Application of hybrids with cytoplasmic male-sterility in Zea mays L.in China

The abortive behaviour and the cytoplasm quality of cytoplasmic male-sterility(CMS)lines of homocaryon were investigated and the existence of C race of Bipolaris maydiswere discussed from the point of view of genetic breeding,physiology and pathology in this paper.Then the countermeasures to prevent the danger from disease of B. maydis in CMS hybrid pro-duction were proposed.

辣椒雄性不育的分子研究进展

辣椒(Capsicum annuum L.)是世界上重要的蔬菜作物之一,杂种优势明显。利用雄性不育系制种可有效解决人工去雄的难题,简化制种工序,降低生产成本。而辣椒雄性不育是一个快速发展的研究领域。综述了近几年在辣椒雄性不育的类型与特点、细胞学特征、细胞核雄性不育的分子机制,以及细胞质雄性不育的机制解析等方面所取得的重要进展,并对辣椒雄性不育中存在的问题以及未来发展方向进行了讨论和展望,旨在为辣椒三系配套制种提供理论参考。

辣椒细胞质雄性不育系9704A花药发育的细胞学观察

对辣椒雄性不育系9704A及其保持系9704B的花药发育过程进行了显微结构和超微结构观察。结果表明:保持系9704B的绒毡层属于腺质型;不育系9704A的成熟花药的药隔维管组织发育正常,该不育系属于孢子体败育型,花药绒毡层细胞的核膜在花粉母细胞的细线期消失,核裂解成块分散到细胞质中,并最终消失,解体后的绒毡层类似于变形型绒毡层的周原质团进入花粉囊,渗入花粉母细胞周围,并与花粉母细胞粘连在一起,使花粉母细胞不能继续进行减数分裂形成四分体,花药的中层细胞不退化。

甘蓝型油菜CMS 212A花药发育的细胞学研究

对甘蓝型油菜细胞质雄性不育系212A的花药发育过程进行石蜡切片显微观察发现,212A的花药发育受阻于胞原细胞时期。其主要特点是花药由壁组织和维管束组成,无造胞细胞和花粉囊的分化,属于无花粉囊型不育系。

玉米ES型雄性不育胞质在生产上应用的可行性研究

对１０对ＥＳ型雄性不育胞质杂交种和正常胞质杂交种进行了产量和农艺性状的比较。结果表明，ＥＳ型雄性不育胞质杂交种与其同核的正常胞质杂交种的产量无显著差异，ＥＳ型雄性不育胞质对杂交种的农艺性状无不良影响。又根据ＥＳ胞质不育系具有稳定的不育性和ＥＳ胞质抗病性的有关研究，作者认为ＥＳ型雄性不育细胞质完全可以在生产上应用。

芥菜型油菜细胞质雄性不育系6-102A的细胞学观察

对芥菜型油菜细胞质雄性不育系6-102A的花药发育过程进行了显微观察,并与6-102B(保持系)和8-602A(tour CMS)进行比较,结果表明:不育系6-102A败育彻底,败育可能发生在雄蕊原基分化时期,其主要特点是雄蕊原基偏离正常的分化轨道,形成花瓣原基,不形成花药,着生雄蕊的位置长出小花瓣,败育时期和方式与现有报道的油菜细胞质雄性不育不同。保持系6-102B的花药发育正常;8-602A败育发生于孢原细胞时期至四分体时期,主要是孢原细胞时期。

