一年生陆地棉细胞核雄性不育系洞A的二年生栽培初探
河西走廊特早熟陆地棉育种理论与实践
测等 手段 和方法 ， 清其 主 要 农 艺经 济 性 状及 其 遗 传 摸
８ ・ ４
问题探讨
詹有 俊 等 ： 西走廊特早熟陆地棉育种理论 与实践 河
规律 ， 才能 为我 所用 。 ３ ４ 改 良创 新 优 良亲本 材 料 。征 集 鉴 定 品 种 资源 的 ． 目的 ， 是改 良创 新加 以利 用 。在鉴 定 分析 的基 础 上 ， 重 点 运用 现代 生 物技术 ， 天诱 变 、 航 多亲 本 、 多世 代杂 交 、
３ 棉 花 新 品 种 选 育 的 关键 环 节
３ １ 科学 合理 制定 育种 目标 。科 学合理 的育 种 目标 ， ． 能够 正确 引导并督 促 育 种 工作 者 ， 照 既定 的 目标 方 按 向去 努力 。有针 对性 地 选择 符 合 条 件 的亲 本 材料 ， 制 定 与之配套 的实施 方 案 ， 而选 育 出符 合 当地 生 态环 进 境 、 培技术 和社会 经 济发展 等要求 的新 品种 。 栽 ３ ２ 广 泛征 集优 良品 种 资源 。 品种 资 源是 新 品种 选 ．
还存 在加性 上位 效应 与环境 的互作 效应 。陆地 棉纤维
长 度 、 维强度等 品质性 状 的遗 传 主 要 受加 性 效应 控 纤 制 ０ Ｊ麦克 隆 值 表 现 出显 性 ＇。 陆 地 棉 抗 枯 萎 病 ， ８ Ｊ 遗传 多数学 者 ０ 研究得 出， 以加 性 效 应 为 主 ， 次 其
于双 亲优 良 陛状 综合 利 用 ， 可 通 过 基 因互 补 产 生新 还 的性 状 和基 因 累积 产 生 超 亲性 状 等诸 多优 点 。２ ０世 纪８ ０年代 未 ， 首先 将 抗 枯 萎 病 基 因 ， 交 转 育 到 当 地 杂 主栽 品种 中 ， 解决 了棉 花 抗枯萎 病 技术难 题 ， 随后 又应
棉花单隐性光温敏细胞核雄性不育系芽黄396A
不育机制。
蛋白质组学研究
02
对芽黄396a和不育系的可育基因进行蛋白质组学研究，比较两
者在蛋白质表达谱上的差异，为解析不育机制提供线索。
分子标记与辅助选择
03
利用分子标记技术，开发与不育基因紧密关联的分子标记，为
实现不育系的精准鉴定和辅助选择提供工具。
基因组学与蛋白质组学研究
1 2 3
基因组测序与变异分析
种子繁殖
利用芽黄396a雄性不育系的种子进行繁 殖，可以保证遗传特性的纯合。
VS
嫁接繁殖
通过嫁接技术，将芽黄396a的枝条嫁接 到其他棉株上，以获得大量的不育系棉株 。
分子标记辅助选择技术
分子标记
利用分子标记技术，确定芽黄396a的基因 型，进而筛选出具有优良性状的个体。
基因组编辑
通过基因组编辑技术，对芽黄396a进行基 因改造，以获得更好的性状。
研究目的和方法
研究目的
本研究旨在探讨芽黄396a的诱导和育性恢复机制，分析其遗传和生理特征，为进一步研究棉花雄性不育系的遗传 机制和育性恢复机制提供理论依据和实践指导。
研究方法
本研究将采用生物学、分子生物学和生物化学等方法，对芽黄396a的诱导和育性恢复机制进行研究。具体包括： 诱导芽黄396a的适宜条件和诱导率的研究；芽黄396a的遗传特征和基因表达分析；芽黄396a的生理特征和生化 指标分析；芽黄396a的育性恢复机制研究等。
