玉米C型胞质雄性不育与可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量的关系

为揭示玉米胞质雄性不育的生化机制,以玉米C型雄性不育系C478及其保持系478、恢复系H01为材料,对叶片及雄穗小花的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量进行比较研究.结果表明:玉米不育系苗期、抽雄期、开花期叶片中可溶性糖含量均显著高于保持系、恢复系;三系间可溶性蛋白含量相差小;不育系除抽雄期外叶片中的游离脯氨酸含量显著高于其保持系、恢复系.玉米雄穗发育过程中,保持系雄穗小花中的可溶性糖含量在雄穗孕育完全但没抽出期(时期Ⅱ)、散粉期(时期Ⅲ)显著高于不育系;不育系小花中各个时期的可溶性蛋白含量均低于其保持系和恢复系,特别在时期Ⅱ、时期Ⅲ显著低于保持系和恢复系;不育系每个时期小花中的游离脯氨酸含量都显著低于保持系和恢复系.

玉米C型胞质雄性不育恢复基因的定位研究

以玉米C 组群内两类不育胞质(ES、C)的三个不育系、两个恢复系,以及一套Wx 易位系为材料,对C 型胞质雄性不育的恢复基因进行了定位。结果表明,能使ES、C 胞质三个不育系的育性恢复的主效因子Rf_4位于第七染色体长臂端。除此之外,几个影响育性恢复的辅助因子(ElB73的Rf_5,Cms 黄早四的Rf_6、Rf_7)也被定位。

玉米C型胞质雄性不育系POD、CAT、SOD活性及POD酶谱分析

以玉米C型雄性不育系C478及其保持系478、恢复系H01为材料,对叶片以及雄穗小花的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性和过氧化物酶同工酶谱进行比较研究。结果表明:玉米叶片在生长过程中,不育系与保持系和恢复系叶片中的POD活性有明显差异;CAT活性在抽雄期相差不大;不育系每个时期的SOD活性均显著高于保持系。玉米雄穗发育过程中,不育系雄穗小花的POD活性高于保持系和恢复系,不育系雄穗小花刚开始孕育穗长不超过5 cm(时期I)时CAT的活性显著高于保持系与恢复系,不育系雄穗小花孕育完全但没抽出(时期II)时SOD活性明显低于其保持系。玉米抽雄期和开花期的不育系与保持系、恢复系叶片中的酶谱差异明显。

一玉米C型胞质雄性不育系的恢复利用研究

随着玉米单粒播种技术的推广,对玉米杂交种的纯度要求越来越高;随着农村用工成本的增加,减少玉米制种人工去雄用工的需求越来越迫切。利用玉米雄性不育特性进行玉米杂交制种,既可提高杂交种纯度,又能减少人工去雄用工,是玉米育种者一直追求的目标。以往研究表明,玉米C型胞质雄性不育性稳定,是利用雄性不育配制玉米杂交种的主要类型,但恢复系难选,导致三系配套的品种不多,生产中应用的面积有限。近年来,随着我国种质的不断改良扩增,现代自交系的遗传基础发生了变化,试验用一批现代自交系对一C型胞质雄性不育系测交,研究当代自交系对C型雄性不育系的恢复性及选育优势杂交组合的效率。结果表明,测交组合完全恢复的占16.95%,部分恢复的占66.95%,产量超过对照郑单958的占1.77%,未出现完全恢复而产量又超过郑单958的组合。由此表明,现代自交系对C型雄性不育完全恢复的概率与前人研究报道的稍有提高,选育育性完全恢复、产量超标(对照品种)、无严重缺陷的优势组合效率仍较低;进行不育性育种,育种者不仅要讲究方式方法,还要有足够的耐心。

玉米C型胞质雄性不育恢复基因Rf5的抑制基因的发现与鉴定

利用一个含有单基因Rf5的恢复系6233与6个C型不育系杂交,发现杂交组合Cms-C77×6233表现不育,(Cms-C77×6233)×6233的育性表现1:1的分离,推测在不育系Cms-C77中存在一个显性抑制基因Rf-I,该基因只对恢复基因Rf5具有抑制作用。因此在玉米C型胞质雄性不育的三系选育过程中,为避免不育系背景中可能存在抑制基因的影响,应选择含有恢复基因Rf4的材料作为供体进行恢复系的选育工作,可以克服有些不育系的恢复系选育较难的问题。

