甘蓝型油菜细胞质雄性不育系1193A的选育及分析

【目的】细胞质雄性不育系统是当前利用油菜杂种优势的主要途径,也是最重要的授粉控制系统之一,而利用远源杂交引入近源种胞质来获得异源细胞质雄性不育是发掘新型胞质雄性不育系和提高雄性不育育性稳定性的有效手段。【方法】本研究以新疆野生油菜与甘蓝型油菜湘油15号属间杂种后代为基础,通过多代回交育成了不育性稳定的油菜细胞质雄性不育系1993A。【结果】研究表明不育系1193A自交不结实,异交结实正常,具有典型的不育性状,恢保关系比较表明其与pol CMS具有不同的恢保关系,败育的时期主要发生在单核花粉期,在花药败育过程中绒毡层出现径向肥大和液泡化,挤压小孢子,最终导致花药败育。【结论】该油菜细胞质雄性不育系1993A不育性稳定彻底,与pol CMS是不同的细胞质雄性不育系。     

同核异质大豆叶绿体DNA的SNP分析

在前期对大豆细胞质雄性不育系JLCMS9A和其相应的保持系JLCMS9B这2个同核异质的材料叶绿体基因组高通量测序数据分析的基础上,以可育系细胞质PI437654(GenBank:DQ317523.1)和保持系JLCMS9B叶绿体基因组序列为对照,挖掘了不育系JLCMS9A叶绿体基因组特有的位于基因区和非编码区的SNP,并对不育系JLCMS9A基因区特有的2个SNP所对应基因的功能、结构及其对大豆育性可能的影响进行了分析。提取JLCMS9A和JLCMS9B的叶片RNA,对不育系JLCMS9A基因区特有的2个位于基因区的SNP基因进行了qPCR的表达分析,发现在不育系材料中matK基因表达量明显高于保持系,而ycf1基因表达量在不育系和保持系中相近,推测不育系JLCMS9A位于叶绿体基因区特有的SNP基因matK的表达,会对大豆育性产生影响。     

甜菜单胚细胞质雄性不育系与保持系的育性鉴定及筛选

【目的】提高甜菜单胚细胞质雄性不育系与保持系的育性纯度。【方法】对课题组现有的40对（共计620颗个体植株）甜菜单胚细胞质雄性不育系与保持系进行分子标记育性鉴定，记录鉴定结果中显示不育系中混有的保持系植株和保持系中混有的不育系植株的对应编号；在田间进行形态学验证，同时剔除混杂株。【结果】利用分子标记育性鉴定共检测到92颗混杂植株的DNA，其中73颗为保持系中混有不育植株，19颗为不育系中混有可育植株；在田间进行形态学育性鉴定时，观察花粉鉴定植株育性的同时观察植株的粒性，共有122株个体植株发生混杂（包含分子标记育性鉴定为混杂的92颗植株），即73株为保持系混杂，49株为不育系混杂。在田间验证时发现还有多胚植株混杂，可能是在种子清选过程中，有一定的概率混进了多胚种子。【结论】通过田间对混杂植株的剔除，即保证了不育系与保持系的育性及粒性纯度，又为这40对甜菜单胚细胞质雄性不育系与保持系的遗传多样性分析提供了前提条件，奠定了配制二元不育系的基础。     

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。     

细胞质雄性不育海岛棉的选育和细胞学观察

【目的】利用细胞质雄性不育海岛棉和陆地棉种间的杂种优势。【方法】采用回交育种技术，选育了一套具有哈克尼西棉细胞质的海岛棉不育系“海A”和保持系“海B”，并用石蜡切片的方法对所选育的海岛棉不育系和保持系的小孢子发生进行了细胞学观察。【结果】育成的海岛棉不育系，虽然核背景由陆地棉被置换成了海岛棉，但败育的基本特征没有发生明显改变：“海A”的败育时期主要在小孢子母细胞减数分裂时期，花药无花粉粒，具有败育早、稳定和不受环境影响的特性；“海A”与陆地棉恢复系杂交，杂种F1花粉育性好，结铃率高，铃重增大，衣分提高。【结论】选育的“海A”在海岛棉与陆地棉种间杂种优势利用研究中具有良好的利用前景。     

