甜菜胞质雄性不育系与保持系某些生理特性的差异

采用比较生理学的方法，对甜菜细胞质雄性不育系及其保持系生殖生长阶段的某些生理特性进行了研究。结果表明，甜菜细胞质雄性不育系的细胞色素氧化酶及ATP酶活性均表现为不育系低于其保持系；过氧化物酶和过氧化氢酶活性则表现为不育系高于其保持系，这反映线粒体内外末端氧化酶活性的高低可能与胞质雄性不育有一定关系；赤霉素含量表现为胞质雄性不育系低于其保持系。     

油菜新型胞质雄性不育系1193A和保持系的同工酶分析

本研究利用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳技术,对油菜新型胞质雄性不育系1193A和保持系1193B花蕾发育过程中的过氧化物酶(POD)、三磷酸腺苷(ATP)酶和酯酶(EST)3种同工酶进行分析。结果表明,在花蕾生长发育的不同时期不育系与保持系的同工酶谱带数及表达活性之间均存在差异。在花蕾发育后期,不育系1193A的POD同工酶中迁移率最快的一条酶带活性明显强于保持系1193B;不育系1193A的ATP和EST同工酶活性都是随着花蕾发育逐渐减弱的,且在花蕾发育后期都出现了酶带的缺失。     

小麦雄性不育系保持系过氧化物酶同工酶的比较研究

从小麦雄性不育系、保持系的10个不同组织、器官中共检测出8种过氧化物酶,在叶、芽鞘、根、节、节间、穗轴、叶鞘和芒中,不育系和保持系的过氧化物酶基本相同,说明这种酶由细胞核编码,但在花粉粒发育的3个不同时期,不育系与保持系间的过氧化物酶有明显差异,表现为不育系中的过氧化物酶同工酶多于保持系,这可能是由于不育系中细胞质不育基因对核基因的表达有调控作用,这种调控作用表现为不育细胞质基因的去阻遏作用,即不育细胞质基因可以去除细胞核中编码过氧化物酶基因的阻遏作用,使不育系中有更多的过氧化物酶基因得以表达,造成不育系中过氧化物酶同工酶多于保持系的现象.     

水稻淀粉型胚乳细胞发育中核的衰退和水解酶的细胞化学定位

利用透射电子显微镜观察了水稻淀粉型胚乳细胞发育中核的衰退和水解酶的细胞化学定位。结果表明，随着淀粉型胚乳细胞的发育，细胞核表现出植物PCD的衰退特征：核变形，染色质凝缩，核周腔膨大。胞质中液泡和内质网包裹凝缩的染色质。淀粉型胚乳细胞发育的中、后期，水解酶（酸性磷酸酶、G-6-P酶、ATP酶、Ca²⁺-ATP酶）在核上表现较高的活性。上述结果表明，淀粉型胚乳发育经历PCD过程。     

辣椒雄性不育系小孢子发育及脯氨酸等含量的研究

对辣椒雄性不育系9601-A和保持系9601-B的小孢子发育过程及其脯氨酸、可溶性蛋白、粗蛋白的含量和过氧化物酶、多酚氧化酶的活性进行了观察和测定。结果表明，9601-A的雄性败育发生在减数分裂末期Ⅱ阶段，导致败育的主要原因是花药绒毡层细胞的高度液泡化，致使小孢子在发育过程中得不到正常的营养供给而死亡；不育系花药可溶性蛋白和粗蛋白(总蛋白)含量均显著低于其保持系，而过氧化物酶和多酚氧化酶的活性则高于其保持系。     

