小麦雄性不育基因的鉴定和杂种优势利用

雄性不育是杂种优势利用的重要性状.作物雄性不育基因的鉴定加深了人们对花药和花粉发育分子机理的认知,并使许多基于生物技术的雄性不育系统在作物杂交育种中的开发和有效利用成为可能.与水稻、玉米等作物相比,由于基因组相对复杂,小麦雄性不育基因的研究进展较为滞后,仅有部分基因被定位或克隆.同时,小麦作为主要的粮食作物,目前仍未实现杂交种规模生产和杂种优势的大面积利用,加速小麦杂交种生产和杂种优势利用研究对保障国家粮食安全具有重要意义.本文总结了近年来小麦雄性不育基因的鉴定,以及其在杂交种生产中的应用研究情况,并对新一代小麦杂交种生产技术研究中存在的问题进行了探讨,为后续麦类作物雄性不育基因的进一步研究与利用提供参考.     

嵌合的核糖核酸酶基因诱导植物雄性不育

构建能转化烟草和油菜并得以表达的嵌合核糖核酸酶基因,这种基因在花药中的表达能有选择地破坏包围花粉囊的毡绒层细胞,从而阻止了花粉形成而导致雄性不育。这些核雄性不育基因的表达应有助于获得更多各类作物的杂交种子。     

细胞融合研究的回顾与前瞻

高等植物花粉母细胞间染色质从一个细胞通过胞间连丝通道转移到相邻细胞中的现象,首次被K(?)rnike(1901)在番红花中发现,但他认为这种现象是花药在固定时出现的不正常生理条件引起的。其后,这一现象陆续被许多人在不同植物中观察到,认为是正常现象。Gates(1911)并称这个过程为细胞融合(Cytomixis),一直沿用到现在。不幸的是这种现象出现的后果与当时流行的遗传、生活史和染色体个体性等观点相抵触,于是到了二十年     

提高农作物氮肥利用效率的关键基因发掘与应用

在农业生产中,大量施用氮肥是农作物增产的重要措施之一.在长达半个多世纪的农作物育种史上一直占据主导地位的"绿色革命"半矮化品种具有耐高肥、抗倒伏和高产的优良特性,但同时也存在氮肥利用效率(nitrogen use efficiency, NUE)低的局限性,其高产量对于高水肥投入的依赖性很大.因此,为了提高农作物产量,不得不大量施用氮肥.但是,持续大量的氮肥投入不仅增加了种植成本,还导致了日益严重的环境污染问题.面临粮食安全和生态安全的双重挑战,协同提升农作物NUE和产量已成为可持续农业发展的唯一出路.结合我国粮食安全和农业可持续发展的迫切需求,本研究团队在植物生长发育与氮素代谢协同作用机制的研究以及氮肥高效利用的新种质培育方面取得了突破性进展.这项研究为"少投入、多产出、保护环境"的农作物设计育种提供了理论依据和技术支撑.本文简单介绍近年来NUE相关研究进展以及本研究团队在GRF4-DELLA分子模块协同调控农作物NUE和产量方面的新发现,并对该领域的未来研究方向提出几点展望.     

节节麦细胞质小麦隐性基因控制雄性不育材料的研究

为了使小麦杂种优势利用的研究取得突破性的进展,非常需要寻找新的雄性不育细胞质来源。有人推测以节节麦(Aegilops squarrosa)细胞质为基础,培育不育系的生产杂交小麦新体系,可能是较为理想的。然而,因为节节麦-小麦核质杂种都是可育的,虽然通过诱变处理得到个别雄性不育突变体,但至今还没有得到理想的隐性基因控制雄性不育材料。     

脑能量代谢研究的回顾与前瞻

不同于植物利用光合作用直接将太阳能转化为生物能,人和动物是通过体内的氧化作用将摄取的糖、脂肪、蛋白质等营养素分解,同时释放、转移和利用其中储存的能量,这一过程称为能量代谢.     

对植物雄性不育的研究

当“粮棉油雄性不育杂种优势的基础研究”被列为国家基础性研究重大关键项目时,这个研究项目的具体内容和重要背景,以及我国科学工作者在这个研究项目上已经取得的成果,自然是人们想要知道的。     

红莲型细胞质雄性不育线粒体相关嵌合基因的发现

以水稻红莲型（HL）粤泰细胞质雄性不育系A和保持系B及杂种一代F1为研究材料，以在DNA和RNA水平均存在差异的atp6基因为探针，筛选A和B的线粒体基因组文库，找到了与红莲型细胞质雄性不育相关的嵌合基因orfH79。该基因位于atp6基因的下游，由coxI的部分编码序列以及一段未知来源的序列构成。PCR和Southern分析均证实了orfh79不育胞质线粒体的特异性。     

人类蛋白质组研究的前瞻与反思

自1995年蛋白质组概念的提出,至今已13年,人类蛋白质组组织(HUPO)成立也7年.蛋白质组研究已是生命科学中"热点中的热点".而一项更雄心勃勃的人类蛋白质组计划正在酝酿中.     

