ABCG转运蛋白参与植物雄性育性调控的研究进展

利用雄性不育系制种是利用杂种优势的最有效的途径,尤其对小麦(Triticum aestivum L.)、水稻(Oryza sativa L.)等自花授粉作物的杂种优势利用具有十分重要的意义。ABCG(ATP-binding cassette G transporter)转运蛋白属于ABC(ATP-binding cassette transporter)转运蛋白中的一个大亚族,参与植物各种生物过程,包括调控雄性育性。本文概述了ABC转运蛋白的特点与分类,并系统阐述了ABCG转运蛋白参与调控植物花粉壁和花药角质层发育的研究现状,同时也对ABCG转运蛋白目前研究所存在的问题提出了建议,并对后续的研究进行了展望。

粗厚山羊草(Ae.crassa)细胞质普通小麦核代换系在中国不同光温条件地点的雄性育性变异

5个普通小麦品系的粗厚山羊草 4X、6X种细胞质的 7个核代换系在中国昆明、元谋、杨陵、互助、依安 5个不同纬度地点种植的自交结实率 ,结合各点光温条件的分析表明 :粗厚山羊草细胞质普通小麦核代换系的雄性育性随日长增加而下降 ,6X种细胞质核代换系在日长≥ 1 4.2 8h开始出现完全雄性不育 ,4X种细胞质核代换系在日长≥ 1 5.38h开始出现完全雄性不育 ;该细胞质核代换系的雄性育性在日长因子主控下 ,对温度变化也表现一定敏感性。粗厚山羊草细胞质背景下不同核基因型对光、温条件的敏感性有显著差异 ,核质互作效应是这种敏感性的遗传方式 ;粗厚山羊草 4X、6X种细胞质的光、温敏感性存在差异 ,6X种细胞质的光、温敏感性高于 4X种细胞质。

桃雄性育性与花器官内游离氨基酸含量的关系

在花粉母细胞减数分裂之前和减数分裂期、花粉发生与发育期、花粉成熟期，对雄性可育品种和不育品种的花器官进行了游离氨基酸的成分与含量的测定分析。游离氨基酸总量与游离脯氨酸的含量均在减数分裂期开始明显上升，陡升期出现在花粉发生与发育期，精氨酸和谷氨酸在减数分裂之前提前出现峰值，而在花粉发生与发育期急速下降。可育品种的游离氨基酸总量与脯氨酸含量明显高出不育品种，其含量显著差异也恰在花粉发生与发育期出现。结合细胞形态学观察，药壁组织的绒毡层的发育与解体状况和花粉育性、氨基酸代谢有着密切关系。花粉成熟时雄蕊内游离氨基酸含量的差异，实际是花粉的含量差异，可育品种的脯氨酸、精氨酸、赖氨酸和蛋氨酸的含量成倍乃至数倍高出不育品种。雌蕊内也有一定的游离脯氨酸，且可育品种明显高出不育品种。

大豆质核互作雄性不育系NJCMS3A双亲雄性育性基因的SSR标记

利用大豆质核互作雄性不育系NJMCS3A的质、核供体亲本N21566和N21249构建F_2和BC_1F_1育性分离群体进行雄性育性的遗传分析与基因定位。结果表明,F1正反交可育,F2和BC1F1的可育株与不育株分离比例经χ2测验分别符合3∶1和1∶1,表明NJCMS3A供体亲本雄性育性由一对基因控制,可育等位基因为显性。该基因可能是NJCMS3A的一个恢复基因。选用793对SSR引物对F_2和BC_1F_1群体分别进行育性基因定位,发现该育性基因位于O连锁群上,在Satt331和Satt477标记之间,与Satt331、CSSR133和Satt477标记距离的次序一致,分别为8.1～10.4、11.4～16.4和13.3～19.2cM。