糯质高粱不育系M17A的选育

M17A细胞质雄性不育系是本院利用育种材料原1去雄后作母本,利用细胞质雄性不育系的保持系W3B变异矮秆株作父本,在杂交后代中选择不育单株进行成对保持,通过8年8代的成对保持,培育出的新型细胞质雄性不育系,该不育系性状稳定、配合力强,产量和性状均优于TX623A细胞质雄性不育系,也优于M07A、M08A,是目前夏播区比较理想的雄性不育系之一。     

越冬枝条嫁接对红麻雄性不育系与保持系

【目的】为建立红麻雄性不育系、保持系与杂交种子生产技术体系提供理论依据。【方法】以南宁单瓣木芙蓉和红麻野生种H040的越冬枝条为砧木,以红麻细胞质雄性不育系763A和保持系763B越冬枝条上的新生芽为接穗,采用单芽切接法嫁接后扦插繁殖,成活后移栽大田与本砧嫁接株和种子繁殖株进行对比试验。【结果】不育系嫁接处理的成活率显著高于保持系嫁接处理,用红麻野生种H040作砧木表现出较高的嫁接成活率,而用木芙蓉作砧木的成活率较低;嫁接处理可使植株矮化,其中以木芙蓉作砧木的矮化效果最显著;嫁接对红麻的现蕾开花始期影响不大;用H040和木芙蓉作砧木的处理,其接穗的梢部枯萎长度显著小于本砧嫁接,表现出较强的越冬抗寒性;结果数的多少与越冬期的梢部枯萎长度呈极显著负相关,结实越多,越冬抗寒性越差。【结论】越冬枝条嫁接对红麻不育系与保持系成活率及越冬抗寒性存在一定差异;嫁接处理可使植株矮化;选择适当的砧木对提高接穗的抗寒性有积极作用。     

油青四九菜心细胞核不育系转育研究

[目的]探索油青四九菜心细胞核不育系的转育。[方法]以法45抗热大白菜不育系为不育源,通过常规杂交转育得到油青四九菜心细胞核不育系、新甲型两用系和临时保持系。[结果]用可育品系与雄性不育系中不育株和甲型两用系中不育株杂交,以及新甲型两用系中可育株正反交,测定15个菜心可育品系基因型均为MsfMsf。按雄性不育系杂交转育方案,育成了大白菜细胞质油青四九菜心的新甲型两用系,雄性不育系和临时保持系。按照回交转育方案,完成了大白菜细胞质和菜心细胞质4个世代雄性不育系的转育,其后代雄蕊育性分离比例完全符合回交转育模式。[结论]在雄性不育系的转育过程中,注意同型株的选择,会有很好的转育效果。     

棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系线粒体基因组文库的构建

【目的】构建棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系的线粒体BAC文库,为研究棉花线粒体基因组结构以及棉花细胞质雄性不育的形成机理提供基础。【方法】在借鉴其它作物的线粒体基因组BAC文库构建方法的基础上,对棉花线粒体DNA的提取及其BAC文库的构建进行探索和优化,构建了棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系的线粒体BAC文库,并采用同源克隆的方法克隆棉花线粒体的功能基因。【结果】构建的不育系和保持系的线粒体基因组文库分别包括2 600个克隆,插入DNA片段大小在10.3 kb和37.5 kb之间,平均分别为22.29 kb和21.36 kb。重组子的覆盖率分别达到棉花线粒体基因组的79倍和76倍。获得了3个棉花线粒体功能基因序列,通过比较,证明晋A不育系与其保持系的这3个基因序列无差异;以这3个基因为探针筛选文库,均获得阳性克隆。【结论】分别构建了棉花晋A细胞质雄性不育系及其保持系线粒体基因组的BAC文库。获得了晋A不育系与其保持系的orfB,coxⅠ和nad4L 3个基因的全序列,通过比较,证明晋A不育系与其保持系在orfB、coxⅠ和nad4L基因全序列上无差异。     

水稻细胞质雄性不育系种子裂颖与浆片性状的关系

【目的】研究水稻细胞质雄性不育系种子裂颖特性与浆片的关系,揭示不育系种子裂颖的内在原因。【方法】以具有不同裂颖特性的细胞质雄性不育系福伊A、三香A、丰源A、T98A及其相应保持系为材料,对不育系间以及保持系与不育系间浆片的小维管束性状值、体积、重量、水势进行方差分析和多重比较,并对不育系浆片的小维管束性状值、体积、重量、水势与其种子裂颖率和裂颖度进行相关分析。【结果】与种子裂颖重的不育系相比,种子裂颖轻的不育系浆片小维管束导管面积大、数目多且分布均匀、体积小、重量轻、水势低;且相应保持系也表现出大致相同的规律。不育系种子裂颖率与浆片单个小维管束的导管面积和数目、单个小维管束平均单个导管面积、整个小维管束的导管面积和数目呈极显著负相关,与浆片单个导管未退化小维管束单个导管面积、单个小维管束面积、体积、重量、水势呈（极）显著正相关。【结论】浆片小维管束导管少且分布不均匀、体积大、重量重、水势高是不育系种子裂颖重的重要原因之一。     

