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植物细胞质雄性不育是指植物的生殖器官不能产生雄配子,而雌器官发育正常,可接受外来花粉正常结实的一种生物学现象。细胞质雄性不育是由核基因和线粒体基因互作共同起作用,影响了植物花药的绒毡层和正在进行减数分裂的细胞,从而导致植物体花粉产生败育。在生产上细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义。雄性不育现象无论是在遗传方向还是分子水平上一直以来都是科学家们研究的热点,深入研究细胞质雄性不育的机制有利于更有效地在生产上加以利用。对近年来植物细胞质雄性不育中发现的细胞质雄性不育基因的来源及分类、细胞质雄性不育与杂种优的相互关系、细胞质雄性不育的机理及目前发现的细胞质雄性不育基因进行概述,并探讨了植物细胞质雄性不育研究的发展前景。 相似文献
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玉米作为我国重要的粮、饲两用作物在保障粮食安全,推动社会经济发展和提供工业能源等方面扮演着关键的角色。细胞质雄性不育是高等植物中普遍存在的生物学现象,玉米细胞质雄性不育可以分为T型、C型与S型3种类型。不育基因来源于线粒体基因重排形成嵌合基因,新形成的嵌合基因对花药中小孢子的发育产生危害导致败育的发生。恢复基因的存在可以消除不育基因的危害,使小孢子正常生长。由于不育基因为线粒体基因,恢复基因为细胞核基因,对细胞质不育与恢复机理的研究同样是探究质-核互作关系的桥梁。同时对雄性不育系的利用是玉米利用杂种优势的一个重要技术手段,玉米生产上利用细胞质雄性不育对于作物杂种优势的利用、杂交种的制种都有重要意义,不但能够解放劳动力降低制种成本,而且提高了制种纯度增加产量。对玉米细胞质雄性不育的分类、特征及近年来发现的玉米细胞质雄性不育基因与育性恢复基因进行概述,并探讨了玉米细胞质雄性不育应用过程中的问题与发展前景,以其为细胞质雄性不育在生产上的推广利用提供参考。 相似文献
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植物花粉发育过程极其复杂,众多基因参与其中并对花粉发育的正常进行发挥着重要作用。植物花粉发育的基因工程研究是将花粉发育的分子水平研究和植物个体发育调控研究联系起来的中间环节,有助于全面认识植物花粉发育的机理。综述了植物花粉发育相关基因的分离、表达及其调控的研究进展,探讨了利用基因工程创造雄性不育的几种方法,并对今后的应用前景进行了展望。 相似文献
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植物雄性不育是高等植物的一种普遍现象,是植物杂种优势利用的工具,具有重要的生产利用价值。一、什么是植物雄性不育植物雄性不育是指植物雄性生殖器官不能产生正常功能的雄配子-花粉的现象。如植物花药中无花粉、花粉败育和不裂药等均属雄性不育。在高等植物中,雄性不育是一种普遍现象。二、植物雄性不育系的产生(一)自然突变雄性不育系如洋葱质核互作型雄性不育系的发现。1925年国外科学家在意大利红品种中发现了棵自交不结实的雄心 相似文献
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玉米的雄性不育系。是指玉米雄蕊发育不正常，不能产生有功能的花粉，但雌蕊发育正常，能接受正常花粉而受精结实，并能将雄性不育性遗传给后代的植物品系。玉米杂交制种的去雄工作十分辛苦，在去雄期必须每天去雄，风雨无阻，否则会有个别植株散粉而影响制种质量。利用雄性不育系制种，减少了去雄这一关键环节，节约人力，降低了种子生产成本，还可保证种子的纯度，同时，由于雄花不育使玉米生长发育节省了养分消耗，雌穗得到充足的养分，从而提高玉米制种的产量。 相似文献
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近10年来,雄性不育在杂交育种中得到了广泛运用,它为利用杂种优势对农作物进行轮回选择和群体改良提供了重要工具.同时在生命科学研究中,雄性不育也为花粉发育、细胞质遗传和核质互作的研究提供了重要材料.以前对植物雄性不育的研究多定位于描述性和细胞水平的研究,对其分子机制了解较少.近年来,随着在模式植物中克隆到的与雄性育性有关的突变基因的数量不断增多,对雄性不育的分子机理的研究也逐步深入.迄今已知,在雄配子体及其营养组织的发育、花粉与雌性器官的识别以及随后的双受精过程中,都有相关基因在进行调控.本文针对细胞核雄性不育,按雄性生殖器官发育的顺序,结合分子生物学、细胞学和遗传学研究结果,对高等植物核型雄性不育分子机理的研究进展进行综述. 相似文献
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WANG XueDe 《中国农业科学》2019,52(8):1341-1354
Cotton has significant heterosis. Hybrid cotton usually can increase production in lint yield by about 15% compared with conventional self-pollinated cultivars, and also can get obvious improvement in fiber quality, disease resistance, insect resistance, adversity resistance and photosynthetic efficiency. Among some links of cotton heterosis use, the most important link is the castration in the production of hybrid seeds. At present, there are four ways for the castration, such as hand emasculation, chemical male gametocide, nuclear