辣椒胞质不育系与保持系花药的细胞学和蛋白质组学差异分析

为了解辣椒胞质雄性不育系与保持系花药的细胞学和蛋白质组学差异，以辣椒胞质不育系和保持系花蕾发育的6个不同时期的花药为材料，以石蜡切片于LeicaDMl000显微镜下观察其发育过程的差异．然后利用SDSPAGE进行花药蛋白分离，经LC—MS／Ms质谱技术和蛋白质组学分析对差异蛋白质条带进行鉴定．结果显示：花粉败育发生在四分体形成以后，与绒毡层细胞的过度液泡化及四分体周围的胼胝质不能解体有关．另外，与辣椒保持系相比，在不育系花药蛋白中有4条差异蛋白质条带（条带1～4）表达量下调，质谱分析后共鉴定出蛋白质68个，其中不重复蛋白质64个．对质谱数据利用UniProt数据库进行搜索鉴定，鉴定出的蛋白质按分子功能归类，涉及催化作用的蛋白质最多有24个；按细胞组分归类，涉及细胞内膜组织的最多有20个．按生物学过程归类，参与代谢过程的最多有24个．这说明在四分体形成以后，胞质雄性不育系花药的物质和能量代谢出现异常，导致绒毡层异常膨大，四分体不能获得物质和能量从而败育．另外，这也充分说明本研究通过蛋白质组学分析鉴定出的差异蛋白质可初步解释胞质雄性不育系与保持系在细胞学上的差异表现．

甘蓝胞质雄性不育系CMS158小孢子发生的细胞学研究

利用石蜡切片法,对Ogura胞质甘蓝雄性不育系CMS158及其保持系B158的花药发育过程进行解剖学观察比较。结果表明,甘蓝胞质雄性不育系和保持系小孢子发育有明显差异,不育系CMS158小孢子败育时期发生在四分体时期至单核花粉期,与可育花药相比,不育系的绒毡层细胞高度液泡化,挤压小孢子,导致小孢子相互粘连,不能形成正常花粉粒而导致败育。

5种甘蓝型油菜细胞质雄性不育系的细胞学观察

采用石蜡制片方法,对不缺绿ogu、陕3A型、nap、pol、758A细胞质雄性不育系及其保持系的小孢子发生和花粉发育过程进行细胞学观察和比较,以确定这些不育系的败育时期和细胞学特征。结果表明,不缺绿型ogu CMS花药败育受阻于四分体至单核花粉时期,败育特点是四分体时期持续较长,绒毡层延迟退化。陕3A型、nap、Pol CMS花粉败育发生在孢原细胞时期,少数花药会继续发育产生有活力花粉粒,表现微粉现象。758A的败育时期在孢原细胞时期,败育特点为没有造孢细胞和壁细胞的分化,不能形成药室和花粉粒,败育比较彻底。

新型陆地棉细胞质雄性不育系花器形态学和细胞学观察

采用石蜡切片法,对一种来源于陆地棉的新型细胞质雄性不育材料的3份转育材料(G22A,H109A和1793A)的花药发育过程进行了花器形态及细胞学观察。花器形态和细胞学观察结果表明,G22A,H109A和1793A三个不育系均花瓣小,花丝短,柱头明显外露,败育彻底,无花粉。败育时期主要发生在造孢细胞增殖时期至小孢子母细胞减数分裂前,表明这3份不育材料不育性状不受细胞核基因的影响。对不育材料与其保持系细胞学观察发现,不育材料与正常花药发育细胞学形态上主要差别是绒毡层发育。不育系绒毡层的着色不明显,大小与中层细胞相似且在整个花药发育过程中不降解,而保持系绒毡层的着色深,在小孢子发育过程中逐渐降解。因此,根据细胞学研究结果可以说明花药中绒毡层发育异常是该来源于陆地棉的新型细胞质雄性不育材料败育的细胞学基础。

