大白菜CMS7311雄性不育的发生与花蕾内源激素含量变化的关系研究

为揭示大白菜CMS7311雄性不育发生与其内源激素含量变化的关系,利用间接酶联免疫( ELISA)测定法比较了大白菜雄性不育株花蕾和可育株花蕾发育过程中内源激素的含量变化差异。结果表明：在花蕾发生过程中,不育株和可育株内源激素IAA、ABA、GA3、ZR以及JA含量变化均呈现差异。以花蕾纵径2.0~2.9 mm时期为转折点,前期不育株花蕾IAA含量小于可育株花蕾,而后期相反;同样的转折点,不育株花蕾ABA含量的下降趋势呈开张的“V”字形,前期下降快,后期下降放缓,这与可育株中变化趋势不同。不育和可育株花蕾中GA3含量变化都是先下降后上升趋势,所不同的是不育株花蕾中GA3含量变化幅度较可育株小且始终低于可育株。不育株中JA含量呈现先下降后上升再下降的剧烈变化趋势,且始终高于可育株花蕾中的JA含量。在不育株不育发生的初始阶段,ABA和JA分别上升了12.47%和16.18%,而IAA、ZR和GA3分别下降了14.00%,23.04%和45.68%;IAA/ABA呈现先下降后上升趋势,但在花蕾发育早期不育株中的比值小于可育株,而后期正好相反;其余IAA/GA3、IAA/ZR和ABA/GA3等3类激素比值均表现为下降趋势,且不育株中IAA/GA3和ABA/GA3比值都明显大于可育株。由于大白菜CMS雄性不育主要发生在花蕾发育的早期,推断GA3的缺乏,导致各激素间的平衡关系失调,可能与CMS7311雄性不育的发生有关。     

洋葱胞质雄性不育系及其保持系花蕾内源激素含量和脯氨酸含量的动态变化特征

以洋葱胞质雄性不育系63A及其同核异质保持系63B为试材,研究了花蕾发育过程中IAA、GA3、ZR、ABA含量以及脯氨酸含量的动态变化规律,探讨洋葱不育性与内源激素、脯氨酸含量的关系。结果显示,洋葱不育系花蕾的IAA、GA3、ZR和脯氨酸含量在败育过程中显著低于保持系,而ABA含量则较保持系有不同程度的盈积。且在花药的发育过程中,二者的差异主要发生在单核期,即不育系小孢子败育的主要时期。据此认为,IAA、GA3、ZR、ABA和脯氨酸含量的异常与洋葱雄性不育的发生有关。     

烟草花蕾中内源激素含量与雄性不育性的关系初探

采用高效液相色谱法测定了烟草细胞质雄性不育系及其相应保持系花蕾发育过程中IAA,GA3,ZT及ABA4种内源激素含量的动态变化。结果表明,从小花蕾→中花蕾→大花蕾,烟草雄性不育系花蕾中IAA和ZT含量都比相应保持系的高;而不育系花蕾中GA3和ABA含量都比保持系的低。据此认为烟草花蕾内源激素含量的变化与雄性不育的发生有密切关系。     

大白菜新型胞质雄性不育系及其保持系花药不同发育时期内源激素动态变化的研究

利用细胞质雄性不育系制种是生产白菜一代杂交种子最经济、有效的途径之一,植物内源激素在植物体内普遍存在,并在植物生长发育的各个阶段起着重要的调节作用。大量的研究结果表明,雄性不育系的营养器官或生殖器官中内源激素含量与保持系不同,雄性败育是花器官尤其是雄蕊中激素不平衡的结果。利用酶联免疫测定技术研究大白菜新型胞质雄性不育系及其保持系不同发育时期花药组织中IAA、GA3、ABA和ZR含量的动态变化,结果表明：在花药发育过程中,不育系花药组织中ABA、m、GA3和ZR含量及ZIVABA比值的变化均出现异常。在第3时期（花营长2．0-3．0mm）,不育系的IAA、GA3和zR含量显著低于保持系,ABA含量显著高于保持系,ZR／ABA比值低于保持系。这一时期正好是不育系小孢子明显败育的时期。由此认为,该时期不育系花药组织中激素含量的变化及平衡的破坏可能影响了小孢子的正常发育,引起小孢子败育,导致大白菜的雄性不育。     