male sterility and cytoplasmic male sterility (CMS). The production practice showed that use of cotton male sterility could not only simplify the hybrid seed production but also save the production cost on a commercial economic scale. In particular, the way of hybrid seed production by use of cotton CMS line, maintainer line and restorer line were the most effective way since it could overcome some disadvantages in the other ways. Therefore, in this paper, the study and application of the cotton CMS system in hybrid seed production were overviewed and some of problems currently limiting application were also addressed. At first, the genetic, cytological and biochemical characteristics of the cotton CMS were reviewed. Secondly, the positive/negative effects of sterile cytoplasm in hybrid F1 were analyzed, and how to overcome these negative effects, such as pollen temperature sensitive and F1 not expressing complete fertility, by developing strong restorer lines with a stronger ability for F1 fertility restoration, was discussed in detail. For an example, transgenic strong restorer line could be developed by introducing the exogenous GST gene, which was assumed to have the function of enhancing pollen vitality, into some conventional restorer lines, and so that hybrids with higher heterosis could be produced by crossing this strong restorer with sterile lines. According to the characteristics of cotton as an often cross-pollination crop, this paper recommended in detail the key techniques of hybrid cotton seed production, such as rules of parent (sterile line and restorer line) selection, location selection and environment optimization for enriching native pollinators to produce more hybrid seeds. Then, the paper pointed out that compared with other crops, cotton hybrid seed production based on CMS system has four advantages in the cotton heterosis use: (1) The purity of hybrid seeds can be guaranteed because there is no pollen in anthers of cotton CMS line and its sterility is very stable and not affected by the climate and other environments; (2) The high yield of hybrid seed can be obtained since the long flowering period (about 3 months) of cotton does not result in the flowering asynchronism between sterile line and restorer line; (3) The wide ecological adaptability of cotton and the possibility of large-scale hybrid seed production will be benefited to popularize hybrid cotton; and (4) Interspecific heterosis between upland cotton (Gossypium hirsutum L.) and sea-island cotton (G. barbadense L.) can be used. It is predicted that the hybrid cotton production based on CMS system will be the main approach to utilize heterosis of cotton. Finally, the future works in study and application of CMS in cotton heterosis, especially in development of new sterile lines and restorer lines by use of modern biotechnology, was also discussed. 相似文献
