温光敏细胞核雄性不育小麦C49S的育性及其适应性分析

对温光敏细胞核雄性不育小麦 C4 9S在重庆北碚、湖北宜昌、四川绵阳三个试验点进行了育性鉴定 ,分析了其育性与孕穗期前 5 d的平均最低温度 (Tmin1 )、平均温度 (T1 )、平均日照长度 (D1 )及抽穗期前 5 d的平均最低温度 (Tmin2 )、平均温度 (T2 )、平均日照长度 (D2 )的关系 ,并按多元二次回归模型建立了结实率 P(% )与上述多因子的最佳回归方程。回归方程及其同质性分析表明 ,C4 9S在三个试验点的育性均受孕穗期前 5 d的平均最低温度Tmin1 和抽穗期前 5 d的平均温度 T2 控制 ,表现出很强的适应性 ;根据回归方程推算出 Tm in1 <8.0℃是结实率 P<4的必要条件 ,Tmin1 >12 .0℃是结实率 P>5

温光敏核雄性不育小麦花药中保护酶活性的变化

为了揭示温光型核雄性不育小麦花粉败育的生化机制 1,比较研究了温光型细胞核雄性不育小麦 C49S的不育和可育花药在不同发育时期的超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、过氧化物酶 (POD)的活性和丙二醛 (MDA)、可溶性蛋白质含量的变化。结果表明 ,温光型核雄不育小麦不育花药 SOD活性在花粉母细胞减数分裂期至小孢子早期的下降速率是可育花药的 4.34～ 4.35倍 ,在成熟花粉期 ,可育花药的活性比不育花药高 1～ 2倍 ;不育花药的 CAT活性从花粉母细胞到小孢子中期有一定程度的下降 ;发育早期 ,不育花药 MDA含量极显著高于可育花药 ;在花药发育的整个过程中 ,不育花药的 POD活性一直比同一发育时期的可育花药高 ;可育花药中的可溶性蛋白质含量显著高于不育花药。以上结果说明 ,温光型核雄不育小麦 C49S在早播低温短日照条件下 ,花药中有机自由基酶促保护系统遭到破坏、花药中膜脂过氧化作用加剧、生化代谢出现异常 。

低温敏核不育系与光温敏核不育系杂交后代育性遗传的初步研究

go543S是低温诱导花粉不育的隐性核不育水稻,农垦58S是长日高温诱导花粉不育的隐性核不育水稻。为了研究诱导花粉不育条件相反的隐性不育基因之间的关系,用低温敏核不育水稻go543S与光温敏核不育水稻农垦58S以及由农垦58S衍生的光温敏核不育系7001S、培矮64S、长选3S配制4个杂种F1,结果表明在自然长日高温、短日低温和不同人工光、温处理条件下杂交F1的花粉均为不育,自交结实率为0,没有像go543S或农垦58S的育性转换期。分别用go543S、农垦58S作父本与杂种F1回交,回交组合中像父本具有育性转换期的不育株的比例约50%,与杂种F1一样的终生不育株约50%,符合隐性基因回交1∶1的分离比。

长穗颈光温敏核不育系X07eS的选育及其生物学特性

用核辐射诱变方法,育成了水稻光温敏核不育系X07S的长穗颈突变系X07eS。等位性测验表明该突变系含有eui1基因,突变系花粉育性与eui1基因独立遗传,即eui1基因的长穗颈表达不影响花粉育性。在完全不育期,突变系与X07S株高相差不大;在可育期,由于倒1、2节间的伸长而使得X07eS的株高显著增加,且完全解除包穗。X07eS的穗总粒数比X07S有显著性增加,穗长、颖花长及长宽比均有增加的趋势,两者柱头生活力差异不显著,且柱头外露率都较低。此外,X07eS对“920”敏感性提高。

