植物雄性不育系的观察与利用

雄性不育

雄性不育系

几乎所有的二倍体植物，不论是野生或栽培的，都可以找到导致雄性不育的核基因。据不完全统计,现已发现近200种植物存在着核质互作型的雄性不育性，其不育程度和遗传稳定性颇不相同。育种上需要的是对环境条件不敏感，能够稳定遗传的雄性不育系。

雄性不育系主要在杂种优势利用（植物）上作母本，可以省去去雄工作,便于杂交制种,为生产上大规模利用杂种一代优势创造条件。核、质互作型不育系的种子繁殖，须靠一个花粉正常而又能保持不育系不育特性的雄性不育保持系授粉。杂交制种则须有一个花粉可育，并能使杂种恢复育性的育性恢复系。这样，不育系、保持系和恢复系（分别简称A、B和R 系）三系配套,就成为利用不育系以大量配制杂交种子的重要前提。

雄性不育系主要可分两类：

一、细胞核雄性不育系

即由控制花粉正常育性的核基因发生突变而形成的不育系。

1、不育机制：一般由1对隐性基因控制，但也有由2～3 对隐性基因互作而产生的雄性不育性（如莴苣）。假如控制花粉正常育性是一对显性基因RfRf，则由于隐性突变,杂合体Rfrf自交后将会分离出纯合基因型rfrf,表现为雄性不育。大麦、玉米、高粱、大豆、番茄、棉花等很多作物都有这样的突变体。但偶尔还发现有杂合的显性核不育现象。其正常可育的基因型为msms，而经显性突变后产生的杂合基因型Msms会由于Ms的显性作用表现为雄性不育,当它被正常育性植株msms授粉结实时,其子代按1:1比例分离出显性不育株和隐性可育株,并依此方法代代相传。1972年中国在山西省发现的由显性单基因控制的太谷核不育小麦就属于此类。

作物雄性不育系存在的问题及改良利用

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙｉｓｔｈｅｍａｉｎｗａｙｏｆｃｒｏｐｈｅｔｅｒｏｓｉｓｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｈａｄｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｖａｌｕｅｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙｉｎｃｌｕｄｅｄｎｕｃｌｅａｒｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙａｎｄｎｕｃｌｅａｒａｎｄｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙ．Ｎｕｃｌｅａｒａｎｄｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙａｃｃｏｕｎｔｓｆｏｒｔｈｅｍｏｓｔｉｎｃｒｏｐｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｂｒｅｅｄｉｎｇｏｆｍａｌｅｓｔｅｒｉｌｉｔｙｌｉｎｅｓｍｕｓｔｆｏｃｕｓｏｎｔｈｅａｂｉｌｉｔｉｅｓｏｆｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｈｉｇｈｅｘｔｅｒｎａｌｓｔｉｇｍａｒａｔｅａｎｄｖｉｔａｌｉｔｙａｎｄｃｒｏｐｙｉｅｌｄ，ｌｏｗｓｅｌｆ－ｆｅｔｒｉｌｉｔｙｐｅｒｃｅｎｔａｇｅａｎｄａｂｏｒ —

植物雄性不育与果实形态的关系

在自然界中，植物的繁殖过程非常重要，而雄性不育是一种常见而又复杂的现象。雄性不育是指某些植物的花粉或花粉管处于异常状态，无法与雌蕊结合，导致无法进行有性繁殖，从而影响到了植物的果实形态。本文将从多个角度探讨植物雄性不育与果实形态的关系。

一、植物雄性不育的原因

植物雄性不育是由多种原因引起的，包括基因突变、染色体异常、环境因素等。其中，比较常见的是基因突变。这种突变可以影响到花粉发育及其生殖能力，从而导致雄性不育。花粉发育是一个很复杂的过程，包括花药分裂、花药壁形成、花粉母细胞分裂、花粉粒形成等环节，只有这些环节都顺利完成，花粉才能正常发育。二、植物雄性不育对果实的影响

