水稻二核期花药蛋白质组差异与花粉败育的相关性

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作物育种各论题库

作物育种各论题库水稻部分一、名词解释：名词解释： (1) 雄性不育系：具有雄性不育特性（花粉败育）的品系或者自交系——S(rr)。

(2) 保持系：其花粉给不育系授粉，后代具有保持其雄性不育特性的品系或者自交系——N(rr)。

(3) 恢复系：其花粉给不育系授粉后代正常的品系或者自交系——N(RR)、S(RR)。

(4) 二系水稻：由光温敏核不育水稻不育系和恢复系杂交育成的杂交水稻，此法实现了一系二用，省去了保持系。

(5) 三系水稻：由三系的不育系和保持系制备的不育系和恢复系杂交制成杂交种水稻。

(6) 太空育种：利用航天工具搭载种子进入太空，利用其高真空、微重力、强的宇宙射线使种子发生诱变从而育种作物新品种的方法。

(7) 光温敏核不育水稻：由光照和温度主导其育性的转换，在其低温短日条件下可育高温长日条件下核不育的水稻。

(8) 孢子体不育：是指花粉育性的表现受孢子体（母体植株）的基因控制与花粉（配子体）身的基因无关。

(9) 配子体不育：是指不育系的花粉败育发生在配子体形成阶段，花粉的育性受配子体身基因型控制。

因此配子体基因为不育时花粉表现不育，配子体基因为可育时花粉表现正常。

(10) 诱变育种：是利用理化生的方法诱导作物发生变异，再经过人为选择育成作物新品种的方法。

(11) 变异体：没有经过人为施加压力使作物自然发生变异经过选择形成的变异个体。

(12) 突变体：经过人为的施加压力使作物发生变异筛选出的无性系变异。

(13) 原生质体：是指没有细胞壁的、裸露的、具有生命力的原生质团。

(14) 胞质杂种：是指在原生质体融合的前提条件下，是其中之一的细胞核有目的消失形成的细胞质杂交的种。

(15) 广亲和性基因：是指一些中间型水稻与籼稻和粳稻都能杂交成功，这种水稻称广亲和性水稻，这种水稻所具有的基因称为广亲和性基因。

(16) 垩白大小：垩白的投影面积占整个米粒投影面积的百分比。

(17) 垩白率：具有垩白米粒占整个供试验米粒的百分数。

2021植物花粉败育相关因素综述范文1

2021植物花粉败育相关因素综述范文摘要：　雄蕊心皮化、雄蕊受损和花粉发育异常等多种因素都可以导致植物雄性不育，形成败育的花粉粒。

综述了在雄性不育中植物花粉败育与呼吸作用、膜脂过氧化、物质代谢和小RNA等的关系。

关键词：　花粉败育;呼吸作用; 膜脂过氧化; 物质代谢; 小RNA; Abstract：　Manyfactors, such as pistillody of stamens, damage of stamens and abnormal pollen development, can lead to male sterility in plants and the formation of abortive pollen grains. The relationship between pollen abortion and respiration,membrane lipid peroxidation, material metabolism and sRNA in male sterile plants was reviewed. Keyword：　pollenabortion; respiration; membrane lipid peroxidation; material metabolism; sRNA; 在对玉米、水稻、小麦和油菜的研究中都有雄性不育的报道[1,2,3,4]。

雄蕊心皮化、雄蕊受损和花粉发育异常等多种因素都可以导致植物雄性不育，形成败育的花粉粒[5]。

目前，基于大量的研究发现，导致花粉败育主要与线粒体的呼吸作用异常、膜脂过氧化、物质代谢紊乱和小RNA功能异常等有着密切的关联。

1、植物花粉败育与呼吸作用的关系在雄性不育系中，与呼吸过程有关的酶类活性普遍低于保持系，表明雄性不育系中花药的呼吸作用受到了抑制，使得能量平衡被打破，这是不育系的一个非常重要的特征[6]。

中国杂交水稻的成功经验

一、引言杂交水稻是现代农业科技的重大成就之一。

1964年，袁隆平受一株具有显著杂种优势的天然杂交水稻的启发，率先在籼稻中开展雄性不育的研究，并于1966年首次报道“水稻的雄性不育性”，提出雄性不育系、保持系和恢复系“三系”配套利用水稻杂种优势的育种设想，开启了中国杂交水稻研究的序幕。

之后，相继研究成功了三系法和两系法杂交水稻并大面积推广应用，不仅为我国粮食安全作出了重大贡献，而且为水稻等自花授粉作物具有杂种优势提供了有力佐证。

中国杂交水稻经过50多年的创新发展，成为了世界农业发展史上一道靓丽的风景线。

本文客观、系统、全面地回顾并解读了杂交水稻发展历程中的重大事件，可作为一部杂交水稻发展简史呈现给读者。

二、杂交水稻概述杂交水稻分为三系法、两系法和一系法三个战略发展阶段，朝着应用方法由繁到简、效率越来越高、优势水平由品种间到亚种间，甚至远缘杂种优势越来越强的方向发展。

三系法是通过细胞核质互作雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系的“三系”配套实现杂种优势利用的方法。

雄性不育系为生产大量杂交种子提供物质基础，保持系用于繁殖不育系，恢复系用于给不育系授粉来生产雄性恢复且有杂种优势的杂交水稻种子[图1（a）]。

中国三系法杂交水稻于1973年成功实现“三系”配套，是水稻杂种优势利用的经典方法。

“三系法籼型杂交水稻”于1981年获中国国家技术发明奖特等奖。

图1 三系法（a）和两系法（b）杂交水稻示意图两系法是指只需不育系和恢复系进行杂种优势利用的方法，最为成功的方法首推光温敏核雄性不育（photo-thermo-sensitive genic male-sterile, PTGMS）系。