棉花单隐性光温敏细胞核雄性不育系芽黄396a的应用价 值
杂交种生产
棉花单隐性光温敏细胞核雄性不育系芽黄396a在杂交棉品 种的生产中具有重要应用价值，可提高杂交棉的产量和品 质，降低生产成本。
遗传研究和育种材料
该不育系可用于棉花遗传研究和育种材料的创新，为培育 抗病、抗虫、抗逆等性状优良的棉花新品种提供重要的技 术手段。
棉花抗病虫核不育系SA1的选育与应用
收稿 日期 ：２ １ —ｏ ０ ０ ｌ ９— ６ 项 目来源：科技 部强优势棉花杂交种的创制与应用和 四川省育种攻关项 目。 作者简介 ：张超 （９０一） １７ ，博 士 ，副研 究员 ，从事棉 花等经济作 物育种研究 。Ｅ ａ ：ｊ ｈｏＩｎ ＠１３ｔｍ。 ｍ ｉ ｙ ａｚ ｇ ６ ． ｌ ｃ ｍ ｏ
ｌ ２ ． ｇｈ ２ ３５ｋ／ｍ ，霜 前皮 棉产 量 ｌ２０ １ｋ／ｍ ，分 别 比对 照 川棉 ４ ４ ２ ． ｇｈ ： ５增 产 ２ ． ％、 １ ．３ １９ ０ ９ ４ ％和 ２ ．９ ，皮 棉 产 ３４ ％ 量 比对 照增 产极显 著 ；２ ０ ０ ９年平 均子 棉产 量 ２４ ７８ｋ／ｍ ，皮 棉 产量 １ １ ． ｇｈ ２ ８ ． ｇｈ ２ ７２ ｋ／ｍ ，霜前 皮 棉产 量 １２ ８５ ４ ３ ．５ ｋ／ｍ ，分 别 比对照 川杂 １ 增 产 ２ ８ ％、５４ ％和 ８６ ％ ，皮 棉产 量也 比对 照增产 极显著 。 ｇｈ ２ ３ ．８ ．７ ．ｌ ２０ ０ ８年 、２ ０ ０ ９年 由 四川 省棉 花新 品种 区域 试验 抗性 鉴定 试点 统 一鉴 定 ，结果 为 ：２０ 与 ２０ ０ ８年 ０ ９年 Ｓ Ｉ蕾 Ｈ 铃 被 害率分 别 比对 照 Ｈ Ｇ—Ｂ Ｒ一８减 少 ７ ．３ ４４ ％和 ６ ．８ ，属抗 棉铃 虫类 型 ；红铃虫 子害率 比对 照 鄂棉 ｌ 别 ０９ ％ ８分 减 少 ７ ．７ ５ ０ ％和 ７ ．５ ，属高 抗红 铃虫 类 型 ；枯 萎病 病 指分 别 为 ６３ ３５ ％ ．９和 ９ ５ ，属 抗枯 萎 病类 型 ；黄萎 病 病 指 ．８
妹交 ，并 综合 抗病 虫性 、品质 、育 性 等性状 进 行鉴 定 ，从 而筛选 出一个抗 病虫 性好 、 品质优 、育性 稳定 、不 育
花心大白菜核基因雄性不育系的创制
Ｓ ｕ ｉ ｓ ｏ ｅ ｄ ｎ ｆ Ｇｅ ｅｉ ａ ｅ Ｓ ｅ ｉ ｎ ｎ ｔ ｄ ｅ ｎ Ｂｒ ｅ ｉ ｇ ｏ ｎ ｔ Ｍ ｌ ｔ ｒｌ Ｌｉ ｅ ｉ ｃ ｅ
１１ 材 料 ．
供 试 核不 育源 材料 为 白菜 核不 育 系 ０ ｓｌ ０ 转 育 目标 品 系为宫 古 花蕊 Ｙ ２ ６ｘ １ ； ０。
１２ 方 法 ．
试 验 于 ２ ０ ～ ０ ０年在 辽 宁 省十 字 花科 遗 传 育种 试 验 基地 进 行 。春 季 ２月 ［ 句播 种 ，八 盘 育 曲 ，经 约 ０６２ １ ｝ Ｉ
ＧＭＳ ，ｗｈ ｃ ｏ ｔ ｉ ｅ ｉ ｌｒ ｂ ｔ ｎｃ ｌｃ ａ ａ ｔｒ ｔ Ｙ０ ｎ ｈ ｓｅｉ ｔ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ｔ ｒ ｉ ｅ ｒ ｅ ｗ ｒ ａｌ ０ ，， ｓ ４ ｉ ｈ ｃ ｎ ａｎ ｄ ｓｍｉ ｏ ａ ｉａ ｈ ｒ ｃｅ ｓ ｗｉ ａ ｈ ２ ａ ｄ ｔ ｅ ｔ ｒ ｉ ｆ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ｓｅ ｉ ｔ ｄ ｇ ｅ ｅ ｅ ｌ ０ ％ ｖ ｌｙ ｅ ｌｙ １ ｋ ａ
