无花粉型水稻温敏核不育系籼S的育性表现与细胞学观察

温敏核不育水稻籼S是从优质常规稻籼黄占自然突变而来的一个无花粉型光温敏核不育种质资源。在广州(23°08′N)自然条件下,一年中具有明显的“可育-不育-可育”的育性转换,5月初至10月底为稳定不育期。在人控光温条件下,低温诱导其由不育转为可育需要较长的持续时间,日均温21℃需7d以上,23.5℃需15d以上。细胞学观察表明其无花粉败育主要是由减数分裂时期的异常引起的,表现为小孢子母细胞粘连与液泡化、减数分裂受阻于前期Ⅰ的细线期、进行无丝分裂与异常的胞质分裂,始终没有正常四分体的形成,而是产生大小不同、核数不等的异常细胞,并最终解体消失。其花粉败育特点不同于以往研究过的光温敏核不育水稻,具有花粉败育时期早而败育彻底的特点。     

两个籼型水稻核不育系育性温光反应的研究

在杭州男单通过分期播种,比较了两个籼稻光温敏核不育系的育性及其转换特性。结果表明,光照长度对浙大247S和培矮64S两不育系育性表达的影响小,温度起主导作用,均属温敏型不育系,且日最低温度对不育系育性效应显著高于日平均温度和日最高温度。不育系浙大247S和培矮64S的温度敏感期分析是抽穗前3-18和6-21d,育性转换的临界日期为9月19日和9月25日,转换临界温度为25.28和25.66℃,与培矮64S相比,浙大247S不育期败育较彻底,可育期较长且自交结实率高,在杭州田间可以繁种。     

低温敏核不育水稻go543S育性对温、光的反应

以新型光温敏核不育（PTGMS,Photo-thermo sensitive genic male sterile)水稻go543S为材料,通过自然生态条件下和人工温、光处理条件下的育性观察,对其育性转换与温度和光周期的关系进行了研究。结果表明：go543S育性主要受温度控制,表现为低温条件下不育,高温条件下可育,育性转换的不育临界温度值为29．5℃,对温度传感的部位是幼穗,敏感时期为花粉母细胞形成致减数分裂,对应的剑叶叶枕距变化范围为－12．2－＋0．7cm;育性敏感期在人工恒温28．0℃条件下,无论长日（14－16h）或短日（10－12h）处理均表现不育,其不育性不受光周期影响,在人工恒温31.5℃条件下,无论长日还是短日处理均表现可育,但短日可明显提高其可育性。     

光温敏雄性不育水稻不育临界温度性状的遗传分析

光温敏不育系不育临界温度性状的稳定非常困难,其根本原因在于对这一性状的遗传模式缺乏了解。从粳型光敏不育系N5088S中分离出仅存在临界温度差异的H5088S株系,以两者为亲本,构建了包括正反交、回交及F2分离群体在内的7世代群体。将每粒谷苗一分为四而形成基因型构成相同的4套材料,每套材料进行不同温度处理,以花粉育性为指标采用IECM算法进行遗传分析。结果表明：四种温度条件下,正、反交F1育性差异不明显,表现低临界温度特性;F2在不同温度下育性分离比例不同,23.5℃处理下低临界温度对高临界温度为显性;不育临界温度符合两对主效基因和微效基因共同作用的混合遗传模型,主效基因的遗传力为80％-97％。     

光敏核不育水稻育性转换的光温生态

光敏核不育水稻的花粉育性,可依种植地区与种植季节而变化。同一品系既可用作不育系而制杂交稻种子,又可自交繁殖而省去保持系。为水稻杂种优势利用改“三系法”为“二系法”开辟了新途径。光敏核不育材料育性可转换是该材料的宝贵之处。同时,这种可转换特性,特别是温度参预育性转换的调控引起的育性波动,给生产利用带来了一定困难。这种困难同其他科学研究中所遇到的困难一样,有待于进一步研究,加以     

温敏核不育系株1S育性感光感温特性及繁殖条件研究

在育性敏感期,株1S经22℃处理5d、23℃处理10d仍稳定不育,是目前温敏核不育系中临界不育温度最低、对短期低温最钝感的不育系.对冷水灌溉繁殖该不育系的适宜条件研究表明,适宜的水温为20.5℃,开始冷水灌溉的时期为雌雄蕊形成期,历期为18d,冷水深度变幅为3-18cm,随着幼穗的发育和伸长需逐渐增加其冷水深度.     

