BS型小麦光温敏雄性不育系柱头外露规律研究

BS型小麦光温敏雄性不育系的开花习性影响其异交性能,进而影响杂交小麦制种产量。为了明确柱头外露对不育系异交结实的影响,以15个不育系为材料,同时选取3个配合力好、制种性状优良的恢复系作为父本,研究不育系从始花期开始连续10 d柱头外露率的变化规律及其与异交结实的相关性。结果表明,不育系在开花过程中柱头外露率基本呈先升后降的变化趋势。在盛花期,柱头外露主要集中在中部穗位。柱头外露性状较好的不育系为BS278-2、BS163、BS366、BS210。相关性分析结果表明,柱头外露率与柱头外露小花异交结实率呈极显著正相关。综上说明,柱头外露是影响不育系异交结实的重要因素之一,在制种时选择具有柱头外露性状的不育系可提升制种产量。以上研究结果为高异交光温敏不育系的选育提供了科学依据。

小麦光温敏雄性不育系BS237ω-黑麦碱基因克隆及序列分析

为研究小麦光温敏雄性不育系BS237中ω-黑麦碱基因编码区特征,利用同源克隆的方法克隆ω-黑麦碱基因的编码区序列,共得到8条具有完整开放阅读框的基因序列(OK999982~OK999985,OK999987~OK999990),基因编码区长度为1002~1074 bp,可编码333~357个氨基酸残基,全部编码RQL型ω-黑麦碱蛋白。NCBI BLAST分析表明克隆序列与已知序列的相似度在91%~100%之间,推断其为ω-黑麦碱基因家族。进化分析表明8个克隆的基因与普通小麦(Triticum aestivum L.)和黑麦(Secale cereale L.)的ω-黑麦碱基因序列具有较高的同源性,说明ω-黑麦碱基因具有一定的基因组特异性。乳糜泻(CD)免疫肽识别分析表明,8个基因中均分布有5种T细胞免疫肽——Gli-ωt(PQQPFPQQ)、DQ2.5-glia-γ5(QQPFPQQPQ)、QQPY、SPQQ和PQQP,且肽段Gli-ωt(PQQPFPQQ)和PQQP存在多个拷贝。本研究结果可为1BL/1RS类型杂交小麦加工品质的分子改良及乳糜泻疾病的预防提供参考。

YS型小麦温敏雄性不育系A3017育性相关基因的SSH分析

以人工气候箱控温条件下YS型小麦温敏不育系A3017的不育幼穗和可育幼穗为材料,分别构建了不育和可育条件下基因特异表达的抑制消减杂交cDNA文库.在两个库中分别随机挑选100个阳性克隆进行测序,经BLAST序列比对分析,共获功能已知的EST 78条.比较发现,不育条件下与细胞质相关的基因表达数量(63.4%)远高于可育条件下的基因数量(35.1%),参与蛋白质合成、蛋白质修饰/加工/储藏、转运和信号传递过程基因的比例也均高于可育条件下的,而参与能量代谢过程基因的比例则明显偏低.分析认为,在不育和可育条件下的基因表达差异可能是导致温敏雄性不育系育性变化的关键,这为进一步从分子基础上揭示YS型小麦温敏雄性不育系育性转换机制奠定了基础.

K型小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的SSR分子标记分析

以 (K冀 5 4 18A∥ 9112 89/LK783)三交F1分离群体的极端不育株和极端可育株分别建立保持池和恢复池 ,利用 79对SSR引物对两池间的多态性进行了研究。分析表明 ,6对SSR引物在两池间扩增出了稳定的多态性差异 ,在分离群体上验证结果表明 ,LK783的育性恢复基因与 4个SSR引物的扩增位点Xgwm11、Xgwm18、Xgwm2 6 4a和Xgwm 2 73有连锁关系 ,该育性恢复基因与Xgwm11、Xgwm18和Xgwm2 73的遗传距离为 6 .5 4± 4 .37cM ,与Xg wm2 6 4a的遗传距离为 5 .71± 4 .10cM ,这 4个引物可应用于K型小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的标记辅助选择。利用中国春缺体四体系和双端体系进一步将Xgwm11、Xgwm18、Xgwm2 6 4a和Xgwm2 73定位于 1BS ,说明LK783的育性恢复基因位于 1BS ,但它在 1BS上的相对位置与Rfv1有所不同 。