该 不育 系杂 交 ， Ｙ ２为轮 回亲 本连 续 回交 ， 终从 回交后 代 中选 育 新 的核 基 凶雄性 不 育系 、 以 ０ 最 甲型 两 Ｈ 系和 ｊ
临时保 持 系 ， 制 了不育 株 率和 不育 度均 为 １０ 创 ０ ％的宫 古花 蕊核 基 凶雄性 不育 系 Ｇ ＭＳ。
１ 材 料 与 方 法
沈 阳农 业 大学 学报 ，０ ｌ ０ ，２３ ：５ — ６ ２ １ 一 ６ ４ （）３ ８ ３ ０
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ ｈ ｎ ａ ｇ Ａｇｉｕ ｕ ａ ｎ ｖ ｒｉ ２ ｌ ０ ４ （） ３ ８ ３ ０ ｏ ｒ ａ ｆ Ｓ ｅ ｙ ｎ ｒｃ ｈ ｒｌ Ｕ ｉｅ ｓ ｙ，０１ 一 ６， ２ ３ ： ５ — ６ ｔ
四个栽培棉种间的种间杂交及其遗传与系统发育研究
四个栽培棉种间的种间杂交及其遗传与系统发育研究棉属有四个栽培种，其中亚洲棉（G.arboreum L）和草棉（herbacium L）为二倍体棉种、陆地棉（G.hirsutum L）和海岛棉（G.barbadense L）为异源四倍体棉种。
棉花栽培种是棉花遗传育种最重要的种质资源，对于四个栽培棉种的种间杂交及其相关研究，不仅可提供丰富的中间优良育种材料，并可阐明棉花的遗传进化和遗传亲缘关系，对于棉花遗传改良具有重要的理论和实践意义。
本研究以陆地棉、海岛棉、亚洲棉和草棉等四个棉属栽培种为材料进行种间杂交，对种间杂种及其亲本进行形态学、细胞遗传学、生理生化、荧光原位杂交和分子标记等研究，以明确四个栽培棉种及其种间杂种的遗传特点，进一步了解四个栽培棉种之间的亲缘关系和进化关系，为棉花种质资源的研究和利用提供科学依据。
主要研究结果如下： 1．四个栽培棉种及其种问杂种F<sub>1</sub>的形态学和细胞遗传学观察四个栽培棉种的植株、叶片、茎杆以及花器等器官都有明显的差异；叶片、茎杆以及叶柄的横切面结构观察结果表明，两个二倍体栽培棉种的叶片横切面构造为等面叶，两个四倍体栽培棉种却均为背腹叶；（亚洲棉×草棉）F<sub>1</sub>正反交的叶片也为等面叶，（陆地棉×海岛棉）F<sub>1</sub>正反交F<sub>1</sub>仍为背腹叶，而它们的四元杂交种均为等面叶；四个栽培棉种的叶柄和茎的横切面结构基本一致，只是直径形状和和维管束多少的不同，四元杂种的叶柄和茎的横切面结构的差异不明显。
四个栽培棉种间杂交种F<sub>1</sub>的细胞学观察结果表明，（亚洲棉×草棉）F<sub>1</sub>减数分裂中期Ⅰ，形成一个环状四价体，直接证明了亚洲棉与草棉之间存在一对相互易位；（陆地棉×海岛棉）F<sub>1</sub>减数分裂中期Ⅰ联会基本正常，主要形成二价体，偶尔出现一些单价体和多价体，以及染色体桥。
学习和初步掌握作物雄性不育系的植物学形态特征和花粉.ppt
实验20 作物雄性不育系的鉴定
表20-2 根据观察断定几个主要作物的 雄性不育系和保持系（或恢复系）
作物
行号 (钵号)
是否 不育系 性状1
断定理由
性状2 性状3 性状4
实验20 作物雄性不育系的鉴定
2、雄性不育系花粉育性镜检鉴定