甘蓝型油菜NCa细胞质雄性不育系统花药败育前期的基因差异表达

采用cDNA-AFLP技术研究了甘蓝型油菜NCa不育系、保持系和可育F1花药败育前期的基因差异表达谱。用224对引物对不育系、保持系及育性恢复F₁等3个材料的cDNA进行AFLP分析。回收、克隆可能与花药育性有关的差异条带,筛除假阳性,获得41条阳性差异条带（TDFs）;经测序、同源比对、功能预测,归并为35个非重复的TDFs。大多数TDFs在甘蓝型油菜中属首次报道。将已知功能的28个TDFs按其推测功能分为2大类10小类,82%的TDFs与细胞形态建成和降解、蛋白质合成、加工和转运、能量代谢、信号传导有关;基本涵盖花药发育相关的关键代谢过程。对其中7个TDFs基因进行了RT-PCR分析。结果表明,果胶甲酯酶基因和氨基酸通透酶基因都在不育系花蕾中大量表达,果胶甲酯酶基因在不育系叶片、保持系的花蕾、叶片中都没有检测到;而氨基酸通透酶基因有微量表达。驱动蛋白和乙醛脱氢酶主要在保持系花蕾中大量表达,而在不育系花蕾、叶片以及保持系叶片中都只有微量表达。玉米黄素环氧化酶（ZEP）和单脱氧抗坏血酸还原酶则在保持系花蕾、叶片和不育系叶片中大量表达,而在不育系花蕾中微量表达。花粉油体蛋白在不育系和保持系的花蕾中都有表达,不过保持系花蕾中的表达量约2倍于不育系花蕾;但是在两者的叶片组织中都没有检测到。本试验获得的差异表达基因对于了解油菜花药育性形成的调控机制提供了重要的分子信息。     

甜菜胞质雄性不育系与其保持系某些酶活性的差异

以甜菜3个细胞质雄性不育系及其相应保持系为材料,对营养生长阶段叶片中的过氧化物酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酯酶活性进行了研究,结果表明：在营养生长阶段的4个时期,保持系中的过氧化物酶和酸性磷酸酯酶活性均高于其相应不育系;过氧化氢酶活性表现为在块根分化形成期,不育系中的活性高于其相应保持系,而在糖分积累期则为保持系高于不育系。     

水稻红莲—粤泰不育系花粉与药隔组织Ca^2＋的分布

用焦锑酸钾沉淀法研究了水稻红莲－粤泰不育系及其保持系花药发育过程中Ca^2 的分布变化。结果表明：二核期前后，可育花粉和败育花粉表面均积累较多Ca^2 的沉淀颗粒；可育花粉内充满浓密细胞质和淀粉粒，无Ca^2 沉淀颗粒分布；败育花粉在其细胞质的液泡中积累大量Ca^2 沉淀颗粒，胞质中出现液泡化网状结构，并逐步解体成空泡。保持系药隔维管束及薄壁细胞中几乎无Ca^2 沉淀颗粒分布；而不育系药隔维管束鞘及其周边细胞、导管与筛管的内壁和液泡中均有较多Ca^2 沉淀颗粒分布，薄壁细胞的核分布着较少Ca^2 沉淀颗粒。并对不育系花粉内和药隔组织细胞中Ca^2 大量积累的异常现象作了深入的探讨。     

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.     

大豆质核互作雄性不育系W931A及其保持系的差异蛋白质组学比较分析

采用SDS—PAGE与LC—MS／MS联用方法．对大豆质核互作雄性不育系W931A及其同型保持系W931B不同器官的蛋白质组进行比较性研究．结果发现不育系W931A与其保持系W931B种子和苗期叶片的蛋白质SDS—PAGE电泳图谱基本没有差异带．二胞花粉期花药SDS-PAGE图谱间有3条差异带。雄性不育基因表达具有时空和器官特异性,与育性有关的蛋白主要在花药中表达。对差异表达的蛋白如ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、NBS—LRR疾病抵抗蛋白质的同源物、ATP合成酶b亚基、硫氧还蛋白过氧化物酶、类锌脂蛋白等进行功能分析．推测不育系W931A的雄性不育可能与淀粉合成受抑制、能量代谢紊乱和细胞凋亡有关。     

Characterization of cytoplasmic male sterility in Petunia hybrida and Zea mays. Localization and activity of cytochrome c oxidase