光温敏核雄性不育系在长日照高温下表现雄性不育，在短日照低温下表现可育，在不育期内制种，在可育期内自交繁殖不育系，同时不需要保持系[图1（b）]。

两系法杂交水稻是中国独创的农业科技成果，于1995年研究成功，当前年种植面积占杂交水稻品种的50%以上。

水稻生物学特性—水稻栽培品种分类

栽培稻的分类
籼稻与粳稻的主要特征特性比较
项目
形
叶形、叶色
态
粒形、株型
特
芒的有无
性
颖毛状况
籼稻叶片宽、叶色淡绿粒细长略扁、株型较散多数无芒或短芒颖毛短而稀、散生颖面
粳稻叶片窄、叶色深绿粒短圆、株型较紧有长芒、少数无芒颖毛长而密、集生颖棱上
吸水发芽
生
耐寒性
理
分蘖繁茂性
特
耐肥抗倒性
征
脱粒性
减数分裂正常
图片引自毛玉姝（2012）
按不育发生的阶段分类
单核期前后败育
图片引自毛玉姝（2012）
按不育发生的阶段分类
2、配子体不育雄性不育受配子体的支配。不育系花粉败育从二核期开始，这时花粉细胞壁进一步发育接近正常，细
胞核里由于双核中营养核的作用，细胞内有了淀粉积累，碘—碘化钾的染色反应呈现阳性，表现为圆形红褐色至深褐色的败育花粉，称为染败。
栽培稻的分类
➢ 水稻与陆稻
水稻（包括深水稻和浮水稻）与陆稻（也称旱稻）在植物学形态上差异不明显。水稻通气组织发达，旱稻通气组织不发达但根系发达，主要差异是耐旱性不同。
水稻的生活习性与沼泽植物的野生稻相似，从而可以认定水稻是基本型，陆稻是变异型。
深水稻浮水稻
栽培稻的分类
在国外，根据稻作栽培过程稻田灌水深度的差异，有人又把水稻分为浅水稻（常灌水层深度0~25cm）、中水稻（水层26~50cm）、深水稻（水层51~100cm）、浮水稻（水层101~600cm）。
早稻：在完成光周期诱导时对日照没有严格要求。一般认为早稻是经人工选择而形成的变异型。
中稻：对日长的反应介于早、晚稻之间。

水稻种子蛋白质含量及组分在品种间的变异与分布

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(5): 884−891/zwxb/ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金重点项目(30530470和30828021), 国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2006AA10A102), 教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-07-0736), 江苏省自然科学基金项目(BK2007510)资助。

*通讯作者(Corresponding author): 顾铭洪, E-mail: gumh@第一作者联系方式: E-mail: zhoulihui1121@Received(收稿日期): 2008-09-01; Accepted(接受日期): 2009-02-18.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00884水稻种子蛋白质含量及组分在品种间的变异与分布周丽慧刘巧泉张昌泉徐勇汤述翥顾铭洪*扬州大学农学院 / 教育部植物功能基因组学重点实验室 / 江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州225009摘要: 采用近红外光谱技术测定分析了351份不同类型水稻品种(系)糙米中的蛋白质含量, 结果显示粗蛋白含量在9.3%~17.7%之间, 平均为12.4%; 籼稻平均蛋白质含量为13.2%, 比粳稻高约1个百分点。

蛋白质含量低的粳稻品种明显偏多, 表现出明显的遗传不平衡现象。

现有生产上主栽品种稻米蛋白质含量大多处于中等水平, 而高蛋白粳稻种质极少。

但仍有部分蛋白质含量极高或低的种质, 如饲料稻、早籼稻和一些籼粳交后代品系蛋白质含量较高, 而部分粳稻和外来籼稻品种中的蛋白质含量较低。

因此可以从一些地方品种、外来品种以及籼粳交后代中筛选到极端类型的种质, 为遗传育种提供研究的原材料。

SDS-PAGE 分析结果显示不同类型水稻间各贮藏蛋白组分具一定差异。

高一生物水稻花粉知识点

高一生物水稻花粉知识点水稻作为我国的主要粮食作物之一，在农业生产和食物供应中起着举足轻重的作用。

而水稻的生殖过程中，花粉发挥着至关重要的作用。

本文将为大家介绍高一生物水稻花粉的知识点，包括花粉的形成、结构、传播方式以及其在水稻生殖中的作用。

一、水稻花粉的形成水稻的花粉是由花药中的花粉母细胞经过减数分裂产生的。

在花粉形成的过程中，花粉细胞经历了一系列的分化和发育，最终形成成熟的花粉。

花粉形成的整个过程可以分为四个阶段：花粉母细胞形成、花粉母细胞减数分裂、花粉细胞的分化和花粉的成熟。

二、水稻花粉的结构水稻花粉是一种典型的双细胞花粉，由两个细胞组成：一个是精细胞，一个是营养细胞。

精细胞是水稻生殖的关键组成部分，它在授粉后将参与精细胞与卵细胞结合，完成受精作用。

而营养细胞则为花粉提供所需的养分。

三、水稻花粉的传播方式水稻花粉主要通过风力传播，这种传播方式被称为无腺体传粉。

水稻花朵开放后，花粉会随着风的吹动而离开花药，散布到周围空气中。

水稻花粉的轻巧和圆滑的外壳有利于其在空气中的传播，从而实现花粉与雌蕊的结合。

四、水稻花粉在水稻生殖中的作用水稻花粉在水稻的生殖过程中起着至关重要的作用。

当水稻花粉与雌蕊结合时，精细胞会与卵细胞结合，形成受精卵。

受精卵会继续发育，最终形成胚胎，进一步发育为水稻种子。

同时，花粉的传播也保证了不同水稻个体之间的杂交，增加了水稻的遗传多样性，对水稻品种的改良具有重要意义。

总结：水稻花粉的形成、结构、传播方式以及在水稻生殖中的作用是高一生物学习中的重要知识点。

了解水稻花粉的相关知识，有助于我们更好地理解水稻的生长过程和生殖机制，为水稻的种植和培育提供科学依据。

希望通过本文的介绍，读者能够对水稻花粉有更全面的了解。

国家级大学生创新创业训练计划

齐昱婷
刘汉兰
20000
项目编号
项目名称
项目类型
项目负责
人姓名
指导教
师姓名
项目经费
（元）
201610504079
Bi/rGO/Bi2WO6三元复合材料的合成及光催化
性能研究
创新训练项目
刘文成
瞿阳
20000
201610504080
多孔金棒的生物模板合成方法研究
创新训练项目
梁晨楠
鲁哲学
20000
201610504081
20000
201610504050
白斑病毒分子蛋白A的分子研究
创新训练项目
李卓聪
兰江风
20000
201610504051
团头鲂颗粒溶素NK-lysin的生物学活性研究
创新训练项目
黄浩
袁改玲
20000
201610504052
光照和温度对蚤状溞生殖转化的诱导作用研究
创新训练项目
刘思甜
刘香江
20000
201610504053
创新训练项目
耿佩赟
பைடு நூலகம்刘睿
15000
201610504076
基于矩阵理论的亏损系统灵敏度模型
创新训练项目
黄文琳
沈婧芳
15000
201610504077
后基因组时代农药一基因相互作用数据库构建
创新训练项目
徐芳婷
位灯国，
郑芳
20000
201610504078
醚基离子液体的制备及其对纤维素溶解性能的
研究
创新训练项目
刘灵芝
20000
201610504090
大学生参与和使用众筹创业意愿及其影响因素研究