棉花细胞质雄性不育花药败育过程中内源激素的变化

利用酶联免疫检测（ELISA）技术,研究了棉花细胞质雄性不育系、保持系、恢复系和杂种一代花药在造孢细胞增殖期、花粉母细胞减数分裂期、四分体至小孢子释放期、花粉发育期和花粉成熟期内源吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素核苷（ZR）和脱落酸（ABA）含量的动态变化。结果表明,在保持系、恢复系和杂种一代可育花药间内源激素含量差异不明显,但在可育与不育花药间差异显著。在IAA、GA₃和ZR含量上,不育花药低于可育花药,但在ABA含量上,不育花药高于可育花药,这种差异在花粉母细胞减数分裂时期达最大值。根据内源激素的功能推测,不育花药IAA含量过低使花药淀粉积累受阻,GA₃含量不足影响花粉母细胞和绒毡层细胞的膨大,过低的ZR含量使花粉母细胞不能分裂形成四分体,过高的ABA含量促进花粉母细胞退化和死亡。     

胡萝卜雄性不育系生理生化特性研究

为进一步揭示与研究胡萝卜雄性不育的生化遗传机制,分析了胡萝卜雄性不育系及其同型保持系在花蕾发育的不同时期蛋白质、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸、超氧化物歧化酶、过氧化物酶含量的变化趋势。结果表明,从小花蕾到盛花期,不育系和保持系蛋白质含量均呈现由高向低变化的趋势,不育系各期蛋白质含量均低于保持系;可溶性糖含量逐步升高,到盛花期达到最大值,不育系可溶性糖均低于保持系;不育系脯氨酸含量呈下降的趋势,而保持系则呈上升的趋势;不育系脯氨酸含量低于保持系,其中盛花期脯氨酸含量差异最大;超氧化物歧化酶含量逐步升高,保持系超氧化物歧化酶活性高于不育系;过氧化物酶含量的变化趋势为高—低—高,不育系过氧化物酶含量高于保持系;不育系丙二醛含量的变化为低—高—低,而保持系丙二醛的含量逐渐升高;花蕾发育的各个时期,不育系丙二醛含量远远高于可育系。     

葱细胞质雄性不育与花蕾发育过程中活性氧代谢关系研究

以葱细胞质雄性不育系CA及其同核异质保持系CB为材料,通过分析花蕾发育过程中活性氧(O2)产生速率、丙二醛(MDA)含量以及抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶)活性变化研究了活性氧产生与清除的动态变化.结果表明:不育系花蕾败育初期,活性氧产生速率持续增加至败育盛期达最高值,而丙二醛含量变化则从中蕾期开始大量积累至败育盛期接近最高值,表现一定的滞后性.两系比较,从小蕾期开始不育系活性氧产生速率和丙二醛含量显著高于保持系.受活性氧产生的诱导作用,败育始期超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性均呈增加趋势,但在败育盛期SOD、CAT活性明显下降,显著低于保持系.而POD活性则在中蕾期前低于保持系,之后显著高于保持系,造成雄性器官发育过程中IAA的亏缺.因此,葱花蕾发育过程中O2代谢失调和MDA过量积累以及保护酶活性下降或功能转变可能是导致雄性不育的重要因素.     

大白菜CMS96细胞质雄性不育系的特点分析

为了筛选和利用大白菜细胞质雄性不育系,对大白菜的3种细胞质雄性不育系：CMS96细胞质雄性不育系、波里马细胞质雄性不育系(Pol-CMS)和萝卜细胞质雄性不育系(Ogu-CMS)及其相应的保持系进行了主要植物学性状的比较研究。结果表明：Ogu-CMS存在多代转育后植株长势退化、杂交优势差,Pol-CMS存在育性受环境条件影响等缺点,而CMS96细胞质雄性不育系则克服了二者的缺点。另外,CMS96细胞质雄性不育系早期的晚抽薹性比保持系强、杂交种子的产量比保持系杂交种子产量高。CMS96细胞质雄性不育系不仅不育性稳定,多代回交不退化,而且杂交优势强,繁种产量高,表现出了广阔的育种应用前景。     

辣椒胞质雄性不育转育模式的探讨

为了扩大辣椒胞质雄性不育系的应用范围,有必要开展辣椒雄性不育性的转育研究.转育亲本有5种基因型,其中基因型为S(Msms)和S(MsMs)的植株细胞中没有保持基因N,不能选育出保持系N(msms),不适于做转育亲本.因此从理论上探讨了基因型为N(msms)、N(Msms)和N(MsMs)3种亲本的转育模式,其中基因型为N(msms)的亲本的转育过程是最简单最理想的,因为其基因型具有保持不育系不育性的能力.     