影响小麦提型不育系种子质量的遗传因素

根据Ｔ型不育系和恢复系,不育系和保持系的两套双列杂交试验以及川７Ａ和其它保持系的４套回交试验。对影响Ｔ型不育系种饱满度和发芽率的遗传因素进行了分析,发现不育系异交子粒的发育进程和充实程度主要取决于母体的基因型;而不育系种子的发芽率则受母体基因型和花粉供体基因型的共同影响。用川７Ｂ给其它不育系授粉得到的杂交种子,其发芽率明显地高于这些不育系与同型保持系杂交产生的种子;不育系种子的饱满度也因有了川７Ｂ     

Nectar secretion of RN-type cytoplasmic male sterility three lines in soybean [Glycine max (L.) Merr.]

Significant progress has been achieved in the use of heterosis in soybean and several soybean hybrids have been released in China. However, broad use of hybrid soybean seed is limited due to low seed setting of female parents. Breeding cytoplasmic male sterile(CMS) lines with high out-crossing rate is necessary to solve the problem. The objective of this study was to determine the relationship between out-crossing rate of CMS lines and their nectar secretion. The daily nectar secretion rhythm, meteorological effect on nectar secretion, and differences in nectar secretion among genotypes and years were investigated in 27 soybean CMS lines(A-lines) with their maintainers(B-lines) and restorers(R-lines). The correlation between out-crossing rate of CMS lines and nectar production was also evaluated. Nectar secretion had diurnal variation. Secretion initiated at about 06:00 for most materials and reached a peak at 07:00–08:30 after flower opened, then the nectar secretion decreased gradually. A sub-peak appeared at about 13:00, while the nectar could not be detected at 17:00. Nectar secretion was greatly influenced by the weather conditions. The amount of nectar secretion increased gradually over time during periods of high temperature and no rainfall for several days. Rainy weather and low temperatures inhibited nectar secretion. There were obvious variations of nectar amount among different genotypes tested. Significant nectar variation within a genotype among years was also observed, and the highest nectar secretion was 3-fold higher than the lowest. The amount of nectar secretion from R-lines was significantly higher than that of A-and B-lines. There was no significant difference in nectar secretion between A-and B-lines. A-and B-lines with higher out-crossing rates secreted more nectar. The amount of nectar secretion of A-and B-lines were significantly positively correlated with the out-crossing rate of A-lines.     

Genetic effects and plant architecture influences on outcrossing rate in soybean

Outcrossing rate is an important determinant of cytoplasmic male sterile(CMS) breeding and hybrid seed production for heterosis in soybean. Parental lines with a high outcrossing rate were screened for backcross breeding to obtain the high outcrossing rate maintenance B-lines and sterile A-lines. Application in production practices will help to increase hybrid soybean production. In this study, JLCMS82B and JLCMS89B were selected as parents for the construction of outcrossing rate segregation populations, and the progeny-array approach(PAA) and glyphosate resistant gene markers were used to determine outcrossing rates. We found that:(1) The outcrossing rate between JLCMS82B and JLCMS89B was significantly different;(2) the outcrossing rate of the F_2 segregating populations was a quantitative trait, though whether an additive or epistatic effect exists required analysis with a triple test intersection analysis;(3) agronomic traits correlated with outcrossing rate; outcrossing rate was the highest with plant height of about 84 cm, lower number of plant branches, earlier flowering time, larger angle between the branches and the main stem, and with more divergent plant morphology. Correlation analysis between agronomic traits and outcrossing rate can effectively guide the screening of parents with a high outcrossing rate.     

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.     