红莲型水稻二核期花粉蛋白质组学分析

摘要：采用固相ｐＨ梯度等电聚焦／ＤＳＳ—ＰＧＡＥ对红莲型细胞质雄性不育水稻的不育系、保持系和杂种Ｆ代二核期，花粉总蛋白质进行了双向电泳分离，获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱．对其中１５差异点进行了肽质指纹
图分析或者ＬＣ—Ｍ／Ｓ分析，有１ＳＭ共２个点得到鉴定．育系相对于可育系有部分参与蛋白质缺失或表达量降低，不可能与线粒体提供能量不足而导致的花粉不能正常发育有关．关键词：稻；向凝胶电泳；ＭＬＩＯ／；Ｃ— ／Ｓ水双ＡＤ —ＴＦＭＳＬＭＳＭ中图分类号：５；９６１￥１．１Ｑ１Ｑ４．；５１０文献标志码：Ａｄｉ１．０４ｊｊｃｕ．０２０．２ｏ：０６５／．李等：莲型水稻二核期花粉蛋白质组学分析红
１７１
泰Ａ）保持系（、粤泰Ｂ）和杂种Ｆ代（莲优６在１红）小孢子发育二核期花粉总蛋白质的双向电泳图谱．经扫描获得２Ｄ胶银染图象后，ＰＱｅｔＤ．用Ｄｕｓ２Ｅ分析软件识别出约１５０个重复表达的蛋白质０点，置超过背景１设Ｏ倍以上为可识别点．算出３计次重复实验中差异点ＮｒＶ１的平均值及对红莲ｏｍ．ｏ．优６的比率倍数．３组不同的比率倍数进行ｔ对检验分析，只有重复表达差异倍数为２０以上及Ｐ＜．００．５的点进行质谱分析．３种遗传背景水稻中特异

水稻不育系、保持系和恢复系是怎么回事

水稻不育系、保持系和恢复系早在1926年J· W·琼期就报道了水稻的杂种优势现象。

但是由于水稻是自花授粉作物，花器小且雌雄同花，靠人工去雄生产大量的杂交种是不可能的。

难怪有人曾一度认定，即使水稻有了强优势的亲本组合，也没有办法大量生产杂交种。

20年代未有人发现了水稻雄性不育现象，后经多年的研究，人们了解了水稻雄性不育的某些规律。

从50年代末到60 年代末，日本学者先后培育出了水稻的细胞质与细胞核互作所导致的不育类型，继而实现了水稻不育系、保持系和恢复系的“三系”配套，为水稻杂交种的生产开创了一条道路。

1958年日本学者胜尾清用中国的野生稻为母本与日本粳稻藤坂5号杂交，结果发现野生稻的细胞质可使杂种的雄花败育(花粉没有授精能力)，为了获得纯合稳定的不育材料，他让野生稻与藤坂5号的杂种后代始终接受藤坂5号的花粉——这种杂种与其亲本之一的杂交称做回交。

如此回交几代之后，杂种除了细胞质来自原母本野生稻(杂种的细胞质由母本提供)，其细胞核基因几乎都来自藤坂5号，遗传特性也几乎完全象藤坂5号，只是由于其细胞质来自野生稻，花粉不能正常发育，这便育成了藤坂5号雄性不育系。

