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。     

甘蓝型油菜温敏不育系417S育性遗传及RAPD分析

通过对新选育的甘蓝型油菜高温敏感生态型不育系417S与30份中外品种(系)进行测交、杂交和回交,研究其温敏不育性的遗传特点.结果表明:(1)30份品种(系)可不同程度的恢复417S的育性,其中24个品种(系)可完全恢复417S育性,占所配组合的80.0%;5个品种(系)可高度恢复417S的不育性,占所配组合的17.2%.(2)自然条件下同一组合正反交F2群体育性分离结果不同,人工控温条件下不同组合F2分离群体中可育与不育呈现15∶1分离,回交群体中出现3∶1分离,表明417S温敏不育性受细胞质和2对隐性重叠核基因共同控制.(3)以417S与1521C构成的回交一代群体为试材,采用分离群体分组分析法(BSA法)对回交一代群体构成的不育集团和可育集团筛选育性基因的RAPD标记,从247个供试引物中筛选出2个引物BA392(5′-AGTCACTCCC-3′)、S113(5′-GACGCCACAC-3′)在不育群体和可育群体间扩增出多态性产物.经进一步对F2分离群体的单株检测,引物BA392扩增出了得到重复验证和可靠的多态性扩增产物,其产生的特异条带BA392-400bp与417S温敏雄性不育的恢复基因连锁,遗传图距为6.0cM,可作为417S温敏不育恢复基因的连锁标记.     

太古核不育小麦显性不育基因的染色体组测定

以太谷核不育小麦为母本与5个四倍体小麦种——硬粒小麦、波斯小麦、波兰小麦、埃及小麦、东方小麦为父本,进行杂交和回交。杂种F_1育性分离比例是:不育株与可育株为1:1,染色体构型为14Ⅱ+7Ⅰ。不育株的回交后代是随着回交次数的增加,分离出的不育株数逐次减少,可育株数逐次增多,极显著偏离1:1;BC_3不育株绝大多数染色体构型为14 Ⅱ+1 Ⅰ,带有一个单价体,BC_3可育株染色体构型为14Ⅱ。杂种F_1的可育株,其回交后代全是可育株,没有分离出1株不育株。以太谷核不育小麦为母本与3个六倍体小麦种—印度矮生小麦、瓦维洛夫小麦、密穗小麦为父本,进行杂交和回交,其后代育性分离比始终为1:1。测定结果表明:太谷核不育小麦的显性不育基因是在D组染色体的某个染色体上。因而这个基因不能直接导入不含有D组染色体的小麦种中去,如硬粒小麦。     

合成甘蓝型油菜中双隐性雄性核不育材料的发现及遗传规律分析

从甘蓝型油菜与白菜型油菜的种间杂交获得的甘蓝型油菜(Brassica napus)中发现了雄性不育单株,兄妹交株系和不育株与甘蓝型油菜常规杂交F1和F2株系的育性分离分析表明,该不育材料属于双隐性雄性核不育类型.利用育性分离株系的可育株自交和可育株与不育株间兄妹交等方法筛选出7个纯合可育株系,等位测验表明这7个纯合可育株系(B1～B7)中存在两种基因型:Ms1Ms1ms2ms2和ms1ms1Ms2MS2.该材料对油菜核不育基因定位和杂种优势利用研究有重要意义.     

离体条件下核不育水稻突变为细胞质雄性不育

来源于水稻无花粉型核不育系南广占的体细胞无性系典败变异株NT1 和NT2经过多代回交已经转成类似野败型的核质互作雄性不育系。NT1和NT2 的恢保关系与野败型的一致, 即野败型的恢复系和保持系同样可作 NT1和NT2 的恢复系和保持系, NT1现已回交10代, 不育性能稳定。     

离体条件下核不育水稻突变为细胞质雄性不育①

来源于水稻无花粉型核不育系南广占的体细胞无性系典败变异株NT1和NT2经过多代回交已经转成类似野败型的核质互作雄性不育系.NT1和NT2的恢保关系与野败型的一致,即野败型的恢复系和保持系同样可作NT1和NT2的恢复系和保持系,NT1现已回交10代,不育性能稳定.     