萝卜雄性不育系内源激素及游离氨基酸分析

本文利用多代纯合的不育性稳定的萝卜雄性不育系A1、A5为材料，以其相应的保持系B1、B5为对照，在开花期间对内源激素含量及游离氨基酸含量进行了分析比较。结果表明，不育系中IAA含量在花蕾中明显低于保持系；IAA在不育系的叶片高于花蕾中，而在保持系的叶片中则比花蕾中低；不育系中脯氨酸、酪氨酸和精氨酸比其相应的保持系含量低，而丙氨酸、谷氨酸则比其相应的保持系含量高。     

红掌叶片离体培养过程中内源激素含量的变化

应用酶联免疫吸附测定法(ELISA)研究了红掌叶片愈伤组织诱导和植株再生过程中内源激素的含量变化。结果表明:内源激素IAA,GA3,ABA,ZR在幼嫩叶片内的含量均较高;而在愈伤组织诱导阶段,4种内源激素均呈下降趋势;在植株再生过程中,内源IAA和GA3含量继续下降,ABA和ZR含量的变化因品种而异,粉冠军内源含量开始回升,亚历桑娜则继续下降至最低水平;在小苗移栽后,粉冠军的4种内源激素含量均急剧回升并保持较高水平,亚历桑娜中内源IAA和GA3含量继续下降至最低水平,而内源ABA和ZR含量回升保持较高水平。     

Modified complementation test of male sterility mutants in pepper (Capsicum annuum L.): preliminary study to convert male sterility system from GMS to CMS

The male sterility system in hybrid seed production can eliminate the cost of emasculation and ensure seed hybridity through avoidance of self pollination. GMS and CMS are two types of male sterility system that currently employed in pepper breeding. Conversion from GMS to CMS will increase the male sterility proportion of female parent from 50 to 100%. In this study, segregation analysis of four male sterile mutants consisting of one CMS mutant (CA1) and three GMS mutants (GA1, GA3 and GA4) showed that each had single recessive gene inheritance. A modified complementation test was performed by replacing male sterile mutants with their maintainer line as male parent. The nuclear restorer gene for CMS was independent of all nuclear restorer genes for GMS and all nuclear restorer genes for GMS were independent each other. Further observation on CMS and GMS male sterility loci revealed that GA1 and GA3 had mutated in both nuclear restorer genes for CMS and GMS, while CA1 and GA4 each carried mutation in single male sterility system of nuclear restorer gene for CMS and GMS, respectively. Conversion from GMS to CMS in the case of lines carried mutations in both sterility systems required only S-type cytoplasm donor, while lines carried mutation in single nuclear restorer gene for GMS required not only S-type cytoplasm but also rf allele donors. The important finding is the broader function of maintainer line in certain male sterility system that can be used as a maintainer or restorer line for other male sterility systems. We also confirmed that line CC1 is the general restorer for both CMS and GMS systems.     

棉花雄性不育研究和应用进展

综述了棉花雄性不育类型、不育机理和雄性不育系杂种优势利用状况,着重讨论了棉花雄性不育的细胞学、生理生化和分子生物学研究进展。并对本领域研究和应用中存在的问题及发展前景提出了看法。     

番红花球茎发育机理研究

对番红花球茎的发育过程进行生理生化分析,体外或栽培球茎发育过程中,球茎膨大时碳水化合物变化模式相似,均伴随着淀粉的迅速累积。球茎的形态变化与IAA/(Z+ZR)相关,而且IAA/(Z+ZR)的升高促进了淀粉的快速积累和球茎膨大。高IAA/(Z+ZR)比值,高IAA 和ABA 含量,及更长的生长期,使栽培的球茎更大,淀粉含量更高。     

冬小麦分蘖衰亡过程中内源激素作用的研究

1990～1992年在大田条件下研究了分蘖衰亡过程中,主茎及各蘖位分蘖内源吲哚乙酸(IAA)、细胞分裂素类物质——玉米素核苷(ZR)和玉米素(Z)及脱落酸(ABA)的变化动态。结果表明,分蘖衰亡过程与内源激素变化有密切关系。不同蘖位分蘖虽然开始衰亡的时间不同,但开始形态衰亡之前都表现出共同规律,即各蘖位分蘖ZR Z的含量和ABA含量与主茎相应激素的差异显著加大,成为该蘖衰亡的先兆。在分蘖衰亡过程中,这种差异继续加大,直至该蘖枯亡。IAA的变化较晚发生,几乎与分蘖的形态衰亡同步进行。凡没有发生衰亡的分蘖,其内源激素含量与主茎的差异始终保持相对稳定,成为分蘖成穗的重要基础。研究初步认为,分蘖衰亡前ZR Z和ABA的这种变化是导致分蘖衰亡的主要原因,而IAA的变化则是伴随原因。因此,缩小主蘖间ZR Z和ABA含量上的差距是争取分蘖成穗的重要途径。     