与此同时藤坂5号便是该不育系的保持系，因为它与该不育系的杂交后代可以保持雄花不育性。

与之相反，另外一些品种与此不育系杂交的Fl代其雄花可能“恢复”可育，并可以自交结实，我们称这些品种为该不育系的恢复系。

如果不育系与恢复系匹配合适，便可以生产出具有强大优势的F1代杂种用于农业生产。

所遗憾的是，日本尽管在60年代末就实现了粳稻三系配套，但终因杂种优势不明显而未能应用于生产。

1964年我国湖南的袁隆平在洞庭早籼等品种中发现了一批天然不育材料，并提出了通过选育“三系”利用水稻杂种优势的设想，当时只是苦于找不到理想的保持系。

197O年他的合作者李必湖在海南省的野生稻群落中发观了一雄花败育株(简称野败)，为水稻三系法制种提供了宝贵的种质资源。

热点专题13+水稻不育系-【热点必看】2023年高考生物临考热点梳理解读精讲课件

考点一：以细胞质雄性不育系为遗传工具的三系法杂交水稻
（2）现有与育性有关细胞核基因纯合的四个品系水稻：N（R R）、S（R R）、N（r r）和S（r r）。① 上述四个品系的水稻，也携带着某些其他利于增产的优良性状基因，通过杂交可进一步获得具有杂种优势的种子。请你选出相应的亲本，以遗传图解的形式，提出获得杂交种子用于大田生产的最佳方案。②由于雄性不育系不能通过自交的方式得以保持（延续），用于之后的杂交育种，请你选出相应的亲本，以遗传图解的形式，提供保持不育系以用于育种的解决方案。
23.3
不育起点温度越低，受粉时出现雄性可育的情况越少，不易出现自交和杂交种混杂的现象
P ♀A╳♂A P ♀A╳♂H ↓低温条件 ↓高温条件收获F1种子（获得A水稻）收获A植株所结种子（即为高产水稻）
资料2：水稻存在雄性不育基因：其中R(雄性可育)对r(雄性不育)为显性，是存在于细胞核中的一对等位基因；N(雄性可育)与S(雄性不育)是存在于细胞质中的基因；只有细胞质和细胞核中均为雄性不育基因时，个体才表现为雄性不育。
思考：1.请写出水稻植株与该性状相关的所有基因型2.若要使雄性不育系恢复育性并产生杂种优势，可以选择什么基因型的品系与之杂交？3. 若要使雄性不育系不断繁殖，（让雄性不育系的后代，既保持雄性不育的特性，又能产生不育系种子），可以选择什么基因型的品系与之杂交？
考点二：以细胞核雄性不育系为工具的二系杂交水稻
资料3：研究者培育出光温敏型雄性不育系，其育性受一对隐性核基因（ee）控制而与细胞质无关。该品系水稻在长日照、高于临界温度（23oC）时表现为雄性不育；而在短日照、低于临界温度时表现为雄性可育。思考：依据以上资料，请提出获得杂交种子用于大田生产和保持雄性不育的合理方案。
【典例1】不育系的产生是基因突变的结果，在细胞核和细胞质中都含有决定雄蕊是否可育的基因（如右图）。其中细胞核中的不育基因用r表示，可育基因用R表示，且R对r显性；细胞质中的不育基因用S表示，可育基因用N表示。（1）上述细胞质与细胞核可组成__ 种基因型的细胞。四种基因的关系中，R能够抑制S的表达，即基因型为S(RR)的水稻表现为________；当细胞质基因为N时，无论细胞核中含有可育基因还是不育基因，植株都表现为雄性可育，所以雄性不育系的基因型为________________。

农艺师职称考试种植业卷复习题(含答案)

第二章粮油作物育种
复习参考题
水稻部分
一、名词解释
1.雄性不育系：雌雄同株植物中，雄蕊发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌蕊
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。
2.雄性不育保持系：当作为父本与雄性不育系杂交时，能使 F1 保持雄性不育性的植物品系。
3.雄性不育恢复系：雄性不育恢复系是指与雄性不育系杂交后，可使子代恢复雄性可育的
11.冻害：指零下低温所造成的伤害和死亡。
12.寒害：零下低温所造成的伤害和死亡或 0℃以上不能满足小麦正常生长发育要求的低温
对小麦的危害。
13.异附加系：在小麦原有染色体组的基础上增加一条或一对外来染色体的系。
14.异代换系：异种的一条或一对染色体取代小麦中相应的染色体的系成为异代换系。
二、填空题
2、水稻的产量构成因素主要有穗数、粒数
和粒重。
3、稻米品质具体包括碾米品质、外观品质、蒸煮食用品质和营养品质。
1
4、水稻的最重要的两大病害是指稻瘟病和白叶枯病。 5、普通栽培稻分籼稻、粳稻 2 个亚种。 6、普通栽培稻为二倍体，染色体组为 AA 组，体细胞染色体数为 24 (或性细胞染色体数为 12 )。 7、水稻质核互作雄性不育系依恢保特性不同可分为野败型和红莲型 2 种代表类型，从遗传特点来看前者属孢子体不育不育，后者属配子体不育不育。 8、杂交籼稻中应用最为广泛的雄性不育质源是野败型型细胞质，杂交粳稻中应用最多的是 BT 型细胞质。 9、水稻光敏核不育系在长日照条件下表现不育，可用于生产杂种；在短日照条件下表现可育，可用于繁殖不育系。三、判断题（正确打√，错误打×） 1、水稻穗数的遗传力较低，早代选择的效果不好。（ √ ） 2、水稻每穗粒数的遗传力较高，早代选择的效果较好。（ × ） 3、水稻粒重的遗传力较高，早代选择的效果较好。（ √ ） 4、2 个早熟水稻品种杂交，有时 F1 抽穗期明显推迟，往往是由于感光性基因互补所造成。（√） 5、早稻及中稻属于光照反应极弱或弱的类型。（ √ ） 6、早稻及中稻属于光照反应极强的类型。（ × ） 7、晚稻的感温性最强，出穗期早迟主要受感温性所支配。（ × ） 8、晚稻品种属于光照反应极强或强的类型，在延长光照的情况下，出穗期将明显推迟。（√） 9、籼、粳杂交，性状稳定较快，育成品种的周期较短。（ × ） 10、籼、粳间具有许多可以互补的优良性状，因此容易育成性状优良的新品种。（ × ） 11、籼、粳杂交 F1 有明显的亚种间杂种优势，因此容易育成高产新品种。（ × ） 12、测交是恢复系选育必不可少的环节。（ √ ） 13、恢复系对不同胞质不育系的恢复力具有选择性。（ √ ） 14、光敏核不育系的育性转换不仅受光照长度影响，也受温度高低影响。（√ ） 15、三系法的恢复系也可用于两系法配制杂交稻组合。（ √ ）四、问答题

农艺师职称考试复习题（含答案）

农艺师职称考试复习题（含答案）2016最新版重庆市农业、畜牧兽医、农机、水产养殖专业技术职务任职资格考评结合及以考代评考前复习资料答案（种植业卷）第一篇作物育种第一章作物育种基础绪论一、基本概念：（一）、育种学：作物育种学是研究选育和繁育作物优良品种的理论和方法的科学。

（二）、作物品种：是人类在一定的生态和经济条件下，根据自己的需要所选育的某种作物的某种群体。

二、基本问题：（一）、品种的特征特性？1、遗传上的相对稳定性；2、形态上的整齐一致性；3、有别于同一作物的其他群体；4、一定的生态适应性。

（二）、如何识别不同的品种？1、外部形态性状：株高、株形、颜色、籽粒；2、内在的遗传物质：Protein DNA。

（三）、优良品种在农业上的作用？1、提高产量；2、改善品质；3、增强抗性；4、扩大栽种地区；5;改革耕作制度；6、促进农业机械化。

*三、思考题：（一）品种的合理利用？1、根据品种的特征特性，因地制宜地种植良种。

2、良种良法相结合。

3、注意品种的合理布局与合理搭配。

4、注意优良品种的防杂保纯和良种良繁工作。

第二章粮油作物育种复习参考题水稻部分一、名词解释1?雄性不育系：雌雄同株植物中，雄蕊发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌蕊发育正常，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。

