记转化,其中S132800成功转化为SCAR标记,而S2002400转化后多态性消失。为进一步降低成本,简化了SCAR扩增产物的检测技术,初步建立了大葱不育系、保持系分子标记辅助选择的技术体系。研究表明,SCAR产物加入EB直接检测存在一定误差,而通过快速电泳可以快速、准确地鉴定单株的胞质类型。RAPD标记和SCAR标记在育种中应用有望提高大葱不育系、保持系的育种效率。     

马协型细胞质雄性不育水稻的线粒体DNA研究

采用ＲＦＬＰ分析与分子杂交实验,研究马协型及野败型不育系线粒体基因组的组成,初步证实它们属于不同来源的细胞质;马协型不育系及其保持系线粒体基因组之间也存在明显的限制酶酶切片段长度多态性。     

玉米细胞质雄性不育材料CMS-P的胞质分类研究

采用育性恢复专效性测定、PCR分类鉴定、类质粒鉴定3种玉米不育细胞质分类方法,对本室从爆裂玉米（Zea mays everta）种质中发现的玉米细胞质雄性不育材料“CMS-P”进行了胞质分类研究,一致表明CMS-P属于S型不育胞质。这为CMS-P的有效利用提供了理论依据。卡方测验表明,S组田间育性表现恢复的各组合花粉可染率并不完全符合1∶1的分离比例,CMS-P向可育方向偏移的程度更大。花粉可染率在不同测验系、不同胞质、不同环境间都表现出较大差异,胞质与核微效基因间的互作可能是影响育性稳定性的主要因素。