桃雄性育性与花器官内游离氨基酸含量的关系

在花粉母细胞减数分裂之前和减数分裂期、花粉发生与发育期、花粉成熟期对雄性可育品种和败育品种的花器官进行了游离氨基酸的成分与含量的测定分析。游离氨基酸总量与游离脯氨酸的含量均在减数分裂期开始明显上升，陡升期出现在花粉发生与发育期，精氨酸与谷氨酸在减数分裂之前提早出现峰值，而在花粉发生与发育期急速下降。可育品种的游离氨基酸总量与脯氨酸含量明显高出败育品种，其含量显著差异也恰在花粉发生与发育期出现。结合细胞形态学观察，药壁组织的绒毡层的发育与解体状况和花粉育性、氨基酸代谢有着密切关系。花粉成熟时雄蕊内游离氨酸酸含量的差异，实际是花粉的含量差异，可育品种的脯氨酸、精氨酸、赖氨酸和蛋氨酸的含量成倍乃至数倍高出败育品种。雌蕊内也有一定的游离脯氨酸，且可育品种明显高出败育品种。

马来酰肼对小麦雄性育性及生理特性的影响

在大田条件下,以普通小麦郑麦-004(Triticum aestivum cv.Zhengmai-004)为试验材料,研究了孕穗—开花期喷施马来酰肼(Maleic hydrazide,MH)的200 mg/L、500 mg/L和1 000 mg/L水溶液对小麦相对雄性不育率和旗叶生理特性的影响。结果表明,MH提高了小麦相对雄性不育率且随处理浓度升高效应增强,其中1 000 mg/L MH处理抽穗期旗叶中可溶性糖含量和孕穗-抽穗期POD活性较高,孕穗-开花期叶片可溶性蛋白质含量、SOD活力较低,这可能是其诱导小麦雄性不育发生的重要原因;开花期可溶性糖含量较低可能与MH对小麦生理特性的抑制有关;CAT活力与相对雄性不育率的变化之间关系不密切。MDA含量低于对照,有助于其保持雌蕊正常的育性。

辣椒雄性育性的调查方法研究

对辣椒材料Yolo wonder×perennial的F1代花培加倍的DH群体与甜椒雄性不育系77013A的测交后代进行了育性恢复调查。调查方法是将花粉育性程度分为0～5级，并测定每两朵花的花粉数目和测交株的单株种子数目来表示育性恢复程度。结果表明，118株测交单株中，花粉育性为0的有2株，0～1的有7株，1～2的有9株，2～3的有30侏，3～4的有53侏，为4的有4株。显微镜检表明，花粉数目为0的植侏很少，多数的为每2朵花90～130×10。粒，最高者达180×10。粒。不同单株的平均单果种子数目为0～200多粒，最高者达310粒以上。相关分析表明，育性分级与花粉数目的r=0．82，花粉数目与种子数目的r=0．81，育性分级与种子数目的r-0．86。

温光条件对胞质不育系V_(太911289a)雄性育性影响的初步研究

[目的]研究温光备件对小麦胞质不育系V太911289a雄性育性的影响，探讨胞质不育系雄性育性的转换机制。[方法]于2003～2005年在湛江进行了分期播种试验和人工定温定光试验：[结果]在一定的温光条件下，胞质不育系V太911289a的雄性育性可以发生转换。温度是影响其自交种雄性育性的主要原因之一。当育性敏感期日平均温度低于19℃时，表现稳定不育；日平均温度为20～22℃时，则表现部分可育。光照时间是对其雄性育性也有一定的影响，长日照利于雄性发育。[结论]胞质不育系用于生产杂交种安全性远高于温敏不育系。

温度对油菜核不育系贵引AB育性转换不育株雄性育性的影响

[目的]为核不育性品种贵引AB的纯合奠定基础。[方法]以甘蓝型油菜（B.napus）细胞核不育系贵引AB育性转换不育株为材料,用分期播种和人工定温试验相结合的方法,研究了其环境敏感类型、育性转换临界温度和敏感时期。[结果]贵引AB群体由可育变为半不育的临界温度是20.00℃,而由半不育变为不育的临界温度是16.00℃。但是,贵引AB不育株还是一个分离群体,其个体间育性转换临界温度尚有差异。贵引AB不育株系186-1的10个单株由不育变为半不育的温度变化在15~20℃,而由半不育变为可育的温度则多数为23.00℃,少数为22.00℃,个别为18.00℃。贵引AB不育株育性变换的温度敏感期多数为开花前1 d,少数为开花前2 d。[结论]甘蓝型油菜核不育两型系贵引AB不育株育性转换特性明显,温度是控制贵引AB不育株育性转换的主要因素,高温有利于其雄性发育,低温不利于其雄性发育,光照对其育性没有明显影响。