2.雄性不育保持系：当作为父本与雄性不育系杂交时，能使F1保持雄性不育性的植物品系。

3.雄性不育恢复系：雄隹性不育恢复系是指与雄性不育系杂交后，可使子代恢复雄性可育的品系。

4. 孢子体不育：是指花粉的育性受孢子体（植株）基因型所控制，而与花粉本身所含基因无关。

5. 配子体不育：指花粉的育性直接受雄配子体（花粉）本身的基因所控制。

6. 光敏核不育性：水稻光敏感核不育基因是光敏感雄性核不育水稻中对光线敏感的，调控花粉发育的重要基因。

二、填空题1、水稻是世界上最重要的两大粮食作物之一，其栽培面积和总产仅次于小麦。

水稻不同细胞质雄性不育系花粉败育的细胞生物学比较研究

ｈｄａｓｍｅａｏｔｎｐｏｅｓｂｔｅｈｙｅｏａａｂｒｉｒｃｓｅｗｅｎｔｅｔｐｆＷＡｎ，ｈｉｆａｏｔｎｍｏｔａｐｎｄａｈｔｇｏａｄＤｔｅｔｍｅｏｂｒｏｓｈｐｅｅｔｔｅｓａｅｉｆｏｍｏｏａｙｎｔｉａｙｎＨｏｅｅ，ｈａｇＫ，Ｎ，ｈｉｄｆＣＭＳｌｅａａｌｒａｏｔｎｒｍｎｃｒｏｏｄｋｒｏ．ｗｖｒｔｅＧｎ，Ｉｔｅ３ｋｎｓｏｉｓｈｄａｆｍｉａｂｒｏｎｉｉ
果显示，野败型和Ｄ型不育系花粉败育时间发生在单核期向双核期过渡阶段，这两种类型胞质不育系花粉败育过程基本类似；冈型不育系、Ｋ型不育系和印尼水田谷型不育系这３种细胞质雄性不育系的花粉败育时期略早于野败型和Ｄ型，一般在单核末期就全部败育，而这３种类型的胞质雄性不育系花粉败育过程基本相似。关键词：细胞质雄性不育；绒毡层；花粉败育中图分类号：Ｓ５１１文献标志码：Ａ文章编号：１０４０（０２０－３－５０１— ７５２１）５００００
第３卷１
第５期
２１０２年５月
种
子
（ｅｄＳｅ）
Ｖ１３Ｎ．Ｍａ．２１ｏ．１ｏ５ｙ０２
水稻不同细胞质雄性不育系花粉败育的细胞生物学比较研究
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两系水稻的育种原理

两系水稻的育种原理水稻是我国重要的粮食作物之一，也是农业生产的重要组成部分，其中两系水稻的育种是我国水稻育种技术的重要一环。

本文将从两系水稻的概念、分类、遗传原理和育种方法等方面进行详细介绍。

一、两系水稻的概念和分类两系水稻又称半复交系水稻，是通过人工杂交技术制备的种子，其遗传特征具有杂交优势，可获得高产、优质、抗逆等特性。

两系水稻的种子是通过杂交组合，在两个亲本间进行杂交，以保留两个优良亲本的遗传优势，消除其不良遗传性状，创造一种新的生物类型。

根据两系水稻中“父系”和“母系”的不同，可以将其分为A/B两类型。

其中A 类型是以草胡子4号、福优86等高产优质父本为载体，与外阔粳、中秧等不同类型的母本进行配对，形成的杂交组合为A/R，称为A系水稻；B类型是以外阔粳、中秧等早、中、晚熟母本为配体，经过不同的父本杂交，形成的杂交组合为B/R，称为B系水稻。

