金花薹萝卜雄性不育细胞质主要品质性状的胞质效应研究

[目的]研究萝卜雄性不育系细胞质的胞质效应。[方法]将不育系与恢复系配制成A系杂种,保持系与恢复系配制为B系杂种,测定其主要品质性状,根据它们之间的差异,确定其不育胞质效应。[结果]不育细胞质与可育细胞质在辣味素性状上存在着极显著的差异,细胞质效应来源于细胞质和核质间互作。金花薹不育细胞质除了纤维素和辣味素性状外,其余品质性状均表现为负效应,其中Vc表现为较强的负效应。不育细胞质的不利效应可以通过不育细胞质与恢复系之间的互作效应来降低。[结论]该研究为萝卜细胞质雄性不育系的正确评价和合理利用提供了一定的理论依据。     

水稻细胞质遗传效应研究进展

水稻正反交杂种优势存在不一致现象即细胞质效应,在三系杂交水稻中,恢复系与保持系杂种子一代的杂种优势往往大于恢复系与不育系的杂种优势,这表明不育细胞质存在负效应。基于此,综述了细胞质效应的概念、细胞质效应对性状的影响以及细胞质效应的基因调控理论。     

不育系花器含糖量对三系杂交棉制种产量的影响

以棉花细胞质雄性不育系、保持系、恢复系及杂种F1的花瓣、花药、柱头、蜜腺、苞叶和叶片为材料,测定和比较了各材料的总糖、蔗糖和果糖含量,观察和分析了三系杂交棉制种田中蜜蜂造访的数量与制种产量性状的相关性.结果表明:不育系花瓣、苞叶、蜜腺的可溶性总糖和蔗糖含量比可育的恢复系、保持系和F1高,并达到显著或极显著水平,而果糖含量的差异不明显.其中,不育系花器的蔗糖含量是影响蜜蜂造访制种田蜂群量和不育系结铃率的关键因素;选育花器含糖量高的不育系,有利于提高制种田中的蜜蜂数量,增加不育系的结铃率,以及降低其不孕子率,提高制种产量.     

棉花细胞质雄性不育与育性恢复的研究与利用

对棉花细胞质雄性不育与育性恢复的研究现状进行了较为全面的综述。介绍了棉花细胞质雄性不育系、恢复系及“三系”杂种棉的选育进展,不育系花药的细胞学及其生理生化特征,细胞质雄性不育产生的分子机理,不育胞质对杂种一代的遗传效应。详细阐明了细胞质雄性不育恢复系的类型,育性恢复的遗传方式,育性恢复基因与育性增强基因之间的关系以及恢复基因的遗传定位。文中对“三系”杂种棉选育进展缓慢的原因进行了剖析,并从利用新的胞质不育类型选育优良不育系,聚合多个恢复基因和育性增强基因选育强恢复系,优化以蜜蜂为媒介的传粉体系等方面,探讨了“三系”杂种棉的发展对策。     

高产 优质“三系”杂交棉品种冀FRH3018的选育

利用棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系＂三系＂杂交育种技术,对不育系、保持系和恢复系进行协同改良,筛选高杂种优势恢复系,以高抗枯黄萎病、高抗棉铃虫、雄性不育系3096为母本,以抗枯黄萎病、丰产性突出的恢复系866为父本,培育出了抗棉铃虫、抗病、优质、高产＂三系＂杂交棉品种冀FRH3018。该品种于2010年4月通过了河北省品种审定委员会审定,准予在冀中南棉区推广。     

棉花细胞质雄性不育与育性恢复研究进展

棉花细胞质雄性不育在杂种优势的利用上具有重要的作用。利用棉花细胞质雄性不育和育性恢复系统突破了传统人工去雄杂交育种的瓶颈,为棉花杂交种制种的商业化推广展现了光明的前景。详细阐述了棉花细胞质不育系和恢复系遗传学的研究及利用,细胞质雄性不育相关线粒体基因、育性恢复基因相连锁分子标记的开发以及恢复基因的遗传精细定位,育性相关基因的克隆等方面的研究工作,提出了存在的问题,展望了今后工作的研究方向。     