小麦D^2型细胞质雄性不育恢复基因近等基因系筛选和遗传背景的分子检测

通过连续回交和单株(系)跟踪选择,培育成小麦D2型细胞质雄性不育系msD2-CA8057恢复基因的近等基因系(BC6F1)材料。应用SSR分子标记技术,对9个恢复基因近等基因系单株及不育系msD2-CA8057和恢复系遗4060的遗传背景进行了比较检测分析,结果表明,所检测到的遗传多样性集中于近等基因系与恢复系之间,而9个近等基因系单株之间及其与不育系之间的遗传背景具有很高的一致性;近等基因系C3只含一个主效恢复基因D2Rf1,该单株的自交和回交群体可望用于对该基因的精细定位。

水稻雄性不育系珍汕97A抽穗期的基因型分析

水稻雄性不育系珍汕 97A是我国应用面积最大、使用最广泛的不育系。利用抽穗期基因型明确的秋光 (e1e1e2 e2 e3e3Se- 1 eSe- 1 e)、越光 (E1E1E2 E2 e3e3Se - 1 eSe- 1 e)、日本晴 (E1E1e2 e2 e3e3Se- 1Se- 1 )和日光 (E1E1E2 E2 e3e3Se- 1Se- 1 )作测验品种 ,分析了水稻珍汕 97B的抽穗期基因型 ,结果表明 :珍汕 97B的抽穗期感光基因型为 :e1e1e2 e2 E3E3Se- 1Se- 1 ,同时还存在 1对隐性感光抑制基因i -Se - 1 ;进一步用QTL近等基因系NIL(Hd1 )、NIL(Hd2 )、NIL(Hd3)、NIL(Hd5 )和NIL(Hd6)进行的实验也验证了珍汕 97B存在 1个显性的主效感光基因Se- 1 ,以及其他感光修饰基因 ,如E3、Hd3(En -Se- 1 )、Hd5和Hd6基因的作用。因此 ,推测珍汕 97A带有主效感光基因是其配制的籼型杂交稻抽穗期超亲表现的内因。

YS型小麦温敏雄性不育系A3314育性转换期间幼穗和叶片中物质含量的变化

【目的】揭示YS型小麦温敏雄性不育系育性转换的有关生理生化机制。【方法】以YS型小麦温敏雄性不育系A3314为材料,在拔节至开花期给予日平均温度17.5℃(不育条件)和22.0℃(可育条件)处理,研究A3314不同发育阶段叶片和幼穗中脯氨酸、游离氨基酸、还原糖和可溶性糖含量的变化。【结果】在日平均温度22.0℃处理条件下,A3314叶片和幼穗中脯氨酸、游离氨基酸、还原糖和可溶性糖含量明显高于日平均温度17.5℃处理,尤其幼穗变化更为明显,且A3314各种物质含量与其原同型保持系TSP3314B的变化趋势基本一致。【结论】在可育条件下(日平均温度22.0℃),温度变化导致的YS型小麦温敏雄性不育系A3314的育性转换伴随着脯氨酸、游离氨基酸、还原糖、可溶性糖含量的变化,说明脯氨酸、游离氨基酸、还原糖、可溶性总糖的变化与该温敏不育系的育性密切相关。

水稻雄性不育系新露A的抽穗期基因型分析

水稻雄性不育系新露 A是一个粳质籼核优质不育系 ,其所配组合的抽穗期多数表现为超或偏早亲遗传。本文利用抽穗期基因型明确的秋光 (e1 e1 e2 e2 e3e3Se- 1e Se- 1e)、越光 (E1 E1 E2 E2 e3e3Se- 1e Se- 1e)和日本晴 (E1 E1 e2 e2 e3e3Se-1n Se- 1n)作测验品种 ,分析了新露 B的抽穗期基因型 ,结果表明 :其抽穗期感光基因型为 :e1 e1 e2 e2 e3e3Se- 1l Se- 1l,同时存在 1对隐性感光抑制基因 i- Se- 1;进一步用 QTL近等基因系 NIL (H d1)、 NIL (H d2 )、 NIL (H d3)和 NIL (H d5 )进行的实验证实新露 B在 Se- 1位点带有一新的显性感光基因 Se- 1l,该基因的感光效应低于 Se- 1n 和 Se- 1u,这可能是新露A所配杂交稻抽穗期超或偏早亲遗传表现的主要原因。另外 ,研究表明新露 B还带有其他感光修饰基因 ,如 E3、 H d3(En- Se- 1)、和 H d5基因。

