显性核不育小麦孤雌生殖诱导方法的研究

在大田和隔离区条件下，以太谷核不育小麦和”矮败”小麦为材料，用５００ｍｇＬ－１ＣＰＸ＋１００ｍｇＬ－１ＫＴ＋２％ＤＭＳＯ诱导不育株孤雌生殖。试验结果表明，不同施药方法的诱导效果存在差异，注射妤于喷施。剪颖后用药剂处理和药剂处理后套袋均能提高诱导效果。药剂处理时间以晚上７时后效果最佳。太谷核不育小麦和“矮败”小麦的最佳用药处理次数各异。     

普通小麦T型、E型细胞质不育系和太谷核不育系小孢子发育细胞形态学的比较观察

通过对小麦E型不育系和太谷核不育系花粉发育过程的观察,与过去对T型小麦不育系的观察加以比较,发现三种不育类型的小麦花粉败育过程大体相似,但三种不育类型也存在差异。用细胞化学方法对E型不育系及其保持系花粉细胞的细胞色素氧化酶的分布和活性进行了初步观察,结果发现不育系比保持系酶活性低,酶颗粒少。用I—IK对E型不育系及其保持系花粉进行染色,发现保持系花粉染成深蓝色,淀粉颗粒多,不育系花粉呈棕红色,几乎无淀粉颗粒。     

2017年中国农业科学热点回眸

 2017年,中国农业科学领域取得进一步发展,在作物分子育种、种质资源、植物保护与病虫害防治、动物遗传育种、畜禽疾病防治、园艺科学、分子生物技术、耕作栽培与农业机械化、农产品加工及储藏、农业环境与可持续发展等领域,涌现了一大批新成果和新技术,科技创新能力显著提高,农业科技成果转化逐步加快。本文对2017年中国在水稻分子设计育种、国家级小麦太谷核不育基因克隆、牛羊等畜禽育种、口蹄疫和禽流感等疾病防治、番茄风味解析、遗传转化和DNA测序技术、机械化种植管理和加工、马铃薯加工技术等领域取得的重要成果做一简要盘点。     

在全球率先试种“杂交小麦”

1 项目背景 谈及北京市自然科学基金,赵昌平难掩感激之情.赵昌平刚刚开始从事杂交小麦研究时就得到了北京市自然科学基金的资助.1995年以来,赵昌平曾先后主持过北京市自然科学基金"二系杂交小麦的生物技术研究"、 "光温敏不育小麦生态生理及异交生物学特性研究"、 "小麦光温敏不育基因的标记定位和克隆"和"光温敏雄性不育小麦雄蕊细胞骨架结构与败育机理研究"等项目.现任北京杂交小麦工程技术研究中心主任、首席专家的赵昌平博士,多年来一直从事小麦科学研究,主要研究领域为小麦栽培理论与技术、小麦遗传育种、小麦分子生物学等.     

小麦太谷核不育F1轮选群体扬花期与株高的遗传控制

用同一太谷核不育（Tal）小麦的不育株TaIS65（共同遗传背景）为母本,同时与纯合矮秆、杂合矮秆、纯合高秆、杂合高秆的父本杂交,配制成4种不同的组合类型。对4个杂交组合的F₁群体的扬花期和株高遗传分析表明:在Tal轮选群体中,开放授粉随机互交的轮选结果,只能使杂种后代朝着高秆、晚熟的变异方向发展,这是由于Tal材料自身的生物学特点造成的。要提高Tal轮选改良的育种效率,必须选择控制父本的花粉来源,并采取人工控制杂交措施,才能有效地克服由Tal材料自身的生物学特点带来的不利影响,实现各种有利基因型间充分的杂交重组。     