玉米C型细胞质雄性不育系C48-2及其保持系线粒体差异蛋白分析

采用固相pH梯度-SDSPAGE双向电泳,对玉米C型细胞质雄性不育系(C48-2)及其保持系(N48-2)单核期花药线粒体蛋白质进行了分离,经考马斯亮蓝染色,得到重复性较好的双向电泳图谱。PDQUEST软件可识别约260个蛋白质点,对其中10个重复性比较好且差异表达在2倍以上的蛋白质点,采用基质辅助激光解析分离飞行时间质谱进行肽指纹图谱分析,然后用Mascot软件对NCBI数据库搜索,其中2个蛋白质点被鉴定为谷氨酸脱氢酶(GDH)和依赖电压阴离子通道蛋白-1(VDAC1)。GDH的高表达会影响正常的氮代谢,导致细胞的能量供应发生障碍,有可能导致雄性不育;VDAC1是线粒体外膜上控制细胞通透性的蛋白,与植物的程序性死亡密切相关。

玉米C型细胞质雄性不育系及保持系基因差异表达分析

以玉米C型细胞质雄性不育系及保持系为材料,利用实时荧光定量聚合酶链反应检测pcd5,cox1和mdh基因在小孢子单核期的表达水平.结果表明,相对于保持系,这3个基因在不育系中均下调表达.利用焦磷酸测序与高分辨率溶解曲线相结合的方法证明了在不育系单核期pcd5转录本GRMZM2G075839T02的5′非编码区域存在A碱基插入突变.该突变可能与pcd5基因在不育系中下调表达有关.这些发现可为进一步研究细胞程序性死亡与玉米C型胞质花粉败育的关系提供参考.

玉米C型胞质互作雄性不育系的不育机理及恢复性研究

文章主要从分子机制、细胞学和恢复性机理三方面对C型胞质互作雄性不育系进行了阐述,以期全面总结这三方面的研究成果,为C型不育系的进一步研究和应用提供理论参考,同时提出研究的的进一步设想。

玉米C型细胞质雄性不育花药不同发育时期的转录组分析

【目的】通过分析玉米C型胞质雄性不育"三系"材料花药不同发育时期的转录组数据,以期阐明玉米C型胞质的不育和恢复机制,并解析不育基因与恢复基因之间相互作用的调控网络,为玉米C型细胞质雄性不育在不育化制种中的利用提供理论依据。【方法】以中国玉米生产上的骨干自交系豫自87-1为背景的C型胞质不育系、保持系、恢复系为材料,通过对3种材料减数分裂的前期Ⅰ、中期Ⅰ及末期Ⅱ(四分体)时期的花药进行转录组测序并利用hisat2、ballgown及DESeq2等工具进行生物信息学分析,寻找三系花药不同时期、相同时期不同材料间以及发育时序中差异表达的基因,预测C型胞质不育机制与育性恢复的调控网络;同时通过实时定量PCR对测序分析结果进行验证;通过酶活测定验证推测的C型胞质不育及恢复假说。【结果】所有材料的转录组测序共产生156.59 Gb的序列数据,比对并组装共得到53 035个基因;在恢复系与不育系、保持系与不育系以及"三系"花药不同时期之间共筛选出非重复差异基因5 676个,其中发育阶段差异基因4 705个,同时期材料间差异基因2 693个,发育时序差异基因135个。GO分子功能分析显示ATP和DNA结合相关的基因和锌离子结合基因得到高度富集;细胞组分中膜基本组分、核内及质膜内的基因得到富集;以DNA为模板的转录、转录调控、氧化还原及初级代谢等生物学过程中的基因得到富集。KEGG分析表明,差异基因主要富集于氧化磷酸化、碳代谢及糖酵解等能量代谢相关的途径中。不育系相对保持系而言,多个与氧化磷酸化相关的基因下调表达,而恢复系中不但相应基因的表达水平得到恢复,而且同时协调调节了同一能量代谢途径中的其他基因,定量分析显示差异基因的表达差异及趋势与转录组测序结果基本一致。ATP酶活结果表明不育系相比保持系,ATP酶活显著降低,恢复系中由于恢复基因的作用其活性得到大幅恢复。【结论】玉米C型胞质不育基因引起基因表达变化可能发生在减数分裂中期Ⅰ之后,末期Ⅱ之前;玉米C型胞质不育的形成可能是由于不育基因引起的能量亏损所致,而恢复基因则通过能量补偿促使育性得以恢复。

玉米细胞质雄性不育材料CMS-P的胞质分类研究

采用育性恢复专效性测定、PCR分类鉴定、类质粒鉴定3种玉米不育细胞质分类方法,对本室从爆裂玉米(Zeamays everta)种质中发现的玉米细胞质雄性不育材料“CMS-P”进行了胞质分类研究,一致表明CMS-P属于S型不育胞质。这为CMS-P的有效利用提供了理论依据。卡方测验表明,S组田间育性表现恢复的各组合花粉可染率并不完全符合1∶1的分离比例,CMS-P向可育方向偏移的程度更大。花粉可染率在不同测验系、不同胞质、不同环境间都表现出较大差异,胞质与核微效基因间的互作可能是影响育性稳定性的主要因素。