油菜雄性不育系微量花粉与其农艺性状相关性研究

为了更好地利用不育系，对优质油菜（B.napus）细胞质雄性不育系681A的微量花粉特性进行了研究。发现该不育系微量花粉对不育系植株及杂种后代的长势、花器大小及农艺性状等有较大影响。随着不育系不育程度的增大，不育系和杂种生长渐弱，且花变小，角果变短，种子数变少，农艺性状变差，提出利用较多微量花粉的不育系异地制种，是兼顾油菜“三系”杂种纯度和杂种优势的较好途径。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育三系杂交种制种技术

近十几年来，甘蓝型油菜杂交种的选育研究进展迅速，目前已培育出了许多细胞质雄性不育杂交种和细胞核雄性不育杂交种（包括显性核不育和隐性核不育），这些杂交种的应用，取得了巨大的经济效益。细胞质雄性不育被认为是目前油菜杂种优势利用中应用最广泛、成效最显著的途径。细胞质雄性不育杂种具有杂种优势强，杂种制种技术简便，可以省去人工去雄、进行育性标记、拔出可育株的麻烦，生产成本低，制种质量高等优点。但是由于细胞质雄性不育杂交种亲本的一些固有特点，加上制种人员对制种技术规程掌握、重视不够，往往造成种子质量差，影响杂交种的纯度和增产潜力的发挥。现介绍甘蓝型油菜细胞质雄性不育杂交种制种主要技术要点。     

陆海三系杂交棉制种技术

陆海三系杂交棉制种采用"冷藏花药与摘花授粉,整株杂交与集中成铃"相结合等技术措施。杂交亲本要选择具备亲和力好、配合力高的特性,且前者结实率要高,后者恢复能力强,是提高杂交制种产量和提高杂种优势的基础。利用棉花三系法制种不仅可以简化制种程序,保证杂交棉种的纯度,还能降低成本,提高制种功效,促进了杂交棉推广使用。     

中国水稻杂种优势利用的成就,进展与前景

１９６４年,袁隆平率先在中国进行水稻雄性不育研究,并提出通过选育水稻雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的三系法途径利用水稻的杂种优势。１９７０年,袁隆平的助手在海南崖县发现野生稻雄性不育株（简称“野败”）,为培育杂交水稻打开了突破口。随后开展...     

Overview of the Study and Application of Cytoplasmic Male Sterility in Cotton

Cotton has significant heterosis. Hybrid cotton usually can increase production in lint yield by about 15% compared with conventional self-pollinated cultivars, and also can get obvious improvement in fiber quality, disease resistance, insect resistance, adversity resistance and photosynthetic efficiency. Among some links of cotton heterosis use, the most important link is the castration in the production of hybrid seeds. At present, there are four ways for the castration, such as hand emasculation, chemical male gametocide, nuclear male sterility and cytoplasmic male sterility (CMS). The production practice showed that use of cotton male sterility could not only simplify the hybrid seed production but also save the production cost on a commercial economic scale. In particular, the way of hybrid seed production by use of cotton CMS line, maintainer line and restorer line were the most effective way since it could overcome some disadvantages in the other ways. Therefore, in this paper, the study and application of the cotton CMS system in hybrid seed production were overviewed and some of problems currently limiting application were also addressed. At first, the genetic, cytological and biochemical characteristics of the cotton CMS were reviewed. Secondly, the positive/negative effects of sterile cytoplasm in hybrid F₁ were analyzed, and how to overcome these negative effects, such as pollen temperature sensitive and F₁ not expressing complete fertility, by developing strong restorer lines with a stronger ability for F₁ fertility restoration, was discussed in detail. For an example, transgenic strong restorer line could be developed by introducing the exogenous GST gene, which was assumed to have the function of enhancing pollen vitality, into some conventional restorer lines, and so that hybrids with higher heterosis could be produced by crossing this strong restorer with sterile lines. According to the characteristics of cotton as an often cross-pollination crop, this paper recommended in detail the key techniques of hybrid cotton seed production, such as rules of parent (sterile line and restorer line) selection, location selection and environment optimization for enriching native pollinators to produce more hybrid seeds. Then, the paper pointed out that compared with other crops, cotton hybrid seed production based on CMS system has four advantages in the cotton heterosis use: (1) The purity of hybrid seeds can be guaranteed because there is no pollen in anthers of cotton CMS line and its sterility is very stable and not affected by the climate and other environments; (2) The high yield of hybrid seed can be obtained since the long flowering period (about 3 months) of cotton does not result in the flowering asynchronism between sterile line and restorer line; (3) The wide ecological adaptability of cotton and the possibility of large-scale hybrid seed production will be benefited to popularize hybrid cotton; and (4) Interspecific heterosis between upland cotton (Gossypium hirsutum L.) and sea-island cotton (G. barbadense L.) can be used. It is predicted that the hybrid cotton production based on CMS system will be the main approach to utilize heterosis of cotton. Finally, the future works in study and application of CMS in cotton heterosis, especially in development of new sterile lines and restorer lines by use of modern biotechnology, was also discussed.     