水稻雄性不育系扦插繁殖与种子繁殖主要性状比较

[目的]探索水稻不同繁殖方式在农艺性状、经济性状、育性等方面的表现及存在的差异,为水稻不育系扦插繁殖在生产上的利用提供理论依据.[方法]以两个水稻细胞质雄性不育系和两个光温敏感核不育系为材料,采用茎节扦插繁殖和种子繁殖方法,调查两种繁殖方式的扦插(播种)期、始穗期、齐穗期、株高、每穗总粒数、有效穗数、穗长、株叶型及套袋自交结实率等.[结果]茎节扦插繁殖与种子繁殖相比,生育期大幅提前,株高降低,有效穗显著增多,穗长略短,穗粒数减少,植株形态表现紧束,长势旺,叶色浓,但群体整齐度较差;花粉育性及套袋自交结实率方面二者无差异.与细胞质雄性不育系相比,光温敏感核不育系扦插繁殖植株的上述性状表现相对较优.[结论]两种繁殖方式植株的农艺性状及经济性状存在一定差异,但不影响育性;光温敏感雄性不育系更适于扦插繁殖,可用于杂交种子生产.     

百日草雄性不育系的获得及其细胞学观察

 【目的】获得百日草雄性不育系,并探索其花药发育机制,为百日草杂种优势的利用提供一条新途径。【方法】采用自交F2代出现的不育材料连续回交获得的不育系再进行兄妹交、可育株自交,结合与多个自交系测交进行不育类型鉴定,并对其细胞学进行研究。【结果】获得了百日草深红色单隐性雄性不育两用系AH209AB。正常可育的花药,其药壁由4层细胞构成,即表皮、药室内壁、中层和绒毡层;花粉母细胞减数分裂过程中的胞质分裂为同时型;成熟花粉为三细胞型。雄性不育株花瓣退化或丝状,雄蕊退化成丝状,内无花粉,外观呈绒毛状;花药在造孢细胞组织形成后,没有继续分化产生药壁结构、花粉母细胞及其花粉,为完全的结构性雄性不育类型。【结论】该雄性不育系属于无花粉囊型不育系,在F1代种子生产上具有重要的利用价值。     

辣椒核雄性不育系pby-1形态学及生理生化特性分析

【目的】分析辣椒(Capsicum annuum L.)雄性不育系的形态学及生理生化的特征,为研究羊角椒雄性不育的遗传机制提供理论参考。【方法】以羊角椒核雄性不育系pby-1和保持系PBY-1为材料,观察花蕾7个时期的发育情况及盛花期的花器官,测定盛花期花粉的生活力及减数分裂、四分体及单核3个时期花蕾的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)的含量,分析保护酶活性的变化,比较赤霉素(GA₃)、生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、茉莉酸(JA)及脱落酸(ABA)含量差异及不同内源激素的平衡关系。【结果】与野生型PBY-1相比,不育系只有花器官结构与其不同,花药干瘪,花粉无生活力。在羊角椒花蕾发育的3个时期,不育系与可育系之间在保护酶活性与内源激素含量上存在差异,其中,不育系SOD活性始终显著低于保持系,而CAT活性始终显著高于保持系,POD活性在减数分裂期和四分体时期显著低于保持系,MDA含量只有在单核时期显著高于保持系;四分体及单核时期GA₃含量、IAA含量高于保持系,ZR含量始终高于保持系,减...     

细胞质雄性不育海岛棉恢复系恢复基因的遗传分析

 【目的】在陆地棉细胞质雄性不育系与海岛棉种质材料进行测恢筛选时,选得一个对不育有恢复力的海岛棉材料“海R”,本研究的目的是了解其育性恢复的遗传方式。【方法】构建23种不同的F2群体和回交群体,分析和明确恢复基因的遗传。【结果】“海R”恢复基因属孢子体遗传,由一个主效显性基因（RfB）控制。在恢复基因呈隐性时不育胞质不但对雄配子的传递有影响,而且对雌配子的传递也有影响。【结论】推测此海岛棉恢复系的育性恢复基因来源于哈克尼西棉基因组,在陆地棉与海岛棉的种间杂种优势利用中具有应用价值。     

水稻三系不育系玉丰A的选育与应用

【目的】通过选育配合力高的不育系,为杂交稻配组提供丰产性好、配合力高的中间育种材料。【方法】自2001年开始,用博B与金B杂交得到的优良保持系与博A测交,并经多代回交转育培育感温籼型三系不育系。【结果】经4年7代次成对回交转育得到优良不育系玉丰A,其组配的杂交稻具有高产、抗性强和熟期适中等特点。【结论】玉丰A具有花粉败育彻底,育性稳定,不育株率和花粉不育度均为100%,农艺性状优良,开花习性好,配合力高等特点,2010年10月,玉丰A通过广西农作物品种审定委员会审定。