Male sterility in soybean: Occurrence,molecular basis and utilization

In plants, male sterility (MS) is a specific breeding target trait. With the advancements in agriculture, utilization of heterosis breeding in hybrid production through MS lines has become the main breeding tool of various cross‐pollinated and even self‐pollinated crops. Soybean is an essential source of oil and protein; however, the low yield is a major factor limiting its development. Soybean MS mainly comprises cytoplasmic‐nuclear MS and nuclear/genic MS (NMS/GMS), which can effectively utilize heterosis to improve soybean yield. This review outlines the recent research progress on the development of new genetically MS lines, exploring the underlying molecular mechanism of MS, identification and cloning of MS and fertility restoration genes, and the application of MS lines. We further discussed and prospected the future developmental scenario direction of the soybean MS, based on the previous studies of other crops sterility system. Moreover, this review also provides comprehensive information for better application of MS to soybean breeding programme.     

父母本不同行距配置对昆虫授粉效率的影响

为探讨昆虫为杂交大豆授粉的行为,提高授粉效率,以大豆细胞质雄性不育系JLCMS34A和保持系JLCMS34B为材料,研究父母本3种行距配置(T1、T2、T3)对昆虫授粉行为及产量构成的影响。结果表明:行距配置T2条件下昆虫授粉效率最高,母本单株粒数最多,为45.98个(2011年),与T1、T3差异达到显著水平,T3配置授粉效率最差,单株粒数最少,为32.06个(2012年),与T1、T2差异达到极显著水平。在吉林省洮南地区适当缩小父母本行距,增加母本间行距可有效促进昆虫授粉效率,提高结实率。     

小麦雄性不育系AL18A育性恢复基因的QTL定位

为加快AL型杂交小麦的发展,以不育系AL18A、恢复系99AR144-1及二者杂交F2代群体为材料,选用SSR标记和分离群体分组分析法进行育性恢复基因的QTL定位。结果表明,育性恢复由主效和微效基因共同控制,采用复合区间作图法分析,在1B染色体上检测到了1个主效恢复基因QTLqRf-1B-1,在5AL染色体上检测到了1个微效QTLqRf-5A-1。qRf-1B-1位于SSR标记Xbarc8与Xgwm413之间,与两标记的遗传距离分别为0.85cM和2.00cM,LOD值为14.06,加性效应为18.87,可解释22.43%的表型变异;qRf-5A-1位于SSR标记Xgwm595与Xgwm410之间,与两标记的遗传距离分别为10.00cM和0.10cM,LOD值为3.18,加性效应为12.32,可解释5.44%的表型变异。     

核桃雄花源营养液对核桃营养生长和果实品质的影响

为探讨核桃雄花源营养液发挥最大肥效的使用方法及其对核桃营养生长和果实品质的影响,对‘温185’核桃叶面喷施不同处理的核桃雄花源营养液,分析其对核桃坐果率、营养生长、单株产量和果实品质的影响。结果表明:与清水对照相比,核桃雄花源营养液不同处理均能显著提高核桃坐果率,促进新稍生长,增加单株产量,提高单果重、出仁率和果实中粗脂肪、粗蛋白含量。其中,经GB2(生长期喷施300倍稀释的核桃雄花源营养液+3.6 g/L硼酸)、FB2(盛花期喷施300倍稀释的核桃雄花源营养液+3.6 g/L硼酸)处理后核桃坐果率、单果重和出仁率均显著高于其他处理;处理GB2对核桃百叶重、新梢直径和新梢长度、果实中粗脂肪和粗蛋白以及单株产量提升效果最好。综合分析得出,生长期对核桃叶面喷施300倍稀释的核桃雄花源营养液+3.6 g/L硼酸可促进‘温185’核桃树体营养生长,改善果实品质。     