玉米细胞质雄性不育与恢复基因研究进展

玉米作为我国重要的粮、饲两用作物在保障粮食安全,推动社会经济发展和提供工业能源等方面扮演着关键的角色。细胞质雄性不育是高等植物中普遍存在的生物学现象,玉米细胞质雄性不育可以分为T型、C型与S型3种类型。不育基因来源于线粒体基因重排形成嵌合基因,新形成的嵌合基因对花药中小孢子的发育产生危害导致败育的发生。恢复基因的存在可以消除不育基因的危害,使小孢子正常生长。由于不育基因为线粒体基因,恢复基因为细胞核基因,对细胞质不育与恢复机理的研究同样是探究质-核互作关系的桥梁。同时对雄性不育系的利用是玉米利用杂种优势的一个重要技术手段,玉米生产上利用细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义,不但能够解放劳动力降低制种成本,而且提高了制种纯度增加产量。对玉米细胞质雄性不育的分类、特征及近年来发现的玉米细胞质雄性不育基因与育性恢复基因进行概述,并探讨了玉米细胞质雄性不育应用过程中的问题与发展前景,以其为细胞质雄性不育在生产上的推广利用提供参考。     

玉米雄性不育系晋玉1A的选育及其特性

【目的】 利用分子生物学和细胞学方法确定晋玉1A的雄性不育类型,鉴定玉米种质资源对该不育系的恢保关系,并测定其一般配合力和特殊配合力,为应用晋玉1A雄性不育系开展杂交育种工作提供依据。【方法】在海南乐东、山西晋中、忻州和运城,调查晋玉1A连续3年田间的育性;对晋玉1A与郑58的雄花、花药、花粉进行观察比较;对晋玉1A与昌7-2杂交F₁代的花粉进行I₂-KI染色观察;用专性PCR方法对晋玉1A的不育类型进行鉴定;以晋玉1A作母本,与158个自交系进行测配,对F₁代进行田间育性调查,以筛查与之适配的恢复系与保持系;对以晋玉1A配制的可育杂交种F₂代群体和BC₁群体,进行育性调查;对晋玉1A及郑58与10个玉米自交系杂交F₁代的籽粒产量性状进行一般配合力和特殊配合力分析。【结果】晋玉1A在以上4个地点,连续3年的田间不育性状保持稳定。晋玉1A与郑58的雄花外形相似,但其颖壳不开裂,花药不外露,无花粉散出。I₂-KI染色表明,晋玉1A的花粉完全败育。对晋玉1A与昌7-2杂交F₁代植株花粉的显微观察表明,64.4%的花粉粒能够被I₂-KI正常染色,35.6%花粉粒败育,说明该不育系属于配子体不育类型。经专性PCR鉴定,晋玉1A和昌7-2的细胞质都属于S型雄性不育细胞质类型。昌7-2核基因组携带恢复基因,掩盖了其细胞质雄性不育的表型。郑用琏等设计的专性鉴定引物特异性更强。在以晋玉1A作母本进行测配的158个自交系中,鉴定出96个保持类型,47个恢复类型和15个半恢复类型。在以晋玉1A配制的可育杂交种F₂代群体中,存在3.1%—8.7%的不育株,表明恢复系中存在微效恢复基因。晋玉1A和郑58分别与10个自交系配制的同父异母杂交种之间籽粒产量差异不显著;对这些杂交种F₁代配合力分析表明,晋玉1A的一般配合力略高于郑58。【结论】晋玉1A属于S型胞质雄性不育系,其不育性状稳定,花粉完全败育,在现有玉米种质资源中有一定量的恢复与保持类型材料。它与昌7-2杂交的F₁代植株能够产生正常雄穗并散出可育花粉。微效恢复基因的存在使得花粉可染率向可育方向偏移,并导致F₂群体中出现不育株。用晋玉1A和郑58分别与相同父本配制的杂交种间的产量均无显著差异,晋玉1A的一般配合力比郑58略高,可以在玉米杂交种选配中使用,也可用于转育新的不育系。     