Summary Anthers of male fertile, cytoplasmic male sterile (cms), and restored male fertile Petunia hybrida, are analyzed for cytochrome c oxidase (cox) activity in subsequent stages of microsporogenesis, and compared with anthers of male fertile, cms-S and cms-C Zea mays. The cox activity is determined in anther extracts and cytochemically. In petunia anthers, the first differences in cox activity occur from meiosis onward. However, at these stages, the initial symptoms of degeneration are already apparent. It is suggested that the decline in enzyme activity of the cms petunia anthers is the result rather than the cause of the non-formation of functional pollen.In maize anthers, the cox activity of sterile-type anthers is reduced in comparison with fertile-type anthers from premeiosis onward. There are also consistent cytochemical differences in the mitochondrial organization of cox activity between pollen of cms-S and male ferile maize anthers. In fertile-type mitochondria, the DAB reaction product indicating cox activity is localized in the cristae and within the space between the outer and inner limiting membranes of the organelles. In mitochondria of pollen of cms-S maize, cox activity is only observed between the outer and inner membranes of the mitochondria. The biochemical and cytochemical differences are observed at stages of development at which no structural signs of degeneration are apparent. The results suggest that cms in maize correlates with deviations in cytochrome c oxidase activity.Abbreviations cox cytochrome c oxidase - DAB 3,3-diaminobenzidine     

马协不育系花药超微结构观察

超微结构观察表明马协不育系药隔维管束无导管, 仅2～3个筛分子, 维管束薄 壁细胞液泡膜破裂, 线粒体有很大的电子透明区, 而同期可育花药药隔维管束有2个导管 , 6～7个筛分子, 维管束薄壁细胞液泡少。 单核期不育花药绒毡层提前解体, 液泡膜破 裂, 二核期不育花粉外壁基粒棒少, 且分布不均匀, 线粒体电子透明区不     

高粱A3细胞质雄性不育发生的细胞学观察及分析

以不育系A₃晋粱5号和相应保持系B₃晋粱5号为材料,对A₃不育系花药发育及雄配子形成过程进行了细胞学观察和分析。结果表明,与A₁、A₂型CMS不同,A₃ CMS孢母细胞减数分裂正常,从四分体形成到幼龄花粉粒发育阶段都未观察到不同于B₃晋粱5号的异常现象。A₃晋粱5号花药经石蜡包埋切片观察,在造孢细胞期、减数分裂前间期及减数分裂期,均未观察到异常现象,不育系花粉母细胞能完成正常的减数分裂过程,四分体正常游离,绒毡层发育正常。但在成熟的花药中,观察到所有的花粉粒皱缩、凹陷、变形。在开花前约1周内的花粉粒成熟期,不育系花粉粒蔗糖—淀粉代谢途径受阻,花粉粒壁上无淀粉粒沉积。A₃ CMS小孢子败育发生在小孢子形成晚期的花粉粒成熟期。     

Male gamete development and early tapetal degeneration in cytoplasmic male-sterile pepper investigated by meiotic, anatomical and ultrastructural analyses

Cytoplasmic male‐sterile (CMS) pepper (Capsicum annuum L.) is a useful germplasm for heterosis breeding, however, the process of male gamete development and the sterility mechanism is unclear. In the present study, the developmental sequence in CMS pepper and the causative factors responsible for pollen abortion were investigated through combined meiotic analysis, paraffin section observations, and transmission electron microscopy. Results from meiotic analysis showed that meiosis in a male‐sterile inbred line, CMS 21A, was normal, and uni‐nucleate pollen could be released from the tetrads of both CMS 21A and the fertile maintainer line 21B. However, only the uni‐nucleate pollen from CMS 21B could develop into functional gametes, while the uni‐nucleate pollen from the 21A went through a process of rupture, and the cellular components were released into the anther sac. Observations of paraffin sections viewed with the light microscope showed that the tapetum of CMS 21A at the uni‐nucleate stage swelled abnormally and was pressed against pollen grains of the locule. Further observations with transmission electron microscopy revealed that the mitochondria in CMS 21A tapetum were highly vacuolated, and there was no accumulation of sporopollenin on the surface of CMS 21A pollen, suggesting a close relationship between early degeneration of tapetum and CMS.     

NAD-IDH亚基1基因在油菜花粉与种子发育过程中的表达规律

以甘蓝型油菜不同发育时期的花粉与种子为材料,开展了有关NAD-IDH亚基1基因表达规律的研究。结果表明,不同发育时期花粉与种子的NAD-IDH比活力均比叶片的高。花粉与种子发育过程中NAD-IDH比活力均呈抛物线状变化,这与亚基1基因的RNA定量斑点杂交和定量RT-PCR揭示的花粉与种子发育过程中NAD-IDH亚基1基因mRNA量的变化规律完     