温度对温敏核雄性不育水稻花粉育性与花药蛋白质的影响

温度对温敏不育水稻二九青Ｓ花粉育性的影响极为明显,在３０℃高温下,其花粉接近全不育;２０℃低温下花粉不育度亦高,但不及３０℃高温下显著。与原种二九青相比,高低温均使二九青Ｓ花药可溶性蛋白质含量明显增加,低温下更为显著;蛋白质ＳＤＳ－ＰＡＧＥ图谱表明经３０℃处理的二九青Ｓ花药蛋白质组分比原种二九青少了３条谱带。安农Ｓ－１在高温下花药中无花粉发育;而花药可溶性蛋白质含量高于适温（２５℃）下;ＳＤＳ－Ｐ     

萍乡显性核不育水稻育性相关基因的定位和遗传分析

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”。     

光敏核不育水稻幼穗的乙烯生成与育性转换

研究了在不同光温组合下光敏核不育水稻（ＰＧＭＲ）农垦５８５（ＮＫ５８Ｓ）及普通水稻品种农垦５８（ＮＫ５８Ｂ）的幼穗乙烯生物合成变化及其与育性表达的关系。结果表明ＮＫ５８Ｓ幼穗乙烯生成受光周期和温度的共同调节,而光周期对ＮＫ５８Ｂ幼穗乙烯生成无明显影响。ＮＫ５８Ｓ幼穗乙烯生成的变化与育性转换光温作用模式完全吻合。其幼穗乙烯释放速率（ＥＲＲ）与花粉可育度（ｌｎｙ）呈极显著负相关。用ＡＶＧ抑制乙烯生成可使ＮＫ５８Ｓ（ＬＤ）不育性明显逆转,而用ＡＣＣ促进乙烯生成又可急剧降低ＮＫ５８Ｓ（ＳＤ）的可育水平。表明幼穗乙烯生成与ＰＧＭＲ育性表达密切相关,乙烯参与育性转换的调控并可能起着重要作用。     

温敏核不育水稻穗颈节间的SSH特异表达

‘长选3S’是由‘培矮64S’通过辐射诱变选育出的长穗颈温敏核不育水稻．以‘K选3s’二核花粉期穗颈节问作为目标群体,‘培矮64S’二核花粉期穗颈节间作为对照群体,进行抑制差减杂交,川经过‘培矮64S’cDNA差减的‘长选3S’cDNA构建了一个含有大约130个独立克隆的差减文库;采用差减前的‘培矮64S’cDNA和‘长选3S’cDNA以及正向／反向差减杂交后的cDNA为模板标记探针,对随机挑取的96个承组质粒进行羞示筛选,获得了20个阳性候选克隆。从这些阳性候选克隆中随机挑取了8个进行Northern blot分析．证实其巾中1个候选克隆代表了在‘长选3S’穗颈节间中特异表达的基因．序列分析和同源性比较表明它与信号传导有关。这一在‘长选3S’穗颈节间特异表达的cDNA片段有助于进一步揭示其穗颈节间伸长的分子机制．并为水稻不育系的遗传改良提供有用的素材。     

温度对温敏核雄性不育水稻花粉育性与花药蛋白质的影响

温度对温敏不育水稻二九青Ｓ花粉育性的影响极为明显,在３０℃高温下,其花粉接近全不育;２０℃低温下花粉不育度亦高,但不及３０℃高温下显著。与原种二九青相比,高低温均使二九青Ｓ花药可溶性蛋白质含量明显增加,低温下更为显著;蛋白质ＳＤＳＰＡＧＥ图谱表明经３０℃处理的二九青Ｓ花药蛋白质组分比原种二九青少了３条谱带。安农Ｓ－１在高温下花药中无花粉发育;而花药可溶性蛋白质含量高于造温（２５℃）下;ＳＤＳＰＡＧＥ蛋白质图谱也表明高温下少１条谱带。     

Relationship Between Male Fertility and Endogenous Phytohormones in Photoperiod-Sensitive Genic Male-Sterile Rice

A spontaneous male sterile rice plant (Oryza sativa L. cv. Nongken 58S) "Photoperiod-sensitive Genic Male-sterile Rice has been found to be male sterile under long day cycles (LD) and fertile in short day cycles (SD). The period from secondary rachis-branch and spikelet primodia to pollen mother cell formation in the process of panical development was the photoperiod-sensitive stage for fertility alternation. The phenotype of this mutant was reported to be controlled by two pairs of recessive alleles. The research on relationship between the fertility alternation and phytohormone action in this mutant have been performed by Chinese scientists since 1985. In order to study the mechanism of fertility alternation in Nongken 58S, endogenous IAA, ABA, GA1 and GA4 in apical leaves and reproductive organs in different development stages under LD and SD conditions have been quantiatvely and qualitatively identified by GC-MS-SIM method. It was found that endogenous IAA in apical leaves at the stage of pistil and stamen primodia formation and in panicles at pollen mother cell stage of Nongken 58S with LD condition was deficient comparing with those in SD. Endogenous ABA level in panicles at pollen mother cell stage, in spikelets at uninucleate stage and in anthers at anthesis stage of Nongken 58S-LD were lower than those in SD. ABA levels in corresponding organs and developmental stages of wild type of rice, "Nongken 58" were always higher in LD treatment than those in SD. Endogenous IAA, GA1 and GA4 levels in anthers at anthesis stasge of "Nongken 58"-LD were increased obviously. Thus it appeared that "Nongken 58" possess stronger resistance to LD stress than Nongken 58S. It is concluded that IAA deficiency of reproductive organs at early developmental stage, ABA decrease implying poor resistance to LD stress and reduction of GAs in late developmental stages were the factors causing the anther sterility in Nongken 58S-LD.     