不结球白菜Ogura雄性不育花器官形态及败育细胞学的研究

对不结球白菜细胞质雄性不育系S2108A和Y3611A及其相应的保持系S2108B和Y3611B进行了花器官形态比较和花药发育细胞学观察,结果表明:两套不育系和保持系之间在花器官的多个性状上差异极显著,而两个不育系S2108A和Y3611A之间除花蕾大小、雌蕊长和花瓣长有差异外,其他均不显著,说明从不同不育源转育来的两个不育系在花器官外形上差异不大;两个不育系花药败育表现均起始于四分体时期,且由于绒毡层的液泡化和径向膨大,挤压四分体小孢子导致败育,表明败育与绒毡层的不正常发育有关。此外,与Y3611A不同,在不育系S2108A中还存在另一种败育形式,绒毡层细胞壁发生融合,成为紧贴药室壁的类似于变形型绒毡层的周原质团,部分细胞质流入药室腔,包裹粘连四分体小孢子,成为染色很深的不连续团块状物,花药败育;两不育系花药发育存在花粉囊数目的变异,且花粉囊发育时期不同步,个别花粉囊较正常花粉囊发育推迟,在不育系Y3611A中还有巨型花粉囊的现象。

玉米三种遗传效应研究现状与技术集成

通过大量详实资料 ,对玉米杂种优势、雄性不育、油分基因花粉直感等三种遗传效应的研究历史与现状作了详细概述 ,根据相关的遗传理论与实践 ,提出了将三种遗传效应进行技术集成的可能性 ,从而形成一种高产优质玉米生产模式 。

植物细胞质雄性不育

近年来国内外对植物细胞质雄性不育(cytoplasmicmalesterility,CMS)在细胞学、生理生化及分子遗传学等方面的研究又取得了新的进展。特别是对育性恢复基因的定位、克隆的研究已取得一定突破,发现编码含保守PPR(pentatricopeptiderepeat)模体蛋白的基因在多种植物中与育性恢复密切相关。

二角型小麦雄性不育系花粉败育的细胞学研究

应用石蜡切片和醋酸洋红压片法,从细胞学角度对4个同质异核二角型小麦雄性不育系ms bicor -8222、ms bicor -80 6 、ms bicor -5-4及ms bicor -5-8的花粉败育过程进行了比较研究.结果表明: 1 4种不育系败育特点总趋势基本雷同,但也因特定核型亦存在一些差异; 2 二角型雄性不育系小孢子发生与其保持系相似,花粉败育就花药而言,中层有延迟退化、解体的趋势,就花粉粒而言,败育主要发生在二细胞花粉粒后期至三细胞花粉粒期; 3 4个不育系花粉败育异常,主要表现为二分体细胞内有微核出现,内缘壁周缘细胞均呈次生纤维状增生;维管束鞘细胞排列不规则,花粉大小不一; 4 花粉败育与营养供应无直接关系,细胞核对花粉育性及育性相关性状相对细胞质影响较小.

冀玉8号雄性不育化的选育和利用

以优良玉米杂交种冀玉8号(冀257×冀161)为背景,以S组的S、M、R与21A及C组的Es雄性不育细胞质(CMS)为试材,完成了母本冀257不育系同核异质体的转育,不育性稳定。因父本冀161不具备对该CMS的恢复能力,目前可采用掺和方案,以获得杂交种子的生产应用。

植物细胞质雄性不育研究进展

植物细胞质雄性不育在生产运用及理论研究上价值巨大。首先简述了植物雄性不育系的概念、形态、细胞学表现及雄性不育类型,继而从细胞学研究(败育时期和方式、绒毡层发育及超微结构变化等方面)、生理生化研究(能量代谢、物质代谢及植物激素等方面)和分子生物学研究(线粒体DNA、RNA编辑及叶绿体DNA等方面)3个不同层次重点综述了植物细胞质雄性不育形成机理的研究进展。既能为相关理论研究奠定基础,更便于运用其研究成果指导农业生产服务。提出现有研究成果若融合大规模高通量数据分析,植物细胞质雄性不育研究将得到进一步完善。