优质籼型水稻光温敏核不育系‘7-163S’特征特性及其基因型解析

为了制定合理的育种计划,对籼型水稻光温敏核不育系‘7-163S’特征特性及基因型进行解析。以‘7-163S’及其配制组合或品种为试验材料,对主要农艺性状进行分析,使用基因组测序和RiceNavi数据库解析‘7-163S’的基因型。结果表明,‘7-163S’农艺性状优异,可繁性好,育性起点温度低、中抗稻瘟病、抗白叶枯病。已育成4个品种或组合,均表现出生育期适中、优质、丰产性好等特点。基因型分析表明‘7-163S’含有稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱等抗性等位基因,以及低垩白、高氮肥利用效率、耐冷等优异等位基因。然而,其缺乏广谱抗稻瘟病基因Pi2、Pi9和Pigm、广谱抗白叶枯病基因Xa23、香味基因fgr及镉低积累基因OsCd1和OsNRAMP5等。将基因型与表型结合,可为基因聚合增强‘7-163S’抗性和新品种选育提供理论支撑。

高粱A_1型质核互作雄性不育性的遗传及建立恢复系基因型鉴别系可能性的商榷

通过研究发现,高粱A_1型质核互作雄性不育系与恢复系杂交的F_2,可育与不育的分离比有的组合呈3:1;另一些组合呈15:1。因此,我们认为不育系的基因型应是S(ms_1ms_1ms_2ms_2),其相应保持系的基因型应是F(ms_1ms_1ms_2ms-2),而恢复系的核内基因型则有(Ms_1Ms_1Ms_2Ms_2)、(Ms_1Ms_1ms_2ms_2)和(ms_1ms_1Ms_2Ms_2)等三种。从高梁的遗传、育种和品种资源研究出发,有必要将这三种恢复系的基因型予以区别。本文从理论上阐述了建立这种恢复系基因型鉴别系的可能性,和大家商榷。

具野稻细胞质的胞质型雄性不育系的体细胞克隆变异II.体细胞克隆温敏核不育突变

在胞质型水稻雄性不育系IR66707A和IR69700A经离体培养而获得的136个体细胞克隆中,发现了温敏核不育突变5例。这类突变体在广州地区的自然气候下,早季至晚季前期表现为不育,晚季后期表现为可育。盛夏,在幼穗发育至花粉形成阶段对部分突变材料进行短日照处理,发现对短日照敏感的不育系农垦58S转换为可育,而供试的5例突变及另一对照培矮64S却与未经处理的材料一样仍表现为不育,表明它们的育性与日照长度的变化无关。在同一发育时期进行低温处理的结果显示,低温处理10d及10d以上者可发生育性转换,自交结实率在17.23%-42.19%之间,而未经处理的材料仍然表现不育,表明它们的育性转换与温度有关。以正常品种为父本与突变体杂交,F1全部为可育;F2可育与不育个体的分离比为3:1;以F1为父本与之测交,TF1代中可育与不育个体的分离比为1:1。遗传分析表明,这种温敏核不育突变为一对隐性核基因所控制。获得了由胞质型雄性不育变为胞核型雄性不育的突变体,这在体细胞克隆变异领域中是一种典型的突变。

农杆菌介导法获得籼稻温敏核雄性不育系转Bt基因植株

通过农杆菌介导法将Bt融合型基因cry1Ab/cry1Ac导入籼稻温敏核雄性不育系03B198S和03B199S的愈伤组织,经过多轮潮霉素筛选,获得了一批独立转化体,同时,从每一个独立转化体至少再生出5株绿苗。经PCR、RT-PCR检测证实该Bt融合型基因已整合到部分受体基因组中,并表现出不同程度的表达。这些阳性转基因植株在异地异季低温条件下割蔸栽植,部分恢复可育,且表现出很强的抗螟虫性能。

YS型小麦温敏不育系育性转换基因的cDNA-AFLP分析

对YS型小麦温敏雄性不育系A3017不育与可育条件下不同发育时期的幼穗提取mRNA,进行cDNA- AFLP表达差异分析,64对引物组合获得差异片段1160个。统计分析表明,单核期表达的差异片段数最多,认为这一时期是育性转换的关键时期。对其中12个在不育或可育条件下表达的差异片段进行同收、克隆、测序,经 BLAST序列比对分析表明,可育条件下的4个EST与物质转运和能量代谢过程的铁转运蛋白1和ATP合酶α亚基,基因表达调控的反转录转座子跳跃多聚蛋白和转座子相似序列同源。不育条件下有5个EST与细胞内信号传导的ZCCT转录因子和光敏色素蛋白,基因表达调控的转座酶、染色体浓缩因子和亮氨酸富集蛋白的编码基因同源。结果表明YS型小麦温敏雄性不育系A3017的育性转换与细胞内基因表达调控、物质和能量代谢及信号传导过程有关。