太谷核不育小麦花药绒毡层细胞发育和退化过程的亚显微结构

本文对太谷核不育小麦可育株和不育株花药绒毡层细胞的发育和退化情况进行了电子显微镜的系统观察,主要结果如下: 1.太谷麦可育株花药绒毡层细胞发育过程中亚显微结构的变化,主要表现在液泡系与内质网的动态方面。一种“类似自体吞噬泡”结构的形成,可能与绒毡层的解体直接有关。当药室腔内形成四分体和早期小孢子时,绒毡层的发育似乎达到“成熟”阶段,其结构表现最为复杂、多样。在小孢子发育后期,绒毡层细胞开始转向退化。同一药室中各绒毡层细胞转向退化的时间,先后有所不同。 2.太谷麦不育株花药绒毡层细胞的发育进程和亚显微结构与可育株有明显的不同。当药室腔内花粉母细胞进入减数分裂前期Ⅰ时,不育株绒毡层细胞表现了某些退化细胞的特征,包括自体吞噬泡的形成、亲锇颗粒的出现和液泡化程度的增强等。以后,绒毡层细胞在不同的时间,以不同的形式解体。     

一个新质源大麦核质互作雄性不育系96f7A的选育及其遗传研究

报道了大麦核质互作型雄性不育系96f7A的选育过程及其形态特征和主要农艺性状,并研究了其雄性不育性状的遗传。结果表明,96f7A为二棱皮大麦,开颖开花,花药瘦小,不开裂,不散粉,不育彻底,农艺性状较好,其不育性状受1对隐性基因控制。该不育系的不育细胞质来自四川大麦地方品种,核不育基因由核品种的核可育基因天然隐性突变产生。     

大白菜细胞核雄性不育基因向小白菜中转育的研究

以大白菜核基因雄性不育材料为不育源,根据细胞核复等位基因遗传假说,采用有性杂交方法,将大白菜核不育复等位基因转入小白菜获得了成功,在国内外率先育成了不株率和不育度均为100％的小白菜核基因雄性不育系。提出了小白菜核基因雄性不育系转育遗传模式。     

不同细胞质雄性不育小麦中依赖钙／钙调素的蛋白激酶的SDS—PAGE电泳图谱分析

以几种新型细胞质雄性不育型小麦为材料，对分蘖期小麦叶片中的依赖钙/钙调素的蛋白激酶（Ca∧2 /CaM-PK）的SDS-PAGE电泳图谱进行了分析，实验结果表明，不育系与保持系的蛋白激酶酶带之间存在差别，并且不育系之间也有差别，说明不育细胞质对核基因的表达也有影响，这可能与雄性不育有关，而且不育材料中存在潜在优势，可用于选育具有更强优势组合的核质杂种。     

小麦异交群体连续歧化选择的遗传效应

利用太谷核不育基因构建的遗传变异丰富的基础群体DNS2，进行了连续五轮歧化选择。本文综合选择结果，研究株高等性状在连续歧化选择中的效应。农艺性状的数量分析结果表明，各选择性状进展基本上与预期选择方向相符，选择同时引起了群体间非选择性状的差异。综合分析表明，对增加株高、增加或降低小德密度的选择效应比较明显。对株高的二向选择引起了性状间相关程度的变化。     

小麦雌性不育基因的微卫星标记定位

以普通小麦新601×雌性不育小麦XND126的F2群体作为育性调查以及基因标记群体.通过对育性基因的分析,确定在此组合中雌性不育基因由1对主效基因控制;结合混合分组分析法(Bulk Segregant Analysis,BSA),首次对小麦雌性不育基因进行了SSR分子标记,通过对一千对微卫星引物的筛选,确定微卫星引物cfd36标记与主效基因连锁,遗传距离为20.2cM.     

利用回交群体对小麦雌性不育基因的SSR标记

对普通小麦新601、雌性不育材料XND126及其BC1群体的育性进行了观察.分析结果表明,此组合中雌性不育表现为1对隐性基因的遗传.结合集群分析(Bulked Segregant Anal-ysis,BSA)法在亲本间筛选了1 080对微卫星引物,并利用回交群体对小麦雌性不育基因进行了SSR分子标记,确定微卫星引物cfd36标记与雌性不育基因连锁,其遗传距离为13.0 cM.     