新型抗除草剂棉花不育系Yu98-8A1的培育及鉴定

通过连续回交,将抗除草剂基因EPSPS-G6转育花粉败育彻底（无微量花粉,不育度达100%）的棉花单基因隐性控制的核不育系Yu98-8A,进而培育成抗除草剂核不育系Yu98-8A1。对该转育不育系花冠表型测量观察表明,与同质系正常可育株比较,不育株花冠较小, 不育株子房直径略大于可育株,花柱长和花柱外露长度均明显高于同质系正常可育株,花柱头外露为其最显著的表型特征;显微观察显示,不育系Yu98-8A1小孢子败育主要是在四分体形成后的小孢子发育期。小孢子败育特征表现为花粉粒无内含物、无刺突产生,最后解体、退化。PCR分子鉴定表明,抗除草剂基因EPSPS-G6转育入Yu98-8A1,除草剂抗性试验表明,该转育不育系可抗质量百分比浓度达0.3%的草甘膦。该抗除草剂核不育系的培育在棉花杂种优势利用方面有重大利用价值。     

分子标记辅助选择改良水稻不育系臻达A及其杂交种的稻瘟病抗性

水稻抗稻瘟病基因Pi25是一个遗传传递能力强的广谱抗性基因。本研究以携带抗稻瘟病基因Pi25的BL27为抗源供体,与优质、配合力强、感稻瘟病的水稻保持系臻达B为受体亲本进行杂交、回交创制水稻抗病保持系新种质,再与臻达A测交和回交进行不育系转育,结合分子标记辅助选择和农艺性状筛选,获得3个抗性基因纯合、农艺性状和开花习性均与臻达A相似的改良不育系株系。利用福建省近年来致病性代表的22个稻瘟病菌株对3个改良不育系及其15个杂交种进行抗性鉴定,3个改良不育系的抗性频率为95.45%~100%,15个杂交种的抗性频率均达75%以上,而原始对照臻达A及其杂交种的抗性频率仅为54.55%和40.91%~63.64%。自然病圃诱发鉴定表明,3个改良不育系的叶瘟和穗颈瘟均为0级,表现高抗,而对照臻达A的叶瘟为5级,穗颈瘟为7级,表现感病;15个杂交种均表现良好的稻瘟病抗性。进一步分析比较15个杂交种的产量、农艺性状和稻米品质表现,结果表明臻达A-Pi25-3改良不育系的综合性状表现最优,继续回交转育,于2015年育成了稻瘟病抗性强、配合力好、群体整齐和性状稳定的不育系,命名为157A。研究表明,抗稻瘟病基因Pi25不仅在水稻不育系臻达A的遗传背景下的抗性表达完全,且在不同水稻恢复系测交种的背景下同样表现出较高水平的抗性,说明抗性基因Pi25对不育系稻瘟病改良的效果明显。创制的新不育系157A的稻瘟病抗性显著提高,还基本保留了原来不育系高配合力等优良特性,为选育高产、优质、抗病杂交稻新品种提供了不育系新种质。     

栽培稻杂种不育性的遗传研究：Ⅱ。F1花粉不育性的基因模式

Oka建立了台中65等基因F_1不育系,并把该试验的结果作为支持重复配子致死模式的证据。本研究利用台中65及其3个等基因F_1不育系分析了花粉育性的分离方式。试验结果符合单基因座孢子体-配子体互作模式,而不符合重复配子致死模式。假设在S-E2、S-E3和S-E5基因座上,台中65的基因型为,等基因F_1不育系E2的基因型为,等基因F_1不育系E4的基因型为,等基因F_1不育系E5的基因型为。在杂合株中,等位基因互作导致携带s~f基因的雄配子不完全败育。对采用与Oka不同的基因模式作了讨论。     

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。导致了其不育花粉败育的主要原因有：（1）绒毡层细胞表现为延迟解体,乌氏体不能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。     

水稻亚种间杂种是否存在雌性不育？

水稻亚种间杂种不育性是一种普遍现象,但其遗传基础复杂。目前在亚种间杂种不育遗传上,不同研究的结论不尽一致,即使对亚种间杂种不育性主要表现为雄性不育还是雌性不育也存在争论。本对证明水稻亚种间杂种存在和不存在雌性不育的研究进行了综述与分析。从中可以看出无论是认为水稻亚种间杂种不育性表现为雄性不育还是雌性不育的结论都有一定的片面性,尤其是Sano证明基因座S－5不存在的研究存在较大的缺陷。因此,水稻亚种间杂种雌雄配子败育对小穗育性影响的大小有待进一步研究。     