二、两系水稻的遗传原理两系水稻的遗传原理主要是利用杂交育种方法，将两个优良亲本的遗传优势提取出来，避免不良的基因组合。

在杂交时，选择不同性状但不影响杂交代的亲本进行杂交，通过组合遗传，提取两个亲本的优良基因，使后代具有杂种优势。

其中，A系水稻的优点是产量高，品质好；B系水稻的优点是早熟，抗逆能力强。

在两系水稻杂交的过程中，由于父母株的亲缘关系较远，产生了许多新的基因组合，使种子产量、穗长、粒型、稻米特性等多种性状得到了改良。

三、两系水稻的育种方法两系水稻的育种方法主要是A/B两系M-2、M-3遗传再组合育种法。

其具体操作步骤为：1.选育亲本材料，可以选择两系水稻中的优良亲本，或者将其与其他育种父本和母本进行杂交，引进新的遗传资源。

2.进行杂交，选用杂交亲本进行人工授粉，杂交秧苗生长一段时间后，选取优质的杂种亲本进行育种。

3.筛选优质农艺性状，通过种子产量、穗长、稻米特性等指标对杂种亲本进行筛选鉴定，以选出具有优异性状的育种亲本。

4.进行A/B两系自交后代的M2、M3遗传再组合、实验选育，对自交后代进行大规模的筛选，得出符合要求的杂种亲本。

高考生物遗传——水稻雄性不育专题练习含答案

高考生物遗传一一水稻雄性不育专题1.杂合体在一种或多种性状上优于两个亲本的现象称为杂种优势.以下是有关杂交水稻的研究,请答复下列问题.〔1〕水稻是雌雄同株两性花的植物,杂交实验中,为了预防母本须进行人工去雄.水稻的花非常小,人工操作难以实现.后来,科学家在自然界发现了雄性不育〔雄蕊不能产生可育花粉〕的水稻植株,其在杂交时只能做,这就免除了人工去雄的工作,因此作为重要工具用于水稻杂交育种.〔2〕不育系的产生是基因突变的结果,在细胞核和细胞质中都含有决定雄蕊是否可育的基因〔如右图〕.其中细胞核中的不育基因用r表示,可育基因用R表示,且R对r 显性；细胞质中的不育基因用S表示,可育基因用N表示.上述细胞质与细胞核可组成种基因型的细胞.四种基因的关系中,R能够抑制S的表达,即基因型为5依心的水稻表现为；当细胞质基由于N时,无论细胞核中含有可育基因还是不育基因,植株都表现为雄性可育,所以雄性不育系的基因型为.〔3〕现有与育性有关细胞核基因纯合的四个品系水稻：N〔R R〕、S〔R R〕、N〔r r〕和S〔r r〕.①上述四个品系的水稻,也携带着某些其他利于增产的优良性状基因,通过杂交可进一步获得具有杂种优势的种子.请你选出相应的亲本,以遗传图解的形式,提出获得杂交种子用于大田生产的最正确方案.②由于雄性不育系不能通过自交的方式得以保持〔延续〕,用于之后的杂交育种,请你选出相应的亲本,以遗传图解的形式,提供保持不育系以用于育种的解决方案.获得杂交种的遗传图解：保持不育系的遗传图解：〔4〕由于上述育种方案还存在一些缺乏,比方,有些虽表现出很强的杂种优势,但结实率低.研究者培育出光温敏型雄性不育系,其育性受一对隐性核基因〔ee〕限制而与细胞质无关.该品系水稻在长日照、高于临界温度〔23<C 〕时表现为雄性不育；而在短日照、低于临界温度时表现为雄性可育.依据以上资料,请提出获得杂交种子用于大田生产和保持雄性不育的合理方案.〔5〕水稻杂交种具有杂种优势,但杂种后代会发生,无法保持其杂种优势,导致每年需要重新制种.为解决每年制种的繁琐问题,请提出新的设想.〔1〕自交〔自花传粉〕母本〔2〕六雄性可育 S 〔rr 〕〔3〕〔4〕秋季〔短日照、低于临界温度〕光温敏型雄性不育系表现为可育,可自交产生不育系.〔夏季〔长日照、高于临界温度〕光温敏型雄性不育系〔ee 〕与正常可育品系〔〕杂交,获得杂交种用于大田生产〕〔5〕性状别离无融合生殖〔略〕 2.水稻的雄性不育植株是野生型水稻的隐性突变体〔正常基因M 突变为m 〕.雄性不育植株不能产生可育花粉,但能产生正常雌配子.〔1〕水稻的花为两性花,自花授粉并结种子.在杂交育种时,雄性不育植株的优点是无需进行大大减轻了杂交操作的工作量.〔2〕我国科研人员将紧密连锁不发生交换的三个基因M 、P 和R 〔P 是与花粉代谢有关的基因,R 为红色荧光蛋白基因〕与Ti 质粒连接,构建,通过法转入雄性不育水稻植株细胞中,获得转基因植株,如下列图所示.〔3〕向雄性不育植株转入乂基因的目的是让转基因植株.转基因植株自交后代中,雄性不育植株为荧光植株,由无荧光植株和红色荧光植株的性状别离比为分析,P 基因的功能是雄性不育植株转入M,P 和R 基因〔基因型mm 〕步转基因植株 |—►无荧光植株〔占50%〕»红色荧光植株〔占50%〕〔4〕雄性不育植株不能通过自交将雄性不育的特性传递给它的子代,而育种工作者构建出的转基因植株的特点是.〔5〕以转基因植株自交产生的雄性不育植株作为母本,以其他水稻品种为父本进行杂交,获得杂交稻.转基因植株中的M、P和R基因不会随着这种杂交稻的花粉扩散,这是由于转基因植株,因此保证了雄性不育植株和杂交稻不含M、P和R基因.28.〔1〕去雄〔2〕重组DNA农杆菌转化〔3〕雄配子可育无 1:1 使带有P基因的花粉败育〔4〕自交后既产生雄性不育植株,用于育种,也可产生转基因植株用于保持该品系〔5〕紧密连锁的M、P和R基因不会发生交换〔即M、R基因不会出现在没有P基因的花粉中〕；而且含有P 基因的花粉是失活的3.水稻是我国主要的农作物之一.两用核不育系水稻〔夏季高温条件下,表现为雄性不育；秋季低温条件下,恢复育性可以自交产生籽粒〕在农业上与正常水稻杂交,用于生产高产杂交水稻.〔1〕现有两个两用核不育系的水稻,其雄性不育的起点温度分别为23. 3c和26℃.在制备高产水稻杂交种子时, 由于大田中环境温度会有波动,应选用雄性不育起点温度为℃,原因是.〔2〕用A与H 〔正常水稻〕获得两用核不育系水稻A和持续培育高产水稻的方法是〔用遗传图解表示并标明适用的温度条件〕〔3〕在两用核不育系大田中偶然发现一株黄叶突变体X.①将突变体X与正常水稻H杂交得［均为绿叶,*自交得F2群体中绿叶、黄叶之比为3：1.