萍乡显性雄性核不育水稻超微结构研究

利用电镜技术对萍乡显性核不育水稻可育株和不育株花粉形成及发育过程和药壁组织的基本结构及其发育进行了研究。导致其不育株花粉败育的主要原因有 :(1 )绒毡层细胞表现为延迟解体 ,乌氏体不参与小孢子细胞壁的形成 ,特别是纯合不育株绒毡层细胞存在乌氏体的异位分布 ;(2 )药隔维管束异常 ,导致营养物质运输缺乏 ;薄壁细胞液泡化 ,排列紊乱 ,杂合不育株薄壁细胞互相融合 ,出现核转移的独特现象。

萍乡显性核不育水稻不育株与可育株同工酶比较分析

对萍乡显性核不育水稻纯合不育株、杂合不育株和隐性可育株幼穗发育期的叶片、幼穗和花药中3种同工酶表达进行了比较分析,结果表明:叶片中,不育株(纯合与杂合)与可育株的酯酶(EST)、过氧化物酶(POD)、细胞色素氧化酶(COD)的同工酶酶谱未见差异,且在幼穗发育的不同时期也基本相同;幼穗中,不育株(纯合与杂合)与可育株的EST、POD、COD的同工酶酶谱在雌雄蕊形成期存在差异,与可育株的同工酶酶谱相比,不育株除在谱带的显色速度、颜色和带宽上存在差异外,在谱带数及其分布未见差异;在单核期花药中,不育株(纯合与杂合)比可育株多1条EST、少2条POD和2条COD同工酶带,在三核期也呈上述特征。表明水稻显性核不育基因在叶片中不表达、幼穗中部分表达和花药中充分表达,水稻显性核不育基因表达具有组织的时空和特异性。花药发育过程中基因表达程序的扰乱是引起花粉败育的最主要的原因。

萍乡显性核不育水稻育性相关基因的定位和遗传分析(英文)

萍乡显性核不育水稻(Pingxiang Dominant Genic Male Sterile Rice,PDGMSR)是在水稻中首次发现的显性核不育材料,其育性由两对显性基因互作控制,一对是萍乡显性核不育基因Ms-p,另一对是显性上位恢复基因(dominant epistatic fertility restorer gene,Rfe)。两者共同存在时显性上位恢复基因能抑制不育基因的表达,从而使育性表现可育。本实验用一个对萍乡显性核不育水稻有恢复能力的水稻品种E823与萍乡显性核不育水稻配制杂交组合,将(萍乡核不育水稻/E823)F2作为定位群体,根据F3株系的育性分离,选择育性分离株系对应F2单株(基因型为Ms-pMs-pRefrfe和Ms-pms-pRferfe)构建可育池,用对应F2株系中的不育单株(基因型为Ms-pMs-prferfe或Ms-pms-prferfe)构建不育池,将显性上位恢复基因Rfe定位在水稻10染色体RM311和RM3152一侧,遗传距离分别为7.9cM和3.6cM。根据已有的Ms-p的定位结果,合成10染色体部分微卫星引物,对不育单株进行分析,发现RM171和RM6745位于Ms-p的两侧,距离分别为0.3cM和3.0cM。根据10染色体的测序结果,将Ms-p界定在约730kb的范围内,并构建了Ms-p的电子重叠群。植物显性核不育的育性恢复机理存在“复等位基因”和“显性上位互作”两种假说,贺浩华等用经典的遗传学方法证明了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。理论上认为,确定其遗传机理最为有效的方法是基因定位,如果不育基因和恢复基因位于同一位点,则其遗传机理属于“复等位基因”,否则为“显性上位互作”。本实验将不育基因和恢复基因定位在水稻10染色体不同的位点,用基因定位的方法证实了萍乡显性核不育水稻育性恢复的遗传机理属于“显性上位互作”。

萍乡显性核不育水稻临界温度值及其温度敏感期的研究

利用人工气候箱研究了萍乡显性核不育水稻临界温度值及其温度敏感期。试验结果表明高温诱导萍乡显性核不育水稻纯合不育株和杂合不育株育性转换的临界值均为 2 7℃～ 2 8℃ ,说明高温诱导萍乡显性核不育水稻育性转换不存在显性不育基因的剂量效应 ;萍乡显性核不育水稻育性转换温度敏感期在花粉母细胞形成期至减数分裂期 ,即抽穗前 1 8～ 1 2 d;同时 ,讨论了该不育材料的实际应用问题。

萍乡显性核不育水稻幼穗发育时期可溶性蛋白质含量的变化研究

对萍乡显性核不育水稻纯合不育株、杂合不育株与隐性可育株3种不同基因型植株幼穗发育期的叶片、幼穗和花药中的可溶性蛋白质含量变化进行了比较分析。结果表明,显性核不育水稻3种不同基因型植株在幼穗发育时期叶片中的可溶性蛋白质含量差异不大,且变化趋势相同;不育株(纯合与杂合)幼穗中可溶性蛋白质的含量在雌雄蕊形成期与可育株基本相同,而在花粉母细胞形成期和花粉母细胞减数分裂期迅速下降;不育株(纯合与杂合)花药内可溶性蛋白质含量明显低于可育株,这是不育株花粉败育的一个重要生理特征。