生态遗传雄性不育理论与两系杂交植物Ⅴ.雄性育性广义空间

根据生态遗传雄性不育理论提出了植物的雄性育性广义空间的概念，给出了雄性育性生态空间和雄性育性时空两类育性空间的表述方式．

甘蓝型油菜Toumefortii雄性不育系统中雄性育性恢复系的鉴别、表达和遗传特性

为了鉴别Toumefortii胞质雄性不育系统新的恢复系和保持系，我们评价了源于加拿大、中国、法国、印度、波兰和南韩的152个不同的油菜种质。当与Toumefortii CMS系NE409A杂交后，仅有16个基因型（10．5％）完全恢复了育性。其中值得注意的材料有GSL8851、GSL8953、Mokpo#9、Mali、Buk—wuk-13、Kuju-27和Mokpo#84。完全保持系多达78个基因型（51．3％），其余58个基因型（38．2％）为部分保持系。为了研究育性恢复的遗传，将20个Toumefordi CMS油菜品系与GSL8851、

控制雄性育性的核基因

1 前言 在高等植物中,雄性器官和雌雄器官的发育过程是相互独立的,并且独立于营养生长过程,这种独立性使得对育性过程进行遗传学分析而不破坏营养生长成为可能。 雄性育性需要一系列与发育有关的事件的协同进行,主要包括:雄蕊及花药作为花的一部分从营养分生组织中分化形成,花粉粒在药室中发育,花粉的及时释放及落于柱头之上,以及在自交亲和植物中雌雄配子之间的相互作用。任何干扰上述过程的突变都可以产生雌性育性正常但花粉功能受损的个体,在自交亲和植物中该类突变被称为雄性不育(ms)。

水稻雄性不育突变体tpa1的表型鉴定与精细定位

雄性不育材料是杂交水稻育种的关键。本研究通过甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变优良籼稻保持系西农1B,筛选得到一个雄性不育突变体tpa1。tpa1在营养生长阶段与野生型无差异,生殖生长阶段表现雄配子不育,雌配子发育正常。表型观察发现,tpa1花粉完全破碎消失,花药外壁角质层异常,花药内壁乌式体排列异常,胼胝质合成异常,绒毡层凋亡异常,且花粉外壁缺失柱状层。遗传分析表明该突变性状受1对隐性核基因控制,利用突变体tpa1与缙恢10号构建遗传群体,最终将TPA1基因定位于4号染色体引物标记N9和N11之间,物理距离为74 kb,该区间共15个预测基因,通过重测序仅发现在LOC_Os04g53380的外显子上发生了单碱基替换,导致了翻译的提前终止,随后对野生型和突变体tpa1该位点进行测序证实了这一突变,因此将该基因确定为TPA1的候选基因,TPA1是一个未被报道过的新的雄性不育基因。本研究将为TPA1基因的功能研究奠定基础。

节水抗旱稻光温敏雄性核不育系沪旱82S的选育与利用

沪旱82S是上海市农业生物基因中心利用沪旱3S(沪旱1S∕青四矮)和沪旱5S(沪旱1S∕黄华占)杂交,经上海和海南等多年异地交叉筛选,育成的光温敏雄性核不育系。其具有不育性稳定、不育起点温度较低、抗病性好、抗旱性强、稻米品质优(达部标3级)等特性,2018年10月通过了上海市品种审定委员会的田间鉴定。利用该不育系选配的两系节水抗旱稻品种‘旱两优8200’通过2021年国家审定;配组的‘旱两优8208’分别通过广西壮族自治区和江西省审定,2023年通过国家审定。