Discovery of mitochondrial chimeric-gene associated with cytoplasmic male sterility of HL-rice

The mitochondrial genome libraries of HL-type sterile line (A) and maintainer line (B) have been constructed. Mitochondrial gene, atp6 , was used to screen libraries, due to the different Southern and Northern blot results between sterile and maintainer line. Sequencing analysis of positive clones proved that there were two copies of atp6 gene in sterile line and only one in maintainer line. One copy of atp6in sterile line was same to that in maintainer line; the other showed different flanking sequence from the 49th nucleotide downstream of the termination codon of atp6 gene. A new chimeric gene, orfH79 , was found in the region. orfH79 had homology to mitochondrial gene coxⅡ and orfH79, and was special to HL-sterile cytoplasm.     

白菜型油菜核育性相关基因片段的克隆与序列分析

通过ＲＡＰＤ标记,所获得的与育性基因紧密连锁的基因片段进行克隆与序列分析,结果表明,该育性基因片段为与油菜小孢子发育早期ＢＰ４调控基因５８％同源,并含有一ＭＡＰＤＳ盒高度同源的保邓列。Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交结果表明该基因为单拷贝基因。     

Molecular tagging of a genic male-sterile gene in rice

The sterility of Pingxiang male-sterile rice (Pms), possibly derided from a spontaneous mutation in Pingxiang fertile rice (Pmf), was previously reported to be controlled by a single dominant nuclear gene. It can be restored to fertility either by a dominant epistatic gene or by higher temperature treatment at the early stage of inflorescence development. In order to tag the genic male-sterile gene, Pms, Pmf and Ce 64, a cytoplasmic male-sterile restoring line without the epistatic gene for Pms, were used to construct mapping populations. Two segregation populations, “(Pms/Ce 64) F1s (sterile plant)//Pmf ” F1 and “Pms//(Pmf/Ce 64) F1” F1, were simultaneously developed. Subsequently, the genic male- sterile gene was mapped between a simple sequence length polymorphism marker, RM228, and a restriction fragment length polymorphism marker, G2155, with distances of 14.9 and 2.6 cM, respectively. The tagged dominant genic male-sterile gene is temporarily designated Ms-p.     

分子标记辅助选育含有抗稻瘟病基因和软米基因两系不育系水稻新品系

以"浦软粳S"为转育亲本,利用分子标记辅助常规育种技术成功培育出含有Pi9,Pita,Pib和Pigm稻瘟病抗性基因及软米基因(Wx~(mq)),同时表现柱头外露率高的两系不育系水稻新品系"2179S"."2179S"不育系茎秆粗壮,矮杆大穗,株高为63.8 cm,柱头外露率平均为60%.研究结果为今后培育具有稻瘟病抗性的优质两系杂交水稻新组合提供不育系亲本.     

Mapping of the nuclear fertility restorer gene for HL cytoplasmic male sterility in rice using microsatellite markers

Bulked segregant analysis (BSA) of a BC, population derived from Congguang 41A//Miyang 23/Congguang 41B was used to map the nuclear fertility restorer gene for Honglian (HL) cytoplasmic male sterility. One hundred and fifty-nine microsatellite primer pairs were screened for polymorphisms between the parents and between two bulks representing fertile and sterile plants. One microsatellite marker RM258 produced polymorphic products. The nuclear fertility restorer gene for HL cytoplasmic male sterility was mapped on chromosome 10, 7.8cM from RM258. The restorer gene may be clustered on chromosome.     

Mapping the Nuclear Fertility Restorer Gene in Rice with Simple Sequence Length Polymorphism （SSLP）

Bulked segregant analysis (BSA) of a F2 population derived from D62A/Ruby B was used to map the nuclear fertility restorer gene for wild abortive (WA) cytoplasmic male sterility. Three hundred and ninety-seven microsatellite primer pairs which distributed on 12 chromosomes were screened for polymorphisms between the parents and between two bulks representing fertile and sterile plants. One microsatellite marker RM182 located on chromosome 7 produced polymorphic products. The nuclear fertility restorer gene for WA cytoplasmic male sterility was mapped on chromosome 7, 7.4cM from RM182.