Genetics of Fertility Restoration in Cytoplasmic Male Sterile Pepper

Pepper hybrid seeds production using male sterility could lower cost by reducing time and labour, and increase the genetic purity of the F1 seeds. To investigate the genetics of fertility restoration of the Peterson cytoplasmic sterility in pepper, a doubled haploid population of 115 pepper lines obtained from anther culture of the F1 hybrid between Yolo Wonder （sterility maintainer line） and Perennial （fertility restorer line） and the parental lines were test-crossed by 77013A （a strict cytoplasmic-genic male sterile line）. The fertility of the test-crossed lines was assessed in greenhouse and open field with the following three criteria： pollen index （PI, visual estimation of pollen amount per flower）, pollen number （PN, pollen counting under microscope）, and seed number （SN, the number of seeds per fruit in open pollination）. Correlations between the each couple of criteria within, as well as between the cultivation methods ranged from 0.55 to 0.84. Analysis of variance showed that the genotype （DH line） and environment were the significant sources of variation of the fertility. Narrow sense of heritance of fertility restoration ranged from 0.38 to 0.92, depending on the criteria and environment. The distribution of the progeny was continuous between the parental genotypes indicating the quantitative inheritance of fertility restoration. Inferred from segregation according to Snape et al.（1984）, the number of segregating genes was estimated to be that three to four genetic factors were involved in pollen traits （PI and PN） and five to eight genetic factors in seed production （SN）. The heredity analysis of the CMS will be helpful for understanding of the genetic mechanism of the fertility restoration and the exploitation of the CMS in hybrid seed production.     

棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究及利用现状

利用质核互作雄性不育系实现强优势组合三系配套是解决目前棉花杂交制种瓶颈,促进棉花杂种优势利用的有效途径之一。本文综述了棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究现状,介绍了棉花质核互作雄性不育系和恢复系的类型;在细胞学和分子生物学水平上探讨了质核互作雄性不育产生的机理,阐述了育性恢复的遗传方式、恢复基因的分子标记和遗传定位、恢复基因的图位克隆及三系杂交棉的研究进展;对三系杂交棉今后的研究方向进行了展望。     

油菜CMS育性不稳定的研究进展

受遗传因素和温度、光照、土壤肥力等环境因素的影响,油菜CMS的不育性状表现不稳定,不育度降低,出现少量或微量花粉,微粉在形态和功能上与正常花粉都有区别;油菜CMS育性的不稳定不但加大了不育系选育难度,而且会降低杂交种的纯度,影响杂种优势的利用;可通过大量筛选保持系,选择第二保持系,选育细胞核加细胞质不育系,利用化学杀雄剂,控制制种环境措施等来减少和消除不育系微粉的影响。关健词:油菜CMS;育性不稳定;进展     

棉花细胞质雄性不育研究进展

棉花具有十分明显的杂种优势,棉花细胞质雄性不育在棉花杂种优势的利用上具有重要作用。利用棉花细胞质雄性不育和育性恢复系统突破传统人工去雄杂交育种的瓶颈,为棉花杂交种制种的商业化推广展现了光明的前景。综述了近年来棉花细胞质雄性不育在细胞学、生理生化、分子生物学和育性恢复4个方面的研究进展。详细阐明了棉花细胞质雄性不育小孢子败育时期及细胞学形态、生理生化指标研究、胞内基因组和核内恢复基因的分子生物学研究和获得理想恢复系的方法,并提出了研究中存在的主要问题,展望了今后工作的研究方向。     

利用广亲和基因S5-n的功能标记鉴定特殊配组类型杂交种纯度研究

“粳不育系/广亲和恢复系”配组方式在浙江省得到了越来越多的应用。广亲和基因S5-n的功能标记可快速检测种子纯度。为验证水稻广亲和基因S5-n功能标记鉴定粳不育系/广亲和恢复系配组方式杂种一代的效果,我们分别将长粳1A和6个恢复系获得的F₁代进行大田统计和分子标记鉴定,结果显示,由于广亲和基因S5-n分子标记不能特异性检测出串粉形成的异形株,导致其鉴定结果较大田统计鉴定结果高1.0~2.0百分点。未来还需要进一步优化广亲和基因分子标记技术的特异性,进而提高分子检测的准确性,这将有助于杂交稻的安全生产。