分类学的回顾与前瞻

分类学是一门基础科学,地球上生物纷纭万状,必须对它们的种类详加鉴别,才能认识自然、利用自然和改造自然,为人类生活谋福利,所以没有分类学,其他学科就难以着手研究,无论形态学、生理学、生态学、毒理学、医学、农业科学,都需要首先弄清物种,才能作进一步的研究。近代有人主张把生物学归     

生物技术回眸与前瞻

在分子水平上复制生命不愧为一项史无前例的创举,不过美国进化生物学家奈尔斯·埃尔德雷奇（Ndeeq）认为,如今的生物技术革命可以追溯到10000年前人类从狩猎采集野果谋生到走出当地生态区开始拓荒种植农作物的时代。他论述说：'"遗传工程可能会在未来引起轩然大波,而眼下科学家普遍认为它处于复杂多元化社会体系核心地位,苦其崛起朝有利方面发展,那么我们人类将继续受益这种文明进步带来的成果。"在埃尔德雷奇看来,当今人类与那些早期农业民族都崇尚一个共同信仰,即人类注定要摆脱自然界约束并设法征服它。然而生物技术的前景还潜在…     

茎瘤芥胞质雄性不育性与线粒体T基因选择性剪接有关

本研究从茎瘤芥胞质雄性不育（cytoplasmic male sterile, CMS）系线粒体cDNA中扩增获得了CMS相关T基因的两个不同转录本，分别命名为T1170和T1243．序列分析表明其中T1243是一个保留了内含子的转录本，该内含子具备Ⅱ型内含子基本特征．这两个转录本是T基因选择性剪接的产物．RT-PCR分析表明，在苗期，T基因转录水平的表达以T1170转录本为主；随着发育时期变化，该转录本表达逐渐减少，而另一个转录本T1243表达丰度增加；到盛花期，该基因的表达以后者为主．Northern杂交验证了这一结果．推断茎瘤芥胞质雄性不育性和T基因转录后选择性剪接有关．     

棉花胞质雄性不育育性恢复基因的RAPD-PCR标记筛选

棉花具有十分明显的杂种优势,利用棉花杂种优势已成为一种提高产量、品质和抗病性的有效途径。目前国内外都十分关注棉花胞质雄性不育系的研究和利用。60年代以来,Meyer等人先后培育了具有异常棉(G.anomalum)、亚洲棉(G.arboreum)、哈克尼西棉(G.harknessii)胞质雄性不育系,并实现了三系配套。印度用哈克尼西棉胞质不育系筛选出杂种棉组合MECH4在生产上利用。最近Stewart(1992),贾占昌(1990),周世象(1992,私人通讯)也分别选育出了三裂棉(G,trilobum)、陆地棉、海岛棉(G.barbadense)胞质不育系。它们的利用价值尚待进一步研究。南京农业大学棉花遗传育种室对我国现有的3种棉花细胞质雄性不育系进行了多学科的理论研究。鉴于目前国内外现有的不育系、恢复系的产量都比较低,不易选育出高产的胞质雄性不育杂种棉这一现状,从90年代初也开始了大规模的不育系、恢复系回交转育工作。为了提高恢复系选育的效率,更是为了筛选步移克隆Rf基因分子探针,我们开展了我国棉花104-7A胞质雄性不育育性恢复基因RAPD-PCR标记的筛选研究。本文是棉花重要农艺性状分子标记(RFLP或RAPD-PCR)筛选成功的首次报道。     

香料化学的回顾与前瞻

一历史的回顾早在十九世纪初期有机化学创始的年代里,化学家们对天然有香物质已经进行了初步的探讨。法国化学家杜马(J.B.Dumas)研究了精油中的香成分,并在1833年确定了樟脑、茴脑和龙脑的实验式,可以说是天     

利用微卫星标记定位水稻红莲型细胞质雄性不育恢复基因

以 (丛广 41A×密阳 2 3)×丛广 41B回交群体为基因定位群体 ,采用群分法 ,对红莲型细胞质雄性不育恢复基因进行了定位 .在 1 5 9对微卫星引物中 ,微卫星标记RM2 5 8与红莲型细胞质雄性不育恢复基因连锁 ,从而将该基因定位于水稻第 1 0染色体上 ,距RM2 5 8约 7.8cM ,恢复基因在染色体上可能是成簇分布的     

高等植物细胞质雄性不育的核质关系研究

据Edwardson 1970年统计:已在80多种高等植物中发现了具有细胞质遗传的雄性不育品系,细胞质遗传的雄性不育系大都可通过核置换回交育成.由于核质代换系因核质关系改变后产生的一系列异常的遗传效应,尤其是其雄性不育特性在生产上有应用的可能性,引起各国学者的关注并因此对细胞质遗传的雄性不育的遗传现象进行了细胞学、遗传学的研究.研究结果为探索高等植物细胞质在进化中的作用提供了可能性和依据.     

细胞质雄性不育与叶绿体DNA含量

早在五十年代,琼斯(Jones)曾提出:细胞质雄性不育(下简称cms)现象是由于决定育性的隐性核因子与变异的细胞质因子相互作用的结果.后来许多科学家开始寻找这种变异的细胞质因子.经过许多年以后,线粒体基因组与cms关系已经得到了大量确证的资料.但是叶绿体基因组与cms的关系虽有少量资料,但至今仍未明确.     

化学合成与农作物增产

大约在一万多年前，人类开始探求稳定获取食物的方法，以满足自身生存的需求。于是出现了农业。当时的人口仅1500万。到1850年，地球的人口已达到10亿，120年之后的1970年。地球人口猛增到50亿，2000年则突破了60亿。民以食为天，人类面临着需要给自己提供足够的食物和营养的严重问题。