（1）取样 分别从不育系、保持系（或恢复系）中随机
选取即将开花的穗或花序2-4个，挂上标签，带 回室内。从中选择花药已伸长达颖壳（或花蕾） 2/3的花朵3—4个，剥开内外颖（或花瓣），从每 朵花中取花药3个左右作镜检制片。
100
＞80 50-80 10-50
正常可 育 ＜20
＜10
实验20 作物雄性不育系的鉴定
表20-6 玉米雄花育性分级标准
级别
雄花育性
育性分类
0 花药不外露,无花粉或花粉败育
全不育
1 花药外露5%左右,花药干瘪,花粉败育
高不育
2 花药外露25%以下,花药小,半开裂,有少量可育花粉
半不育
3 花药外露50%以下,花药稍小,半开裂,有较多可育花粉
2、雄性不育系花粉育性镜检鉴定
最后根据不育花粉率，判定花粉不育等级（表20-3 ）。并将取样观察结果列于表20-4。
表20-4 水稻、油菜不育系和保持系（或恢复系）花粉育性镜检鉴定结果
作 物
样 品 号
每视野花粉粒数
123
平 均
每视野不育花粉粒数
123
平 均
不育 花粉
%
水1
稻
2 3
油1
菜
2 3
是否 不育 系
半可育
4 花药外露75%左右,花药饱满,正常散粉,有少量败育花粉
高可育
棉花雄性不育系的研究现状及展望
不育 株相 当多 ， 曾经 先后 发 现 的棉 花雄 性 不 育 系 有
１ ０多个 ， 中“ Ｋ１ ８ ～ １ Ａ” “ 其 Ｋ １ ８１ ９ 、 Ｅ型 ” “ ７ —Ａ” 、 广 ０１ 和 “ ｌ— Ｊ Ｏ Ａ”等 材 料 为 显 性 核 不 育 ，“ 洞 Ａ” 、
摘要 ：综述 了棉花雄 性 不育 系 的研 究进 展 情况 ， 简述 了棉 花 雄性 不 育 系 的形 态特 征 及其 与外 界环 境 因素之
间的关 系、 花 雄性 不育 系在 杂交 制种 中的利用 ， 对棉 花雄 性 不育 系 的应用 前景 进行 了展 望 。 棉 并
关键 词 ： 花 ； 性不 育 系 ； 态特 征 棉 雄 形
比较 困难 的 。利 用 雄 性 不 育 ， 可 以减 少 用 丁 ， 则 降 低制 种成 本 ， 且所 利用 的杂 种 一代 集 抗 病 、 质 、 优 高
Ａ 型雄性 不 育 系及 其 衍 生 系。
１ ２质 核互 作型 （ ＭＳ 雄性 不 育 系 ． Ｃ ）
பைடு நூலகம்目前 ， 产上 大 面积 利 用 杂 种 优势 的作 物都 采 生
其 中 ， 隐性核 基 因雄性 不 育基 因有 ｍｓ、 ｚ ｍｓ 单 ｍｓ 、 ｓ
和 ｍｓ 双 隐性 基 因 有 ｍｓｍｓ 和 ｍｓｍｓ ； 性 不 ５ ６ ８ ９显
豁琶§＃ ｔ ￡ ｝
育 系 Ｄ ｍｓ 相 应 恢 复 系 Ｄ８ 。 同时 ， 先 后 育 ８ 及 ｍｆ 还
靴 ０ 转 《静； 努¨”雄 性 不 育 ｜喾 罐 成 了具 有 亚 洲 棉 、 常 棉 等 胞 质 基 础 的￡Ｉ ＿ｌ毹 彝 ｝ ｉ錾 黔 垂≥ 静 异
育基 因有 Ｍｓ 、 ７ Ｍｓ．、 孽 ． Ｍｓ … 。《 ４ １ Ｍｓ 和 ． ｚ ｝ ｏ １ § Ｍｓ、 黔¨ § １ 稚》． ｌ §｝ 』
第四章 杂交种子生产(2.棉花)
●化学杀雄：60-70年代研究，进展不大。
●昆虫传粉：仅小面积试验，进展不大。
棉花杂交种子生产的不利因素： 1. 开花期长，结铃范围广； 2. 传粉媒介。
（一）人工去雄杂交制种技术和方法