印度南瓜雄性核不育两用系Se-MA1802生理特性研究

植物雄性不育在育种和杂交种子生产具有一定的研究与利用价值。本文利用自主诱变并选择的具有核雄性不育特性的Se-MA1802印度南瓜材料,对两用系雄花花蕾不同时期生理特性进行比较研究。结果表明:不同时期,Se-MA1802中不育株雄花蕾的可溶性蛋白质含量呈下降趋势,丙二醛含量总体呈上升趋势,过氧化氢酶活性呈先下降后上升的趋势,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性高于可育株;可育株雄性花蕾可溶性蛋白质含量呈先上升后下降的趋势,可溶性糖和脯氨酸含量均高于不育株,丙二醛的含量呈下降趋势,过氧化氢酶活性呈下降趋势。不育及可育株光合特性存在差异,两用系植株在春季和秋季光合速率差异显著,可育株春季光合速率高于秋季,不育株则相反。本研究可为印度南瓜雄性不育育种提供参考。

甘蓝型油菜波里马雄性不育的感温性

选用２１个不同育性水平的波里马细胞质雄性不育杂交组合和２个普通品种，对花器官形态和花粉量及活性进行观察鉴定，结果表明：１）试验涉及的波里马质不育组合为高温不育类型，其温度的影响还表现在雄蕊长度、♂／♀比值和花型大小。中间型材料温敏性较强，育性正常材料和１级高不育组合相对较弱。育性水平较稳定；２）在大田试验条件下，可根据花型、雄蕊长度和♂／♀来判断和选择不育性。一般盛花后，♂／♀＜０．４０，花瓣开放，肉眼未见花粉的组合可考虑选择利用；３）１级不育系雄蕊短、花粉量微、自交结实率极低且结实不正常，但开放授粉下，结实率和结实性均趋于正常，是目前较为理想的不育类型。

小麦雄性不育系周13S-1的育性与形态特征初步研究

通过分期播种试验对新育成的小麦雄性不育系周13S-1的育性进行研究,同时观察了其花器形态。结果表明:在湛江,10月25日播期,周13S-1表现彻底不育;10月15日、11月5日和11月15日播期,均表现高度不育;其余播期,表现部分不育。根据湛江气象资料分析认为,温度是引起周13S-1雄性育性变化的主要原因,高温使其雄性败育程度加重。周13S-1雄性败育呈现多种类型:花药有大量可育花粉但不开裂、花药雌性化和花药部分雌性化。未雌性化和部分雌性化的花药里存在部分可以被K I-I染色的花粉。该不育系的育成有望在生产上得到广泛应用。

植物细胞核雄性不育的分子基础

植物细胞核雄性育性相关基因克隆,使我们对细胞核雄性育性的了解不仅局限于遗传分析和细胞学水平,而且对细胞核不育的分子基础,以及细胞核不育的分子机理也有了一定的了解。本文旨在对细胞核雄性不育相关研究的进展情况进行简要综述。

（无芒山羊草）中国春等小麦雄性不育系小孢子败育及育性恢复的初步研究

研究了（无芒山羊草）中国春、（尾状山羊草）中国春和（拟斯卑尔脱山羊草）中国春三种小麦细胞质雄性不育系（ｃｖｔｏｐｌａｓｍｉｃｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｅｌｉｎｅ，ＣＭＳ）小孢子败育特点及育性恢复特性，结果表明：１．（无芒山羊草）中国春ＣＭＳ小孢子败育主要发生在单核晚期和二核期，以园败为主，园败频率为７５．９％；２·（尾状山羊单）中国春ＣＭＳ和（拟斯卑尔脱山羊草）中国春ＣＭＳ小孢子败育主要发生在单核晚期，以典败为主，典败频率分别为８０．５％和９２．５％；３．上述三种小麦ＣＭＳ易恢性不同，其中（拟斯卑尔脱山羊草）中国春ＣＭＳ易恢性相对较好，而（无芒山羊草）中国春ＣＭＳ相对较差．在测交试验中，三种ＣＭＳ都找到了育性可完全恢复的恢复系．拟斯卑尔脱山羊草细胞质和尾状山羊草细胞质在杂种小麦生产应用中可能有较大潜力．