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棉花细胞质雄性不育的研究与利用 总被引：1，自引：0，他引：1
棉花具有十分明显的杂种优势。杂交棉通常比常规棉增产15%左右,而且在纤维品质、抗病、抗虫、抗逆境和光合效率等性状上也有明显改良。在棉花杂种优势的利用中,最重要的环节之一是杂交种子的生产（制种）。目前,杂交棉制种常有四条途径,人工去雄授粉法制种、化学杀雄法制种、利用核雄性不育的“两系法”制种和利用细胞质雄性不育的“三系法”制种。生产实践表明,利用棉花雄性不育既可简化制种又可节省成本,特别是利用棉花细胞质雄性不育系、保持系和恢复系的“三系法”制种,可较有效克服其他制种方法的一些缺点,是最有效的途径。为此,文章在阐述棉花杂种优势利用途径的基础上,重点综述棉花细胞质雄性不育的遗传学、细胞学和生理生化的特点;深入阐述不育细胞质对杂种F1的正/负效应,并就如何培育强恢复系的问题,以培育转GST的强恢复系为例,探讨克服不育细胞质对杂种F1负效应的可能机制;根据棉花为常异花授粉作物和花器具有虫媒花特征的特点,详细介绍三系杂交棉制种的亲本（不育系和恢复系）选配、地点选择和环境优化等条件,以及如何综合优化这些条件提高制种产量的关键技术。利用棉花细胞质雄性不育的“三系法”制种,与其他作物比较,在杂种优势利用中具有4个突出的优点：（1）不育系为无花粉不育类型,育性不受气候等环境的影响,可保证杂种的纯度;（2）棉花开花期长达3个月,不存在制种时花期不遇的现象,制种产量有保证;（3）棉花生态适应性广,育成的组合可在各地种植,种子产业化效益明显;（4）可利用种间（海岛棉与陆地棉间）杂种优势。可以预言,基于细胞质雄性不育的三系杂交棉是大有前途的,将是棉花杂种优势利用的主要途径。最后,就本领域的发展趋势,特别是在利用现代生物技术培育新的不育系和恢复系方面进行了初步探讨。 相似文献
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雄性不育是作物育种中利用杂种优势的主要途径,玉米是世界上最早利用雄性不育系生产杂交种的作物之一,利用雄性不育系生产玉米杂交种,可以节省劳动力投入,降低种子成本,减少去雄不彻底造成的混杂,提高种子纯度,充分发挥杂种优势的增产潜力。综述了玉米细胞质雄性不育的分类,败育的细胞学特征,败育机理,以及育性恢复研究进展。 相似文献
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棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究及利用现状 总被引：3，自引：0，他引：3
利用质核互作雄性不育系实现强优势组合三系配套是解决目前棉花杂交制种瓶颈,促进棉花杂种优势利用的有效途径之一。本文综述了棉花质核互作雄性不育与育性恢复的研究现状,介绍了棉花质核互作雄性不育系和恢复系的类型;在细胞学和分子生物学水平上探讨了质核互作雄性不育产生的机理,阐述了育性恢复的遗传方式、恢复基因的分子标记和遗传定位、恢复基因的图位克隆及三系杂交棉的研究进展;对三系杂交棉今后的研究方向进行了展望。 相似文献
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棉花细胞质雄性不育与育性恢复研究进展 总被引：2，自引：2，他引：2
棉花细胞质雄性不育在杂种优势的利用上具有重要的作用。利用棉花细胞质雄性不育和育性恢复系统突破了传统人工去雄杂交育种的瓶颈,为棉花杂交种制种的商业化推广展现了光明的前景。详细阐述了棉花细胞质不育系和恢复系遗传学的研究及利用,细胞质雄性不育相关线粒体基因、育性恢复基因相连锁分子标记的开发以及恢复基因的遗传精细定位,育性相关基因的克隆等方面的研究工作,提出了存在的问题,展望了今后工作的研究方向。 相似文献
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杂种优势是培育高产、优质、高抗作物新品种的主要手段,而雄性不育系的选育直接决定着作物杂种优势育种的成功.利用60Co-γ射线诱变首次创制出糜子(Panicum miliaceum,2n=4x=36)雄性不育突变体M207A,并对其进行了育性鉴定和初步的遗传分析,目的是利用该突变体进行糜子杂交种的选育、在糜子中实现杂种优势的利用.首先采用室内花粉镜检与田间调查相结合的方法对突变体进行了育性鉴定;将突变体与育性正常的糜子品种配组杂交获得的F1和F2群体在不同地点、不同年份、不同季节种植,对不育突变体的遗传模式进行了分析.结果表明:不育株花药褐化,无外露,花药干瘪,不育度在95％以上,不育性状稳定;利用育性正常的品种给稳定的突变体进行授粉,其结实率可达到正常水平;自交F2群体中育性分离比例为35:1,符合单基因座位上同源四倍体基因的理论分离比,说明该突变性状是由隐性单基因控制的可遗传的”无花粉型”细胞核雄性不育.雄性不育突变材料M207A的创制,为糜子杂种优势利用奠定了材料基础. 相似文献
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棉花光A不育系的遗传鉴定及利用研究 总被引：3，自引：0，他引：3
对墨西哥半野生棉转育后代中的显性无短绒具长绒和隐性核不育光A材料进行遗传鉴定表明,光A不育性受msc1基因控制。控制光籽特性基因与显性光籽N1为非等位基因。光A光籽纯合态为低衣分,杂合态为高衣分,在遗传背景相同下,光籽组合产量优于毛籽组合。但因光A纯合态的低衣分,其亲本繁殖和杂交制种时皮棉产量降低,故光A不育系在杂种优势中的利用有优势又有劣势。 相似文献