地黄栽培种与野生种内源激素含量的差异

块根的发育和形成与植物内源激素密切相关。本研究测定地黄2个栽培种和2个野生种在生长发育过程中内源激素含量表明,地黄叶片中IAA、ZR和ABA含量变化均呈单峰曲线,即在拉线期及快速增长期逐渐升高,之后逐渐降低,但各生育期栽培种叶片中IAA、ZR和ABA含量均高于野生种;栽培种与野生种块根中IAA和ZR含量变化规律明显不同,在拉线期与快速增长期,栽培种迅速上升,而后逐渐降低,而在整个生长期野生种变化不明显;整个生育期参试品种叶片中GA含量变化不大,栽培种在快速增长期根中GA、ABA的含量迅速上升,而野生种变化不明显。从上述变化规律来看,地黄块根的形成与发育是多种内源激素协同作用的结果。IAA和ZR是块根起始分化关键激素,决定了块根的形成,GA、ABA在地黄块根的发育与膨大中起了更重要的作用。     

Relationship Between Phytohormones and Male Sterility in Thermo-Photo-Sensitive Genic Male Sterile (TGMS) Wheat

Summary Fertility alternation normally occurs in a novel type of thermo-photo-sensitive genic male sterile (TGMS) wheat whose recessive genes in the nucleus are expressed as virtually complete sterility under lower temperature and shorter daylight conditions, but as normal fertility under higher temperature and longer daylight conditions during the developmental period from meiosis of pollen mother cells (PMCs) to the early mononucleate stage of microsporogenesis. In order to provide more information about the mechanism(s) of fertility alternation in TGMS wheat, the relationship between fertility alternation and levels of phytohormones was analyzed by endogenous hormone quantification and exogenous hormone treatments in the present research. Sown at an earlier date with a relatively low temperature and short daylight, TGMS wheat was male sterile phenotypically. Pollen abortion mainly occurred at the mononucleate to bi-nucleate stages of microsporogenesis and pollen abortion was mainly of the spherical type. Levels of endogenous indole-3-acetic acid (IAA), abscisic acid (ABA) and gibberellic acid (GA₃) in the anthers were at lower levels, and zeatin riboside (ZR) was higher. Sown at a later date, when the temperature during the critical period for fertility alternation was relatively high and the daylight was long, TGMS wheat was almost as fertile as the normal genotype and the contents of endogenous IAA, ABA and GA₃ in anthers were at higher levels, and the content of ZR was at a lower level. At the critical period for fertility alternation, treatments with exogenous IAA, ABA, GA₃ or aminoethoxy vinylglycine (AVG), an inhibitor of ethylene biosynthesis, decreased the frequency of sterile pollen grains and increased the frequency of self-pollinated fertile florets. Treatment with exogenous 2-chloroethyl phosphonic acid (CEPA), a releaser of ethylene, increased the frequency of sterile pollen grains and decreased the frequency of self-pollinated fertile florets. It was thus suggested that the fertility alternation of TGMS wheat was closely related to levels of phytohormones in the anthers, and changes of endogenous hormone levels were among the important factors responsible for the fertility alternation of TGMS wheat.     

红麻GMS与CMS小孢子败育过程的细胞学及组织化学比较

以红麻细胞质雄性不育系(GMS)L23A、保持系L23B及从该保持系中发现的细胞核雄性不育系(CMS)L23BS为材料,采用石蜡显微制片技术,在光学显微镜下比较观察了三者花药发育过程中小孢子的发育过程及组织化学变化。结果表明,L23A的花药发育过程中,小孢子发育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在减数分裂之前的退化解体,最终形成空的花粉囊; 有的因花粉母细胞减数分裂过程异常而导致不能形成小孢子四分体;有的因小孢子在四分体中不能正常释放而败育,同时绒毡层细胞过度液泡化,并提早解体死亡; 花药发育早期含有少量蛋白质和淀粉,随着花药的发育逐渐变少。而L23BS小孢子败育的时期集中于四分体至单核花粉期间,表现为小孢子发育异常,有些小孢子不能从四分体里释放出来而影响其正常发育。在四分体以前与可育系类似,花药含丰富的蛋白质和淀粉。在败育的过程中,花药中的蛋白质和淀粉含量渐渐减少,但药隔组织中的在颗粒淀粉含量几乎不变。