1.人工去雄杂交制种的作用和特点
人工去雄杂交制种是国内外棉花杂种优势利用 面积最大、效果最好的途径。 优点：A.棉花花器大，人工去雄较容易；
（1）制种田块的选择 A.安全隔离：棉花异交率与传粉昆虫（如：蜜蜂、蝴蝶、
蓟马等）的群体密度呈正比，与隔离距离的平方呈反比。
隔离方法：
空间距离＞100m；
自然屏障隔离。
B.土壤肥沃，地势平坦，排灌方便，无棉花黄萎病、枯萎病。
（2）父母本种植方式 A.调整播期：双亲生育期差异大； 陆地棉×海岛棉：陆地棉晚播15-25d。 B.行比：1：5，一朵父本花可以给6-8朵母本花授粉。 C.宽窄行种植：100cm：67cm或90cm：70cm。 D.密度：3000株/亩。 （3）严格去杂去劣：去雄授粉前一次或多次进行。
雄性不育株的雌蕊×保持系的花粉 × 恢复系的花粉
繁殖不育系
杂交种子
2.两系法——细胞核雄性不育性的利用
两系：不育系（两用）、恢复系。 两用不育系的繁殖： 不育系中不育株（msms）×可育株（Msms）
从不育株上收获种子
1不育（msms）：1可育（Msms）
杂交种子生产：
不育系中不育株（msms）×恢复系（MsMs）
时间：一般上午8-9时进行。
授粉方法: A.将剥下的花冠下翻，露出雄蕊，手持花瓣，取下套在柱头 上的麦管或蜡管,将花粉涂在柱头上,再套上麦管或蜡管。 B.将花粉用毛笔采集在玻璃瓶里,再用毛笔蘸花粉授到柱头上。 授粉要求: A.授粉量充足；
文秘知识-探究棉花雄性不育进展 精品
探究棉花雄性不育进展1棉花雄性不育的细胞学特征1.1核雄性不育系中的小孢子败育小孢子的发育过程要经过复杂的生理生化变化,在这个过程中,不同发育时期伴随着不同基因的时空表达差异,而这个过程中的任何一个相关基因的突变,都会直接或间接影响小孢子的发育。
因此,对于棉花核雄性不育系,小孢子败育会发生在小孢子发育的整个过程,败育时期和特征的差别仅仅因材料而不同。
已报道过的棉花核雄性不育系中小孢子败育的时期和特征主要有4种类型:①造孢细胞时期:核仁增大、胞质液化、细胞形态畸形。
②花粉母细胞时期:核仁穿壁,花粉母细胞中有多个核仁,在减数分裂前期Ⅰ后就退化解体,小孢子母细胞呈半月形,如ms8ms9的败育现象。
③单核期:胼胝质壁在减数分裂期后就溶解,小孢子外壁不出现刺突,原生质体质壁分离,随后核膜溶解,细胞质和核质解体,如陆地棉1355A(ms2)[11]和473A(ms14)[12]不育系。
④双核期:小孢子产生的生殖细胞紧贴于小孢子内壁,产生的营养细胞与花粉粒原生质体一起皱缩,随后两种细胞都解体,如:ms5ms6不育系[13]。
1.2细胞质雄性不育系中的小孢子败育姚长兵等[14]对哈克尼西棉细胞质雄性不育系的小孢子母细胞发育过程进行了细胞学研究,发现其可以形成正常的孢原细胞、造孢细胞以及小孢子母细胞,药壁分化正常,但在减数分裂前期,绒毡层提前解体,小孢子母细胞随即退化。
由于绒毡层是小孢母细胞的营养源,所以推测棉花细胞质雄性不育系中小孢子母细胞败育可能与绒毡层的提前解体有关。
黄晋玲等[15]发现晋A细胞质雄性不育系败育的主要时期是在造孢细胞增殖期,即小孢子母细胞形成时期,其主要细胞学特征是:造孢细胞胞内常有多个微核,不能进行正常的有丝分裂,小孢子母细胞细胞质液泡化,最终造孢细胞和小孢子母细胞提前退化,因此推测小孢子母细胞的败育与绒毡层的退化密切相关。