棉花温敏雄性不育系特棉S-1的形态学和细胞学特征研究

 以温敏雄性不育系特棉S-1及其正常可育品种D7为实验材料,对其形态学、细胞学特征进行了深入、系统的研究。结果表明：形态学研究发现,温敏雄性不育系特棉S-1的花器官明显较对照小,但是其它形态学特征差异很少;细胞学研究发现,特棉S-1败育主要发生在四分体形成期,花粉母细胞退化、花粉母细胞无荚膜、四分体质核分裂不同步、多分孢子、花粉粒畸形、花粉粒粘连、绒毡层提前解体及药隔组织薄壁细胞的退化等为棉花温敏雄性不育系特棉S-1的细胞学败育特征。     

玉米小斑病菌C小种毒素对玉米雄性不育系及其保持系超氧物歧化酶及过氧化物酶活性的诱导

对玉米雄性不育系及保持系B73叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定表明,细胞溶质最高,玉米雄性不育系B73-C,B73-T及其保持系B73-N叶片基态超氧物歧化酶活性在细胞内的分布是:细胞溶质最高(占总活性77％);线粒体、叶绿体次之,且SOD活性N细胞质显著大于C和T细胞质;过氧化物酶(POX)的活性主要分布在线粒体和叶绿体中,占总活性85％左右。用专化于C细胞质的C毒素(HMC毒素)处理B73C、T与N三种细胞质玉米叶片后,这三种细胞溶质的SOD和POX酶活性均表现不敏感;三种细胞质的线粒体有不同反应:B73-C的SOD活性下降,导致细胞伤害,而B73-T和B73-N的SOD活性稍有提高或持平,保持了对C毒素的抗性。POX基本上随着SOD活性降低而增高或随着活性增高而降低。可见,HMC毒素能够诱导线粒体SOD和POX的活性,而这两个酶活性与玉米抗病性密切相关。     

湖北光敏感核不育水稻发育过程中花粉及花药壁超微结构的研究

本工作应用透射电子显微镜，对不同光周期处理下的湖北光敏感核不育水稻农垦５８Ｓ花粉及花药壁发育情况进行了研究，得到如下的结果：１、农垦５８Ｓ经长日照处理，小孢的败育主要发生在单核晚期，花粉内细胞器解体严重，花粉壁异常发育，花粉的外形不规则。２、可育花的绒层在单核时期已严重解体，而败育花药的绒毡层不能及时解体，直到与成熟花粉相当的时期仍有清晰的细胞结构。３、败育花药的中间怪解体也延迟。在以上基础上讨论     

新型陆地棉细胞质雄性不育系花器形态学和细胞学观察

 采用石蜡切片法,对一种来源于陆地棉的新型细胞质雄性不育材料的3份转育材料（G22A,H109A和1793A）的花药发育过程进行了花器形态及细胞学观察。花器形态和细胞学观察结果表明,G22A,H109A和1793A三个不育系均花瓣小,花丝短,柱头明显外露,败育彻底,无花粉。败育时期主要发生在造孢细胞增殖时期至小孢子母细胞减数分裂前,表明这3份不育材料不育性状不受细胞核基因的影响。对不育材料与其保持系细胞学观察发现,不育材料与正常花药发育细胞学形态上主要差别是绒毡层发育。不育系绒毡层的着色不明显,大小与中层细胞相似且在整个花药发育过程中不降解,而保持系绒毡层的着色深,在小孢子发育过程中逐渐降解。因此,根据细胞学研究结果可以说明花药中绒毡层发育异常是该来源于陆地棉的新型细胞质雄性不育材料败育的细胞学基础。     

嫩茎花椰菜花药和花粉培养中的胚胎发生

Futura、GV和GC三个品种嫩茎花椰菜单核阶段的花药和花粉,接种在(mg/L):①2,4-D0.1+NAA0.1+10％蔗糖;②2,4-D0.5+NAA1+BAP0.5+Kt0.5+GA_30.5+10％蔗糖的改良B_5固体和液体培养基上,给予不同温度和持续时间的热处理,最后培养在25℃光照下。接种后三周,从花药中产生出胚状体。转移到含2％蔗糖的改良B_5基本培养基上长成植株。观察了花药中花粉粒发育成胚状体的过程,分析了胚状体植物的染色体倍性。液体培养中的分离花粉粒,发育成一些膨大的胚性细胞和多细胞原胚。