辣椒核质互作雄性不育系与保持系呼吸速率研究

 以辣椒核质互作雄性不育系9704A,8214A和它们相应的保持系9704B,8214B为材料,研究了叶片和不同发育阶段花蕾的总呼吸速率(Vt)、抗氰呼吸速率(Valt)和抗氰呼吸速率所占总呼吸速率的比例(Valt/Vt)的变化趋势。结果表明：在不育系中,随着花蕾的发育,总呼吸速率(Vt)、抗氰呼吸速率(Valt)和抗氰呼吸速率所占总呼吸速率的比例(Valt/Vt)呈下降趋势;而在保持系中总呼吸速率(Vt)变化趋势不明显,抗氰呼吸速率(Valt)和抗氰呼吸速率所占总呼吸速率的比例(Valt/Vt)呈上升趋势;在叶片中,不育系的总呼吸速率(Vt)、抗氰呼吸速率(Valt)和抗氰呼吸速率所占总呼吸速率的比例(Valt/Vt)均小于保持系。     

籼型细胞质雄性不育系不同性状与异交结实率的相关性和通径分析

试验研究了7个籼型水稻细胞质雄性不育系的6个不同性状与异交结实率的相关性,并对它们进行了通径分析.结果表明:(1)柱头外露率与异交结实率、张颖角度与异交结实率的相关系数分别为0.963和0.936.(2)柱头外露率对异交结实率的直接效应最大,其直接通径系数为0.8383.张颖时间对异交结实率的直接通径系数为0.4132.张颖角度和午前花率对异交结实率的直接效应亦都为正值,直接通径系数分别为0.1648和0.0271.柱头生活力系数和包颈粒率对异交结实率的直接效应均为负值,直接通径系数分别是-0.4811和-0.1020.     

一串红(Salvia splendens Ker-Gawl)的小孢子发生及雄配子体发育

采用石蜡切片法对一串红的小孢子及雄配子发育过程的细胞学特性进行观察。结果表明,一串红具有两个花药室,花药壁的发育方式为双子叶型,腺型绒毡层。胞质分裂方式为同时型,成熟花粉粒为三细胞型,大量的花粉粒在单核靠边期到二细胞花粉的过程中出现花粉粒变形现象。     

大白菜温敏雄性不育TsCMS7311育性恢复的细胞学观察

以大白菜温敏雄性不育系TsCMS7311为试材,对发生育性恢复和未发生育性恢复的花药进行细胞学观察。结果表明,在孢原细胞期之前,二者没有明显差异。常温下,未发生育性恢复的花药在孢原细胞期就停止发育;少数花药1~2个角隅处可分化形成孢原细胞,造孢细胞,花粉母细胞,但花粉母细胞在减数分裂的第一次分裂时解体。在低温处理条件下,育性恢复,花药发育正常,经过孢原细胞期、造孢细胞期、花粉母细胞期后,可以顺利形成四分体,可育花药的四分体可以释放出小孢子并发育为成熟的花粉粒,同时绒毡层细胞开始解体,最后消失。     

菜心细胞质雄性不育系转育研究

以油菜波里马胞质雄性不育系为不育源,四九菜心等6个品种为轮回亲本进行杂交、回交转育研究。结果表明:经过4个世代的单株选择和回交转育,选育出菜心胞质雄性不育材料经济性状与轮回亲本相似,平均不育株率为89.4%。其中以80天特青为轮回亲本转育的不育材料表现最好,不育株率达到98%,基本达到菜心胞质雄性不育系的育种目标。     

粳型短光敏核不育系5021S育性基因的定位

以育性转换表现为"长光高温下可育,短光低温下不育"反(向)光、温敏核不育种质5021S为材料,5021S与轮回422杂交组合F2作为遗传群体进行育性相关基因的QTL定位,利用124对SSR标记构建了一张全长1 912.3 cM平均图距为14.98 cM的饱和分子连锁图谱。利用Windows QTLCartographer2.5软件,在全基因组范围内检测到4个控制育性相关性状的QTLs位点,分别位于第2、第3、第5、第7染色体上,单个QTL可解释4.5%～32.5%表型变异。其中位于第2染色体上RM5804与RM425之间的qpms-2贡献率为32.5%,第3染色体RM130与RM3405之间的qpms-3贡献率为16.1%。表明5021S的核不育性受2对隐性主基因控制,同时受微效基因调控。