武小平[16]对104-7A起源的细胞质雄性不育系P30A小孢子发育进行细胞形态学观察,发现P30A败育主要发生在花粉母细胞形成阶段,其主要的细胞学特征是:孢原细胞分化正常,有大量的初期花粉母细胞产生,但随后花粉母细胞细胞质液泡化,原生质紧缩,核仁消失,最后细胞解体,同时在花药发育的过程中没有明显的绒毡层细胞形成,成熟花药的药室全部充满了破裂的花粉母细胞内含物以及药室内壁物质。
陆地棉‘洞A’育性研究时期的选择与花蕾外部形态指标间的关系
研 究棉花 花药与花粉 发育相关 基 因的理 想材料 。 如何选择最佳时 间点 ，成为一个获得关键基 因成
功 的关 键 。 陆地 棉 ‘ 洞 Ａ’ 是 １ ９ ７ ２年 在 ‘ 洞庭 一 号 ’ 中发 现 的一 个 天 然 不 育 突 变 株 ，经 过 连 续 回交 选
因。Ｋ ａ ｍ ａ ｌ ａ ｙ 等［ 】 和Ｇ ｏ ｌ ｄ ｂ ｅ ｒ ｇ 等［ ７ ］ 比较 了花和营养 器 官 的 ｍＲ Ｎ Ａ后 发 现 ， 大约有 １ ０ ０ ０ ０种 ｍＲ Ｎ Ａ为 花 药 特 异性 的 。 尽管在花粉发育过程中 ， 涉 及 近 万 种特异基 因的表达 ， 但是 自从 １ ９ ８ ７年第 一次分离 出植物的花药 、 花 粉 特 异 性 基 因 以来 ， 迄 今 所 发 现
Ｒｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐ Ｂｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ Ｐ ｅ ｒ ｉ ｏ ｄ ｏ ｆ Ａｎ ｔ ｈ ｅ ｒ Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ Ｂｕ ｄ Ｄｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ Ｕｐ ｌ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｔ ｔ ｏ ｎ Ｍａ ｌ ｅ Ｓ ｔ ｅ ｒ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
（ １ ． 广西大学 ， 广西 南 宁 ５ ３ ０ ０ ０ ５ ； ２ ． 商 丘师 范学 院 ， 河 南 商： 为 了分子生物学研究取材方便 ， 确定 了陆地 棉 ‘ 洞 Ａ’ 花粉发育时期与花蕾外部形 态对应 关系 ： 花蕾直径 ｄ ＝ ｌ ～ ２ ｍ ｍ为 减数分 裂期 ； ｄ ＝ ２ — ３ ｍ ｍ是 ４分体形 成初期 ； ｄ ＝ ３ ～ ４ ｍ ｍ为 ４分体期 ； ｄ ＝ ４ — ５ ｍ ｍ处 于双核期 ； ｄ ＝ ５ ｍ ｍ 为花粉粒形 成初期 ； ｄ ＝ ６
陆地棉 ‘ 洞 Ａ’ 是 一系两 用 、 增产 １ ０ ％～ ２ ０ ％、 且 纤 维 品质 优 于 常 规 棉 花 的 品 种 ， 利用 ‘ 洞 Ａ’ 系 已 培 育 出 ４个 陆 地 棉 种 内 品种 ： 川 杂 １号 ， 川杂 ２ 号， 川 杂 ３号 和 川 杂 ４号 ， 并 在 此 基 础 上 衍 生 了一 系列 抗 病 、 虫不育系 。 ‘ 洞 Ａ’ 不 育 株 与 可 育株 除 了 在 育性 上 存 在 差 异 外 ， 在 遗 传 背 景 上 高度 同 源 ， 是