水稻温敏核不育突变体0A15-1的育性表现及遗传学研究

水稻细胞质型雄性不育系IR69700A的幼穗经离体培养,获得一个体细胞克隆突变体0A15-1。经短日照和低温处理表明,0A15-1具有在高温下不育和低温下转为可育的特性,是一例温敏不育突变体。花粉染色显示0A15-l属于典败型不育。通过与明恢63、优B和广陆矮等多个父本的杂交,其F2和BC1群体的育性分离比都揭示0A15-1的不育性状受一对隐性核基因控制,并且为孢子体型雄性不育。该新种质可以用于对相关温敏核不育基因进行分子标记及用于两系法生产杂交水稻。     

基因工程培育可恢复的植物雄性不育系的研究进展

植物雄性不育是植物杂种优势利用的资源, 具有重要的生产利用价值。植物雄性不育可从自然突变、人工诱变和远缘杂交中发现, 现在可通过细胞工程和基因工程等方法来创造。文章综述了利用基因工程方法制备雄性不育品系及其相应的育性恢复策略, 分为“单组分策略”和“双组分策略”。其中利用“单组分策略”制备的不育植株是条件型雄性不育(可逆转的雄性不育), 它能在特定的条件下实现雄性可育与不育的转换, 实践中可直接作为两用系(不育系和保持系)用于两系法杂交制种; “双组分策略”是利用基因互作和亲本杂交直接培育雄性不育系, 或利用基因互作原理分别研制不育系和恢复系, 用于三系法生产杂交种。文章分析了 “单组分策略”和“双组分策略”的基因工程方法培育雄性不育系及其相应育性恢复策略优缺点, 对以上两种技术路线在实际应用中的现状作了分析和展望。     

Characterization and mapping of a new male sterility mutant of anther advanced dehiscence （t） in rice

Anther dehiscence is very important for pollen maturation and release.The mutants of anther dehiscence in rice (Oryza sativa L.) arefew,and related research remains poor.A male sterility mutant of anther dehiscence in advance,add(t),has been found in Minghui 63 and its sterility is not sensitive to thermo-photo.To learn the character of sterilization and the function of the add(t) gene,the morphological and cytological studies on the anther and pollen,the ability of the pistil being fertilized,inheritance of the mutant,and mapping of add(t)gene have been conducted.The anther size is normal but the color is white in the mutant against the natural yellow in the wild-type.The pollen is malformed,unstained,and small in the KI-I2 solution.The anther dehiscence is in advance at the bicellular pollen stage.A crossing test indicated that the grain setting ratio of the add(t) is significantly lower than that of the CMS line 2085A.The ability of the pistil being fertilized is most probably decreased by the add(t) gene.The male sterility is controlled by a single recessive gene of add(t).This gene is mapped between the markers of R02004 (InDel) and RM300 (SSR) on chromosome 2,and the genetic distance from the add(t) gene to these markers is 0.78 cM and 4.66 cM,respectively.     

光,温敏不育水稻雄性败育的细胞学研究

在长日季节里,安农S—1在28.1℃条件下,衡农S—1在29.2℃条件下可见到部分异常二分体和异常四分体等不正常减数分裂现象,但雄性败育主要发生在单核花粉期;在日均温32.4℃条件下,两个不育系的花粉母细胞解体成为无花粉型不育。农垦58S的花粉败育主要发生在单核靠边期,在部分花粉囊中可见到花粉与原生质形成的原生质花粉团。无论在上述什么温度条件下没有发现农垦58S花粉母细胞解体的无花粉不育现象。     

Molecular Control of Male Reproductive Development and Pollen Fertility in Rice

Anther development and male fertility are essential biological processes for flowering plants and are important for crop seed production. Genetic manipulation of male fertility/sterility is critical for crop hybrid breeding. Rice (Oryza sativa L.) male sterility phenotypes, including genic male sterility, hybrid male sterility, and cytoplasmic male sterility, are generally caused by mutations of fertility‐related genes, by incompatible interactions between divergent allelic or non‐allelic genes, or by genetic incompatibilities between cytoplasmic and nuclear genomes. Here, we review the recent advances in the molecular basis of anther development and male fertility‐sterility conversion in specific genetic backgrounds, and the interactions with certain environmental factors. The highlighted findings in this review have significant implications in both basic studies and rice genetic improvement. [ Yao‐Guang Liu (Corresponding author)]     