由以上可以推测,自然黄叶突变体X的黄叶性状由基因限制,这一对叶色基因的遗传符合基因的定律.②为确定限制黄叶基因的位置,选用某条染色体上的两种分子标记〔RM411和WY146〕,分别对吃的绿色叶群体的10个单株〔10G〕和黄色叶群体10个单株〔10Y〕进行PCR,之后对所获得的DNA进行电泳,电泳结果可反映个体的基因型.M为标准样品,结果如下列图所示.WYI46从上图可以看出,每图中10G 个体中的基因型为种,其中 (填写“图1〞或“图2〞)的比例与理论比值略有不同,出现不同的最可能原因是.每图中10Y 的表现均一致,说明两个遗传标记与黄叶基因在染色体上的位置关系是.(4)与普通两用核不育系相比,利用此自然黄叶突变体培育出的黄叶两用核不育系在实际生产中应用的优势是【答案】 (1). 23.3(2).不育起点温度越低,授粉时出现雄性可育的情况越少,不易出现自交和杂交种混P 的xJA P?Ax 5H杂的现象 (3).“俯晶条件|高温条件(4).隐性 (5).别离收薮F1种子［获得AzK 稻)收获A 植株所结种子(即为高产水稻)(6). 2(7).图1(8).待测样本数少 (9).位于同一条染色体上(10).在苗期可筛选出杂交种中混有的自交种4.水稻的育性由一对等位基因M 、m 限制,基因型为阿和Mm 的个体可产生正常的雌、雄配子,基因型为啦的个体只能产生正常的雌配子,表现为雄性不育,基因M 可使雄性不育个体恢复育性.通过转基因技术将基因M 与雄配子致死基因A 、蓝色素生成基因D 一起导入基因型为1^的个体中,并使其插入到一条不含m 基因的染色体上,如下列图所示.基因D 的表达可使种子呈现蓝色,无基因D 的种子呈现白色.该方法可以利用转基因技术大量培育不含转基因成分的雄性不育个体.请答复下列问题：能出现的因型为 ⑵上图所示的转基因个体自交得到F1,请写出遗传图解.⑶F1中雄性可育〔能产生可育雌、雄配子〕的种子颜色为.⑷F1个体之间随机授粉得到种子,快速区分雄性不育种子和转基因雄性可育种子的方法是 RM41I ⑴基因型为1^的个体在育种过程中作为母本),该个体与育性正常的非转基因个体杂交,子代可 M H X -IQ G► <1 OY> MIIX ♦WC» t 1 OY挎珞因十体(ADMmm)(父〔I 〕 Mm, nwn 〔2 分〕蓝色〔I寸】1浮X廉整?1分工财净.植㈱所结的种子好育雄性斯育的也有维性不育的I R均为闩华士岩区如浮5.水稻是我国主要的粮食作物之一,它是自花传粉的植物.提升水稻产量的一个重要途径是利用杂交种〔F1〕的杂种优势,即F1的性状优于双亲的现象.〔1〕杂交种虽然具有杂种优势,却只能种植一代,其原因是,进而影响产量.为了获得杂交种,需要对去雄,操作极为繁琐.〔2〕雄性不育水稻突变体S表现为花粉败育.在制种过程中,利用不育水稻可以省略去雄操作,极大地简化了制种程序.①将突变体S与普通水稻杂交,获得的［表现为可育,F2中可育与不育的植株数量比约为3 ： 1,说明水稻的育性由等位基因限制,不育性状为性状.②研究人员发现了限制水稻光敏感核不育的基因pms3,该基因并不编码蛋白质.为研究突变体S的pms3基因表达量和花粉育性的关系,得到如下结果〔用花粉可染率代表花粉的可育性〕.表1不同光温条件下突变体S的花粉可染率〔％〕0 ~~1~—1~—1~短日低温短日高温长日低温长口高温图1不同光温条件下突变体S的pms3基因表达量差异该基因的表达量指的是的合成量.根据实验结果可知,pms3基因的表达量和花粉育性关系是.突变体S的育性是可以转换的,在条件下不育,在条件下育性最高,这说明.〔3〕结合以上材料,请设计培育水稻杂交种并保存突变体S的简要流程： .答案：〔18分,除特殊说明外,每空2分〕〔1〕F1自交后代会发生性状别离现象母本〔2〕①1对〔1分〕隐性〔1分〕②RNA花粉育性变化与pms3基因的表达量呈现正相关〔pms3基因的表达量越高,花粉育性越高〕长日高温〔1分〕短日低温〔1分〕表现型是基因与环境共同作用的结果〔3〕在长日高温条件下,以突变体S为母本,与普通水稻杂交,收获S植株上所结的种子即为生产中所用的杂交种.在短日低温条件下,使突变体S自交,收获种子,以备来年使用.〔4分〕6.杂交水稻是我国对当代世界农业的巨大奉献,在实际种植过程中表达了巨大的杂种优势.〔1〕杂交水稻自交后代会产生性状别离,其原因是杂交水稻在减数分裂过程中发生了的别离,导致其品质下降,因此不可直接留种.〔2〕传统的杂交水稻制种过程中,需要选择花粉败育的品种〔不育系〕作为母本,这样可以预防自花受粉.为了解决不育系的获得和保持问题,科研人员做了如下研究:①水稻的雄性可育是由N基因决定的,人工诱变处理野生型水稻,最终获得基因型为99的雄性不育植株.让该植株与野生纯合水稻杂交,得到的F/代〔可育/不可育〕.②为快速筛选可育种子与不育种子,科研人员将基因N、花粉败育基因M 〔只在配子中表达〕、红色荧光蛋白基因 R一起构建重组Ti质粒,可采用法将其导入雄性不育植株〔nn〕细胞中,获得雄性可育杂合体转基因植株〔N-M-R所在区段不发生交叉互换〕.该植株自交得到的种子中红色荧光：无荧岩.选择种子种植自交,可继续获得不育类型.〔3〕科研人员尝试让杂交水稻通过无性繁殖产生种子,解决留种繁殖问题.①研究发现,来自卵细胞中B基因的表达是启动受精卵发育成胚胎的必要条件,机制如下列图所示：据图分析,敲除精子中B基因后,那么受精卵中来自卵细胞的B基因.假设让卵细胞中的B基因表达,该卵细胞可直接发育为植株,因其不可育那么不能留种繁殖.②科研人员发现敲除杂交水稻中限制减数分裂的R、P、O三个关键基因,利用MiMe技术使其卵原细胞以有丝分裂方式产生“卵细胞〞,那么获得的“卵细胞〞与杂交水稻基因型.③基于上述研究,请你设计杂交水稻保持杂种优势适宜留种繁殖的方案：.答案：〔1〕等位基因〔2〕①可育②农杆菌转化〔基因枪〕1:1红色荧光〔3〕①不能表达单倍体②一致③敲除杂交水稻中限制减数分裂的三个关键基因,同时让该水稻卵细胞中B基因表达〔B蛋白〕,以此获得种。