Characterization of Fertility Alteration in 8 Environment-sensitive Genic Male-sterile Lines of indica Rice

Eight indica (Oryza sativa L.) environment-sensitive genic male-sterile (EGMS) lines, 2-2S, K1405S, F131S, 2136S, Pei-Ai 64S, 1290S, GD-1S and N17S, were sequentially seeded with 10-15 d interval at three sites, Wuhan in 1997, Guiyang in 1997 and Sanya in 1997 and 1998, China. The results of investigations on self-sterilities showed that all of eight EGMS lines had stable sterile periods of longer than 30 d at Wuhan. They can be used for seed production of two-line hybrid rice, but can not reproduce themselves. Their stable sterile periods were shorter than 30 d at Guiyang, they can reproduce themselves and can not be used for hybrid seed production. In Sanya, their stable sterile periods were longer than 150 d, all of eight lines can be used for seed production in summer and autumn and reproduce themselves in winter. The fertility of all eight lines were sensitive to temperature. The sensitive stages, sensitive duration and critical point of temperatures (CPT) of fertility alteration in various lines were different. The sensitive stages of 2-2S and K1405S were from 18 d to 9 d before heading, the sensitive durations were 7-10 d and the CPTs were 23.7-24.5 ℃. The sensitive stage, sensitive duration and CPT of F131S were from 17 to 5 d before heading, 13 d and 24.3-24.7 ℃, respectively. The sensitive stage, sensitive duration and CPT of 2136S were from 18 to 12 d before heading, 7 d and 24.6-25.1 ℃, respectively. The sensitive stages, sensitive durations of Pei-Ai 64S, 1290S, N17S and GD-1S were from 24 to 13 d before heading and 10-13 d. And their CPTs were 24.6-25.1 ℃, 25.5-26.2 ℃, 25.4-26.1 ℃, and 24.1-24.7 ℃, respectively.     

8个籼型水稻环境敏感核不育系的育性转换特性研究

在武汉、贵阳（1997年）和三亚（1997－1998年）3个生态点,对8个籼型水稻（Oryza Sativa L.ssp.indica）环境敏感核不育系（2－2S、K1405S、F131S、2136S、Pei-Ai64S、1290S、GD－1S和N17S）进行分期播种试验,每期相隔10－15d,考察自交不育度的动态变化,结果表明,8个不育系在武汉的稳定不育期均长于30d,在遗阳的稳定不育期均短于30d,在三亚的稳定不育期均长于150d。8个不育系的育性表达均表现对温度敏感,但不同的不育系育性转换的敏感时期、敏感敏感期的长短和临界温度是不同的。2－2S和K1405S的敏感时期位于抽穗前的第18天至第9天,敏感期为7－10d,育性转换的临界温度为23.7－24.5℃。F131S的敏感时期位于抽穗前的第17天至第5天,敏感期为13d,育性转换的临界温度为24.3-24.7℃。2136S的敏感时期位于抽穗前的第24天至第11天,敏感期为7－13d,育性转换的临界温度分别为24.3-24.7℃、25.5-26.2℃、25.4-26.1℃和24.1-24.7℃。     

试论光(温)敏核不育水稻异质性的遗传基础

试论光（温）敏核不育水稻异质性的遗传基础杨金水（复旦大学遗传学研究所,上海２００４３３）ＧｅｎｅｔｉｃＢａｓｉｓｏｆＨｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙｏｆＰｈｏｔｏｐｅｒｉｏｄＳｅｎｓｉｔｉｖｅｏｒＴｈｅｒｍｏ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅＧｅｎｉｃＭａｌｅＳｔｅｒｉ...     

雄性核不育水稻矮秆突变体突变分子机制的初步研究

以株-1S、SV1S、SV14S为研究材料,分析这3种材料的胚乳α-淀粉酶活性、第二叶鞘及节间长度对赤霉素(GA3)反应,结果表明来源于株-IS的SVIS、SV14S突变体的矮化变异与赤霉素信号传导途径无明显关系．此外,通过3种材料的基因组DNA和线粒体DNA的RAPD分析,发现矮秆突变体株系的基因组DNA和线粒体DNA都存在一定的变化,从而在DNA分子水平上进一步证实了SV1S和SV14S突变体的遗传突变．其突变的生理机制与赤霉素信号传导途径无明显关系,很可能与赤霉素生物合成途径有关．     

籼型光敏核不育水稻育性可转换性的基因定位和基因互作研究

本研究以来源于农垦58S的籼型光敏核不育系培矮64S(短日条件下育性难转换)和8902S(短日条件下育性易转换)及其F１、F２群体为材料,通过短日不同光温和不同生态条件4种处理,利用RFLP分子标记研究了影响光敏核不育水稻在短日条件下的育性可转换性的遗传、基因定位和基因互作,主要结果表明：影响光敏核不育水稻的育性可转换性表现为微效基因的作用,定位了7个控制光敏核不育水稻的育性可转换性QTL,即S2、S3a、S3b、S5、S8和S10。揭示了基因互作真实存在于光敏核不育水稻中,基因互作形式和互作类型对光敏核不育水稻的育性可转换性的影响表现多种多样,不同类型的基因互作所解释的遗传变异处于2.15%～10.07%之间。