萍乡显性核不育水稻开花习性观察

通过对萍乡显性核不育水稻开花习性的观察 ,结果表明萍乡显性核不育水稻具有柱头大、柱头外露率高、柱头生活力下降慢、张颖角度较大 ,花期不太集中 ,一天中没有明显的开花高峰等特点。

萍乡显性核不育水稻不育基因的转育研究

利用萍乡显性核不育水稻不育株高温条件下表现部分可育的特性,在南昌夏季以萍乡显性核不育水稻杂合不育株作父本,与具有不同细胞质来源的常规水稻品种(粤香占、HR-195、85-02、中鉴100、9311、原早7号、超丰早、R402)杂交,各杂交组合及后代分别在江西南昌和海南三亚种植。结果表明,转育后代出现的不育株育性没有中间类型,败育彻底;遗传背景和环境条件不会对转育后代Ms-p基因表达产生影响,转育的不育株系育性能稳定遗传。转育成功的5个不同细胞质源的显性核不育株系在株高、分蘖力、上三叶长度和角度等农艺性状都与原萍乡显性核不育水稻不育株有明显的差异。

水稻显性核不育及其恢复性的遗传规律研究

对萍乡显性核不育水稻的遗传规律进行了研究，结果表明该不育材料的育性是由两对显性核基因Ms和Rf互作控制的。其中Ms是显性不育基因，Rf是显性上位基因。两者共同存在时，显性上位基因能抑制显性不育基因的表达，从而使有性表现可育。其不育群体的遗传组成为Msmsrfrf＋msmsrfrf或MSMSrfrf＋MsMRfRf,恢复系基因型为msmsRfRf。

作物显性核不育的研究和利用进展

从显性核不育的恢复性机制、不育基因定位、细胞学特征、败育过程的生理生化变化以及显性核不育在常规育种和杂种优势中的利用等方面对作物显性核不育的研究和利用进行了综述,并对萍乡显性核不育水稻的研究和应用前景进行了展望。

光照长度对萍乡显性核不育水稻育性转换的影响

首次利用自然光照加人工光照研究了光照长度对萍乡显性核不育水稻育性转换的影响。结果表明:光照长度对萍乡显性核不育水稻育性转换的影响,在可育季节里,萍乡显性核不育水稻的花粉可育率随光长的延长有提高的趋势;在不育季节里,10 h、12 h处理和对照组,育性没有发生转变,但15 h的处理,育性为可育。

水稻显性核不育基因的研究概况

从显性核不育水稻的种类特征、败育的细胞形态学、生理生化、同工酶研究、显性核不育基因的定位及对显性核不育水稻的利用和展望等方面对显性核不育水稻的研究和利用进行了综述。

萍乡显性核不育水稻的研究现状及利用前景

萍乡显性核不育水稻的发现在水稻上属世界首例。从萍乡显性核不育水稻的发现、生物学特征特性、遗传分析、相关基因定位、光温特性、败育机理、育种应用等方面进行了综述,并对其利用前景进行了展望。

温度对萍乡显性核不育水稻育性转换的影响

利用人工控温条件和自然光温条件,研究了萍乡显性核不育水稻育性转换的特性。结果表明：在各温度因子中,光期温度在育性转换中的作用最大,其次为日均温,在一定的范围内,花粉可育率随光期温度的升高而增加；自然条件下,该水稻具有两个明显的育性转换期,即7月25日前抽穗为不育期,7月29日—9月2日抽穗为可育期,9月5日后抽穗进入稳定的不育期。

水稻“三明”显性核不育基因的定位

"三明显性核不育水稻"突变体是由福建省三明市农业科学研究所于2001年在杂交组合"SE21S/Basmati370"的F2代群体中发现的。其不育性受1个显性基因控制(将该基因命名为SMS)。经过多代回交,该显性不育基因已导入籼稻品种佳福占的遗传背景中(将该不育材料称为佳不育)。为了定位SMS,文章将佳不育与粳稻品种日本晴杂交,并将F1与佳福占测交,构建了一个作图群体。利用SSR和INDEL标记,通过混合分离分析和连锁分析,将SMS定位于第8号染色体上两个INDEL标记ZM30和ZM9之间,约99 kb的区间内。该结果为克隆SMS奠定了基础。

萍乡显性核不育水稻与质核互作不育系的遗传关系研究

结果表明：萍乡显性不育水稻带有质核互作不育系的恢复基因，不同遗传背景的萍乡显性核不育水稻对质核互作不育系具有不同的恢保关系；萍乡显性核不育基因与质核互作不育基因是独立发生的，当质核互作不育系中细胞质和细胞核的隐性不育基因一起作用时。