F型小麦雄性不育系恢复性研究

F型小麦雄性不育系(FA)是我国近年来发现的新型普通小麦细胞质雄性不育系,该不育系通过小麦品种间近缘杂交获得,具有良好的不育性和恢复性。为了解FA的生态适应性,本研究通过FA与116份恢复性材料进行组合配制,在北京和河南南阳两个试验区进行种植,筛选高恢复性材料和强优势组合。研究发现,FA的花粉粒在两地都表现为瘦小、空瘪,花药成熟后不能完全开裂,主要通过开颖授粉,且在南阳种植的植株花粉碘染率低于北京。通过对FA杂交组合结实率的分析,在北京和南阳分别筛选出结实率大于90%的高恢复性组合72个和25个,分别占比62.07%和21.55%;进一步筛选出北京和南阳两地结实率均大于90%的高恢复性组合22个,占比18.97%,说明FA具有较好的恢复性。比较FA和杂交组合F1代在北京及南阳两地的结实率,发现在南阳结实率小于5%的低恢复性杂交组合12个,且这些组合在北京的结实率显著高于南阳,推测FA及部分FA的杂交组合具有一定的光温敏特性。将FA与小麦光温敏核雄性不育系BS366具有相同父本的20个组合进行比较,发现FA与BS366的恢复源存在差异,其育性恢复机制存在一定差异。

小麦T型细胞质雄性不育系与可育系叶片蛋白质双向电泳分析

利用育性恢复基因 (Rf3)的近等基因系 1 0 31— 1、S— 1 65和 1 0 31— 1与S— 1 65之间的正交与反交 ,创建了四个实验品系 ( 1 0 31— 1、S— 1 65、不育品系、反交品系 ) ;采用改进的蛋白质聚丙烯酰胺凝胶双向电泳技术 ,从发育遗传学的角度 ,对小麦T型细胞质雄性不育和可育株旗叶表达的相关蛋白产物进行差异分析。通过对旗叶蛋白的双向电泳分析 ,发现 4个品系有相近的蛋白质双向电泳图谱。没有相应穗中差异蛋白质的出现。

基因枪转化光温敏雄性不育小麦受体的选择与培养条件优化

为了选择适宜的基因枪转化光温敏雄性不育小麦的受体,并对幼胚组织培养条件进行优化,以小麦光温敏雄性不育系BS210、BS366以及常规品种京411的幼胚为材料,分别对碳源、除草剂浓度和基因型进行筛选。结果表明,在以蔗糖和麦芽糖为碳源的诱导培养基上,幼胚的出愈率差异不显著;在以蔗糖和麦芽糖为碳源的分化培养基上,愈伤组织的分化率差异显著,其中添加麦芽糖的培养基上分化率较高;在对轰击过bar基因的幼胚愈伤组织进行筛选时,除草剂Biolaphos的最适浓度为2 mg/L。3个受体材料离体培养过程中出苗率差异显著,其中BS210出苗率高,是较优良的转化受体,为今后利用转基因技术改良光温敏雄性不育小麦奠定了基础。

YS与1B/1R类型K型小麦雄性不育系配合力的比较研究

为了明确YS与1B/1R两类K型小麦雄性不育系的配合力差异,利用1B/1R类型K型小麦雄性不育系K3314A(A1)和YS型小麦温敏雄性不育系A732(A2)、A3017(A3)作母本与7个恢复系进行不完全双列杂交(NCII),对所得F1代的株高、穗长等7个农艺性状的配合力进行了分析。结果表明,10个亲本各性状的一般配合力效应值(GCA)和各组合特殊配合力效应值(SCA)均具有正向和负向两类,它们在一定基因型均值的基础上表现为加强或削弱该性状的作用。21个杂交组合中,各性状的特殊配合力最高值都出现在2个YS型温敏雄性不育系组配的组合中。其中A3017/新乡9408、A732/新乡9408和A732/温6有较高的生产利用价值。一般配合力效应值(GCA)在同一性状不同亲本间和同一亲本不同性状间均存在显著差异,2个YS型不育系在产量性状上GCA均表现为正值,K3314A的GCA表现为负值。亲本中A732、K460较为理想。

水稻细胞质雄性不育育性回复株的基因型鉴定

通过对在套袋繁殖产生的滇Ⅰ型不育系合系42A群体中发现的可育株、及其与不育系杂交产生的F1和可育株自交S1代的育性和核恢复基因位点分析,发现不育系合系42A中出现的大约0.11%可育株包括两种类型。一类细胞质正常可育,核无恢复基因,基因型为N(rf/rf),类似保持系,认为是保持系混杂所致。另一类可育株的细胞质雄性不育,核有恢复基因,其恢复基因位于水稻Rf-1基因区域,基因型为S(Rf/rf)。这类可育株不可能来自异品种或保持系串粉,可能是细胞核携带的育性相关基因发生育性自然回复突变导致。本研究将这类可育株简称为"育性回复株"。