玉米细胞质雄性不育(CMS)的研究进展及分析

玉米雄性不育的研究和利用是我国玉米育种的发展方向。对玉米雄性不育的研究进展进行了总结和探讨,包括玉米雄性不育的研究,应用概况,类型划分,玉米雄性不育应用的作用分析,应用类型及繁、制种程序,从而说明雄性不育在生产上具有广泛的应用前景。

玉米雄性不育性研究——Ⅷ.玉米Y_(Ⅱ-1)型不育胞质归群初报

从若干方面初步研究了玉米Y_(Ⅱ-Ⅰ)型不育细胞质与3个主要类群的不育胞质(T、C和S)间的差异。育性恢复测验表明,Y_(Ⅱ-Ⅰ)胞质有其独特的恢复基因,在各类自交系核背景下,其育性表现与众不同。恢复基因至少有二对,其中一对与C群不育系有别。小斑病菌测试效应,说明Y_(Ⅱ-Ⅰ)型不属于T群,而线粒体DNA(mtDNA)的电泳图谱说明Y_(Ⅱ-Ⅰ)胞质明显不同与S群。上述结果表明,玉米Y_(Ⅱ-Ⅰ)型不育胞质可能是一种新型不育胞质,尚待进一步研究。

玉米胞质雄性不育材料‘PH6WCcms-LK18’的鉴定及分析

旨在摸清新育成的玉米胞质雄性不育系‘PH6WCcms-LK18’的胞质类型、育性稳定性并得到其恢复系。应用特异引物PCR扩增鉴定不育系‘PH6WCcms-LK18’的胞质类型,在不同生态条件下对不育系的育性稳定性进行调查,并通过测交筛选其恢复系。结果表明:不育系‘PH6WCcms-LK18’属于C型不育胞质,开花期雄穗无花药外露,花药内无花粉,是一种败育彻底的无花粉型细胞质雄性不育系,不育性表现稳定,自交系‘HP530C’‘3182C’‘WK798-1’能保持其不育性,‘郑58’‘PH5AD’‘PH4CV’可恢复‘PH6WCcms-LK18’的育性,可作为其恢复系。

玉米“辽2(L_2)”型细胞质雄性不育性的选育与利用

用自选新杂交组合（开24×替423）的种子，通过钴60γ射线诱变获得雄性不育突变体，经与有关轮回亲本连年回交育出不育系，其与有关测验种的杂交育性反应，不同于T、S、双及C型，定名为L2（辽2）型。测定结果表明，对该材料的胞质不育性，较易遇到天然恢复系，也较易找到保持系，便于三系配套应用。抗病性鉴定结果表明，L2型不育性属于一种抗T小种小斑病侵袭的新型抗病细胞质，可适用于全恢式、掺合式或半恢式利用。

水稻TRB型胞质雄性不育系的产生和特性

以Basmati370幼穗为起始材料，应用离体诱变技术，获得了籼稻胞质突变不育株，经测交找到保持系E49－2，并通过多代回交育成了稳定的新型不育系TRB370A。该不育系属于配子体不育型。

玉米细胞质雄性不育材料WBMs的胞质分类研究

利用雄花育性恢复专效性测定、mtDNA的RFLP分析、类质粒鉴定等 3种玉米不育细胞质分类的方法 ,对华中农业大学从人工混合群体WBM中发现的玉米新细胞质雄性不育材料“WBMs”进行了胞质分类的研究 ,3种分析鉴定的结果一致表明 ,WBMs的不育胞质属于S组雄性不育细胞质 ,研究结果为拓展我国玉米细胞质雄性不育种质 。

一个玉米细胞质雄性不育系的鉴定及遗传分析

【目的】阐明新育成的雄性不育系农系928cms-Q1261的胞质类型、败育时期和遗传机制,为其育种应用提供依据。【方法】将不育系在不同年份、不同地点种植,鉴定育性表现,通过测交、姊妹交、反交对不育性的遗传进行分析,利用特异引物进行PCR扩增鉴定胞质类型,通过石蜡切片法在光学显微镜下观察小孢子发育过程。【结果】农系928cms-Q1261雄穗无花药外露,花粉败育彻底,不育性表现稳定;质不育基因来自自交系Q1261,为S型;核不育基因来自农系928,由1对隐性基因控制;小孢子从单核晚期开始自溶,成熟期完全降解;自交系郑58能保持其不育性。【结论】农系928cms-Q1261属于S型不育胞质,是一种无花粉型的细胞质雄性不育系,其恢复系广泛。