水稻不同不育系花药的细胞学比较研究

郭玉华,张立爽,林团荣,等.水稻不同不育系花药的细胞学比较研究[J].江苏农业科学,2010(1):91-94.水稻不同不育系花药的细胞学比较研究郭玉华,张立爽,林团荣,姜可心,曲明南(沈阳农业大学农学院,辽宁沈阳110161)摘要:以沈农05-9不育突变株及其后代混粉1、混粉2、混粉3、混粉4和6个辽宁省主要杂交稻母本等11个不育系为材料,以沈农05-9原始株系为对照,采用石蜡切片技术,进行了花药形态学特征、细胞学特征观察比较。

结果表明,花药染色较深、药壁分层不清晰为各不育系普遍存在的特点。

9214A 、屉A 、14A 、盛粳A 等4个不育系花药壁、药隔的发育均表现正常,其中,屉A 及14A 绒毡层延迟解体,9214A 和盛粳A 绒毡层都提前解体。

但沈农05-9不育株、混粉1、混粉2、混粉3、混粉4、辽99A 、52A 花药表现瘦瘪,花药药隔维管束纤维化严重,维管束周围细胞结构紧密,绒毡层消失较早。

花药早期的纤维化及结构杂乱为不育系败育的原因,药隔结构的异常直接影响了花药发育过程中的形态。

关键词:水稻;不育系;细胞学;花药;药隔;形态学中图分类号:S511.01 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2010)01-0091-04收稿日期:2009-05-11基金项目:农业部/9480项目(编号:30040025);北方粳稻遗传育种重点实验室开放课题;沈阳农业大学中青年导师基金。

作者简介:郭玉华(1957)),女,辽宁新宾人,博士,教授,博士生导师,从事水稻遗传育种研究。

E -m ai:l guoyuhu a2006@126.co m 。

在水稻花药发育过程中,花药内任何结构的异常都可能导致雄性不育。

前人对于水稻雄性不育系的细胞学研究较多,对于花药结构与败育原因的关系也众说纷纭。

潘坤清发现野败型不育系绒毡层细胞液化最终引起败育[1]。

徐树华在红莲-华矮15不育系中发现绒毡层细胞增生,造成花药室中的花粉母细胞解体,造成花粉败育[2]。

花粉败育的分析

花粉败育的分析尹伟荣杨飞　蒋晓霞　刘明　郭云　支崇远（贵州师范大学地理与生物科学学院,贵州贵阳550001)摘要：本文对花粉败育作了简要综述，阐述了花粉败育的含义、原因、机理以及应用，并提出了一些研究展望。

关键词：花粉；花粉败育被子植物花粉的正式学名叫Pollen，是花的雄性器官，通俗地说就是植物的精子，是植物生命的精华所在。

花粉的体积小，颜色大多是淡黄或淡粟色。

花粉细胞直径15-50μm。

花粉不但包含着生命的遗传信息，还包含着孕育新生命所需的各种营养物质。

花粉是一种具有特殊结构和功能的微小生命有机体，一般由2～5个细胞组成，结构简单，花粉发育的研究一直是国际生殖生物学家研究的热点，并已发展成为一门专门的学科—花粉生物学。

早期的花粉发育研究主要集中在对花粉发育一般的描述上，从而积累了大量的资料，随着现代生物学技术的迅速发展和运用，对花粉发育生物学的深入研究起了重要作用，主要表现在对花粉发生和发育过程中细胞质成分及内部结构的研究，其中包括细胞质遗传、细胞质分化、脱分化、再分化以及细胞质骨架等方面的研究[1]。

近十几年来，特别是针对花粉发育中的分子机理开展了大量的研究工作，例如花粉发育过程中信号传导及其调控、细胞极性和细胞命运的分子机理以及花粉发育特异基因的表达和调控等方面均取得了一些重要的研究进展，为了使人们对花粉败育有一个比较系统的了解，本文就以下几个问题作了简要综述。

1．花粉败育的含义花粉败育（pollen abortion）指由于种种内在和外界因素的影响，使花药中产生的花粉不能正常发育的现象。

花药成熟后，一般都能散放正常发育的花粉粒，由于种种内在和外界因素的影响，有时散出的花粉没有经过正常的发育，不能起到生殖的作用。

2．花粉败育的原因2．1 花粉母细胞进行减数分裂纺锤体异常花粉母细胞进行减数分裂，不育细胞与可育细胞的染色体数目相同，但不育细胞的单价体较多，不育细胞虽能形成明显的赤道板，但异常的纺缍体使在赤道板上的染色体方向各异，后期I染色体分向两极数目不均等，一些配对染色体成整体运动，而不分向两极。

水稻幼穗发育过程中减数分裂及花药发育的电镜观察

水稻幼穗发育过程中减数分裂及花药发育的电镜观察水稻是我国主要的粮食作物之一，其生长和发育过程一直是植物学家们所关注的研究领域。

其中，水稻的花药发育和减数分裂是水稻生长和发育的重要阶段，对水稻的育种和增产具有重要的意义。

本文旨在通过电镜观察的方式，探究水稻幼穗发育过程中减数分裂及花药发育的细节和机制。

一、水稻花药的结构水稻花药是水稻雄性生殖器官的重要部分，它由四个花被片和一个花药组成，花药内部的细胞按照一定的顺序发育、分化和成熟，最终产生粉末状的花粉，为水稻的繁殖和生长提供了保障。

为了更好地观察水稻花药的结构，我们采用了电镜技术。

经过观察，我们发现水稻花药内部的细胞分布非常整齐，表现出一定的层次感。

花药外部为被子类，内部则是球形花药，由内向外依次为四个分室。

每个分室内部有着一定数量的小细胞，这些小细胞会在花药的发育过程中依次分裂、分化，最终形成花粉。

二、水稻花药的减数分裂花药内的细胞在分化、发育的过程中，主要经历了减数分裂、染色体异型分裂以及花粉粒形成等多个步骤。

而其中最关键的步骤之一就是减数分裂。

减数分裂又称减数分裂分离，是指染色体复制后，一对同源染色体的两个单倍体着丝粒之间的联接断裂，随后的步骤中染色体按照一定的规律进行组合、重组和分离，最终形成四个单倍体的分离子。

减数分裂是生殖细胞发生的过程中的一环，而花药内的生殖细胞也需要经历这一过程。

通过电镜观察，我们可以清晰地看到花药内的小胞子母细胞在减数分裂的过程中不断地膨胀和收缩，染色体也随之产生了明显的形态变化。

在第一次减数分裂结束之后，小胞子母细胞会迅速地开始第二次减数分裂，随后形成四个单倍体的花粉细胞。

三、花药中花粉粒的形成花药中的花粉粒也是花药发育和减数分裂的重要结果之一，它主要由花粉壁和花粉细胞两部分组成。

花粉壁是由多层不同形态的细胞产生，可以提供一定的保护和营养作用。

而花粉细胞则是由4个单倍体的核结合而成，最终发育成熟并散发出来。

电镜下观察花药中花粉粒发育过程中，我们可以看到花粉壁的细胞内部形态十分丰富和复杂。