应用基因型与播期互作效应分析水稻光温敏核不育系对光周期和温度的育性敏感性

应用AMMI模型、线性回归模型和系统聚类分析方法分析了9个水稻光温敏核不育系和2个对照不育系(培矮64S,浙农大11S),在9个播期环境下花粉和种子育性的变化动态。从AMMI两维图可直观看到基因型与播期的交互模式,根据最大互作效应主成分轴IPCA1值和花粉育性平均值将不育系分成3个集团。第1集团是培矮64S(1)、浙大21S(10)和浙大22S(11),具有较低花粉育性平均值和较高IPCA1值,表明它们对温度变化比较敏感,且有较大的负向互作效应。第2集团是浙农大11S(2)、浙大4S(3)、浙大5S(4)、浙大7S(6)、浙大8S(7)和浙大9S(8),其花粉育性平均值和互作值相对较低,变动在0.013～0.276间,暗示花粉育性对播期敏感度低。第3集团是浙大6S(5)和浙大10S(9),花粉育性平均值高,互作效应大,该2个不育系尚有分离,且花粉育性对播期反映敏感度高。对光敏型和温敏型不育系而言,基因型IPCA值大小主要反映它们对光周期和温度敏感性强弱。花粉和种子育性在基因型、播期及其互作效应上都存在极显著差异。本文还提出利用育性相对稳定性的定量指标Di界定光温敏核不育系的育性稳定性,分析表明,Di值与育种实践结果较为接近。基于AMMI模型的基因型主效应和互作效应分析可以明确划分不育系的不育期、育性转换期和可育期,并将水稻光敏型与温敏型不育系区分开,因而该模型可为不育系应用于种子生产提供信息和依据。

隐性长穗颈温敏核不育水稻长选3S穗颈节间伸长规律的研究

以隐性长穗颈温敏核不育水稻长选3S及其亲本培矮64S为材料，研究了温度对长选3S穗颈伸长的影响。人工24℃条件下，在始花前第12天至始花前第4天和始花当天至始花后第3天两个时段，穗颈节间伸长速度慢，但从始花前第4天至始花当天，长选3S穗颈节间伸长速度最快，其节间日均伸长的长度是培矮64S的2．1倍。在敏感期分别进行22℃、24℃、26℃和28℃4种人工温度处理，28℃条件下穗颈节间伸长受阻，出现包颈现象；22～26℃条件下穗颈伸出长度都为正值，不包颈，且穗颈伸出剑叶叶鞘的长度随温度降低而增加。对穗颈节间细胞数目和细胞长度的比较分析表明，长选3S穗颈节间的伸长主要是始花前第12天至始花期节间细胞分裂和细胞伸长共同作用所致，其中后者作用更为显著，且随处理温度的升高，穗颈节间最内和最外层薄壁细胞数目减少，细胞平均长度下降。

籼型水稻光温敏不育系包颈长度与育性的相关性研究

本文分析了１６个水稻籼型（或籼粳中间型）光温敏不育系、两个光温敏不育系的杂交组合后代花粉育性、自交结实率与包颈长度的关系．结果表明，水稻籼型（或籼粳中间型）光温敏不育系的不育性与包颈长度呈极显著的相关，即包颈长度越大，不育度越高．根据包颈长度判断花粉育性程度可作为水稻籼型（或籼粳中间型）光温敏不育系田间选择的重要参考指标．

水稻OsGMS2基因的鉴定及其核不育系种子繁殖体系构建

雄性不育是作物杂种优势利用的基础。本研究在籼稻93-1160Co-γ辐射诱变突变体库中鉴定了一个普通核雄性不育突变体osgms2。突变体雄性彻底败育,雌性育性正常,其他农艺性状与野生型一致。遗传分析表明雄性不育稳定遗传且为单基因隐性突变,通过与明恢63构建遗传群体将突变基因精细定位于水稻4号染色体长臂的分子标记S3b和4826之间86kb物理区间内。通过测序分析发现定位区间内一编码类成束阿拉伯半乳聚糖蛋白的基因LOC_Os04g48490编码区第118位至126位缺失连续9个碱基,导致氨基酸整码突变。OsGMS2与已报道的OsFLA1为同一基因,但是突变位点不同的新等位突变。粳稻中花11背景下的基因敲除和遗传互补实验证实了该基因的功能。实时荧光定量PCR(qPCR)表达分析模式显示,该基因在水稻各组织均有表达,但在花期和乳熟期种子表达量较高。蛋白同源比对分析发现,该蛋白序列保守,可能在不同物种中发挥重要功能。通过创建OsGMS2-T保持系成功实现了普通核不育系的繁殖。osgms2突变体的发现和基因鉴定为水稻普通核雄性不育研究及杂种优势利用提供了新的材料。