温光敏核不育水稻N28S 无花粉败育的显微结构观察

采用石蜡切片和荧光显微技术观察了温光敏核不育水稻N28S 无花粉败育过程中的显微结构变化, 结果显示: N28S 的小孢子母细胞形成后细胞质变得稀薄, 一部分不能进行减数分裂, 一部分减数分裂阻滞在细线期或胞质分裂异常, 最终所有细胞液泡化解体消失。在此过程中, 还观察到小孢子母细胞在细线期胼胝质壁不产生或提早消失, 以及小孢子发育后期花药壁绒毡层的异常解体。认为N28S 的无花粉败育是由小孢子母细胞的细胞质异常引起的, 胼胝质壁和绒毡层的异常是结果而不是原因。     

青花菜两类雄性不育系主要农艺性状的研究

通过对青花菜显性细胞核雄性不育系(DGMS)、改良的萝卜细胞质雄性不育系(Ogura CMS)和由其与相同父本配制的F1杂交种植株的主要农艺性状的生长趋势和花球相关性状的研究,明确两类雄性不育系的应用价值,为青花菜两类雄性不育系的选育和利用及新品种的选育提供理论依据。本研究以结球甘蓝中的显性细胞核雄性不育材料DGMS 79-399-3和改良的细胞质雄性不育材料Ogura CMSR3629为原始不育源,利用优良的青花菜自交系8554和93219为转育父本,通过回交和杂交的方法获得的青花菜高代(n≥9代)两类雄性不育系和由不育系与相同父本配制的F1为试材,采取定期观测整个生长期内植株主要农艺性状和绘制生长曲线相结合的方法,系统地研究了植株的主要农艺性状的生长趋势和花球相关性状。结果表明,相同遗传背景下,保持系、DGMS、Ogura CMS及由不育系与相同父本配制的F1在株幅、株高、外叶长和外叶数方面的生长趋势基本一致,其中株幅、株高、外叶长,总体上表现出前期增长速度较快,之后变慢,最后趋于平缓或略呈下降的趋势;外叶数均表现出先增加后减少的趋势;侧枝数目因年份和遗传背景不同而异。由相同保持系获得的两类不育系的显球时间、采收时间基本相同,由其配制的F1显球和采收时间相同,花球产量因遗传背景的不同而异,花球外观品质性状表现一致。由DGMS和改良的Ogura CMS两类不育源转育的青花菜雄性不育系表现优良,该两类雄性不育源在青花菜杂交育种中具有重要的应用价值。     

The relationship between a nuclear restorer gene and the nuclear gene for male sterility in Petunia

Summary This paper describes the relationship between the restorer gene and the gene for male sterility in the background of normal cytoplasm. We combined these two traits by crosses in one plant, thus making genetic analysis possible. Two main conclusions can be drawn: 1. The restorer gene and the gene for male sterility are located at different loci which segregate independently one from the other. 2. The Rf allele does not affect the expression of the e allele.Contribution from the Department of Plant Genetics and Breeding, Agricultural Research Organization, The Volcani Center, Bet Dagan, Israel. 1983 series, No. 779 E     

水稻雄性不育突变体D63的育性基因遗传分析与精细定位

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理籼稻品种冈46B获得雄性不育突变体D63,并对该突变体进行表型鉴定、遗传分析和基因定位。结果显示D63突变体花药瘦小呈乳白色,花药内完全无花粉粒,属于无花粉型雄性不育。与野生型亲本冈46B相比,D63突变体成熟期株高降低了13.7%,穗伸出度减少了266.7%,自交结实率为0,其他农艺性状无显著差异。遗传分析表明该不育性状受1对隐性核基因控制,该突变基因定位于第2号染色体长臂靠近着丝粒区域In Del标记J2和J4之间,与J2和J4的遗传距离分别为0.2 c M和0.1 c M,该定位区间的物理距离为105.8 kb。候选基因分析结果表明,D63突变体在编码分泌性成束糖蛋白基因LOC_Os02g28970编码区第1580位碱基A突变为C,使编码蛋白的氨基酸序列第527位组氨酸(His)突变为脯氨酸(Pro)。D63突变体与已报道的mtr1突变体表型上不同之处主要是后者花药含有败育花粉粒,二者表型上的差异可能是由于LOC_Os02g28970基因序列突变位点不同,以及它们分别属于籼、粳亚种2个不同遗传背景所致。