玉米新选细胞质雄性不育系小孢子发育的细胞学观察及DNA甲基化分析

细胞质雄性不育在高等植物中普遍存在,是杂种优势利用的重要工具,为推动植物杂种优势的利用发挥了重要作用。文章以本课题组前期新选的玉米细胞质雄性不育系A1、A2及保持系18(红)为材料,利用石蜡切片技术对不育材料小孢子发育过程进行细胞学观察,采用高效液相色谱法(HPLC)对不同发育时期的叶片及不同发育时期的雄穗DNA进行甲基化分析,从细胞学和表观遗传学角度了解不育系A1、A2的败育机制。结果表明:不育材料A1、A2小孢子发生败育的主要时期为四分体时期至单核小孢子中期。在不育系A2中还存在另一种败育方式,即在花粉母细胞时期表现出败育特征。甲基化分析结果表明,保持系18(红)的叶片DNA甲基化水平从苗期到拔节期迅速上升,而不育系A1、A2叶片DNA甲基化水平基本保持不变;保持系雄穗DNA甲基化水平表现为从花粉母细胞时期到双核期逐渐升高,而不育材料A1、A2从花粉母细胞时期到双核期的雄穗DNA甲基化水平表现为先上升后下降的趋势,达到最高峰的时期均出现在小孢子发育的四分体时期。从小孢子发育的细胞学观察结果可以发现,小孢子败育的主要时期往往具有较高的甲基化水平,推测DNA甲基化水平变化可能与不育材料A1、A2的花粉败育有关。

普通小麦T型、V型和K型细胞质雄性不育系花粉败育机理的细胞学研究

从细胞学的角度对小麦８３（２１）３５核背景的Ｔ型、Ｖ型和Ｋ型细胞质雄性不育系的花粉败育机理进行了研究。发现三类不育系的小孢子发生过程基本正常，Ｔ型不育系的花粉主要在小孢子后期发生败育，以典败型和圆败型为主；Ｖ型不育系的花粉主要在小孢子后期至二细胞花粉期败育，以圆败型和浅染败型为主；而Ｋ型不育系的花粉主要在二细胞花粉后期至三细胞花粉期败育，以浅染败型和深染败型为主。药室合并现象普遍发生是Ｔ型不育系花药的一个突出特点，而Ｖ型和Ｋ型人育系花药各壁层的发育是正常的。核质发育关系不协调是不育系花粉败育的根本原因。细胞学观察结果可以作为不育细胞质类型划分的一项参考指标。

1BL/1RS小麦的分子和细胞学鉴定及黏类CMS育性恢复区域分布的分析

【目的】揭示黏类小麦细胞质雄性不育系育性恢复基因的区域分布及恢复材料的1BL/1RS情况,为黏类细胞质雄性不育系优良恢复源筛选提供理论依据,以推动黏类小麦雄性不育"三系"强优势组合的选配能不断得到新的材料保障。【方法】以8个黏类不育系和国内外一批小麦品种(系)为试材,结合分子和细胞学技术,进行1BL/1RS易位系鉴定,并利用中国国内法对其育性恢复程度进行分类。【结果】在参试的256份材料中,初步鉴定约20%的小麦品种(系)属于1BL/1RS易位系;育性表现半不育、高可育和全可育的品种(系)分别有86.15%、91.67%和100%为非1BL/1RS易位系,表现全不育和高不育的品种(系)中均有40%左右属于1BL/1RS易位系;恢复能力在50%以上的品种(系)在中国春麦区、长江中下游冬麦区、西南冬麦区和华南冬麦区的比例依次为60%、65.85%、68.42%和71.43%。【结论】黏类不育系优良恢复源大都为非1BL/1RS易位系,主要集中在中国春麦区和南方冬麦区。

花椰菜细胞质雄性不育系的细胞学研究

以花椰菜细胞质雄性不育系09-R9为试材,以可育材料24为对照,采用常规石蜡切片技术,对花椰菜细胞质雄性不育系的花药败育过程进行细胞学研究。结果表明:花椰菜细胞质雄性不育系的花药可以形成部分外形正常的花粉囊,但囊内物质随着花蕾的发育逐渐解体,最终这种不正常的花粉囊全部解体消失。不育系花药发育受阻于花粉母细胞形成之前,此时花粉囊内未见绒毡层,可能是其本身并未形成绒毡层。