雄性不育对植物的果实形态产生了很大的影响。果实的形态主要由花柱、雌蕊

和花瓣等部分组成。当花柱或雌蕊缺乏了精子的受精后，就无法形成正常的种子，也就无法正常发育成优质的果实。而有些雄性不育的植物虽然可以产生有限的种子，但它们的种子往往不具有遗传优势，这就导致了植物的数量和品质都无法得到保证。

三、果实形态对雄性不育的监测

果实形态可以成为一种检测植物雄性不育的方法。比如说，一些果实缺少种子

或种子数量非常少的珍贵果树，就很可能存在雄性不育的情况。在这种情况下，可以通过检查花粉的数量、花粉萌发率以及花粉管的形态等多个方面来判断是否存在雄性不育的情况。

四、植物雄性不育的后代研究

研究植物雄性不育的后代也是研究植物果实形态的一个重要方面。通过对雄性

不育植物后代的研究，可以更好地了解植物的繁殖机制，进一步探究植物雄性不育

植物及其雄性不育性研究及其在育种中的应用

植物及其雄性不育性研究及其在育种中的应

用

植物是人类生活的重要组成部分，从粮食作物到药用植物，均为人类提供了极

为重要的生活资源。如今，随着人口的增加和生活水平的提高，对植物的需求越来越大。因此，如何有效地利用植物资源，提高植物的产量和品质，成为了植物育种领域中的关键问题之一。在这方面，雄性不育性是一种常用的育种技术，也是当前研究的热点之一。

一、雄性不育性的定义和分类

雄性不育性是指植物花粉形成异常，不能成熟、不能释放或者不能与雌蕊结合，最终导致种子无法结实的一种遗传特性。根据其发生的原因，雄性不育性可以分为自然雄性不育性和人工雄性不育性两种类型。

自然雄性不育性是指由于植物染色体的基因突变或基因组组合变异而导致的雄

性不育性现象。这种类型的雄性不育性不会受到环境因素的影响，遗传性稳定。

人工雄性不育性是指通过人工手段诱导植物的雄性不育性，主要包括化学诱导、物理诱导和遗传诱导等方法。这种类型的雄性不育性受到环境因素的影响较大，遗传性相对不稳定。

二、雄性不育性在育种中的应用

雄性不育性技术是目前应用最广泛的一种育种技术之一，主要应用于杂种优势

的利用和固定、纯系品种的选育以及遗传分析等方面。

1. 杂种优势的利用和固定

利用杂种优势是提高植物种质利用率和生产力的有效途径之一。但是，常规的

种子杂交法存在以下问题：①杂交后代的杂种优势不一定能得到保留或遗传稳定；

②有些杂交植物还会产生不育性后代，影响了产量和品质。而使用雄性不育性材料进行杂交，则可以显著提高杂交植物的产量和品质稳定性，同时保证后代的杂种优势能够固定传承。

作物雄性不育性在育种中的应用概评

秦太辰

【摘要】概述总结了作物雄性不育性的类别与遗传特点。雄性不育性的遗传机理涉及细胞质遗传的现象,目前已初步探明玉米C群不育系的胞质基因可能是atp6-c,芝麻不育胞质基因拟为atpA。雄性不育化杂交种在实践中主要应用于玉米、水稻和蔬菜中。尽管现有近交理论、DNA甲基化效用、水稻胞质与核不育系遗传等理论提出,雄性不育化育种的基本理论尚需进一步探讨。在雄性不育化育种技术上,要逐步解决难点作物,如小麦、荞麦、菜豆等的不育化育种问题。%This paper summarized the type and genetic characteristics of male sterility. The mechanism of male sterility is involved in cytoplasmic heredity. It has been initially proved that atp6 c and aptA are the cytoplasmic genes of maize sterile line C group and namie male sterile line, respectively. Male sterility hybrids are extensively applied in corp production, shuch as maize, rice and vegetables. Despite some theories were proposed, such as inbreeding theory, DNA methlation and genetics of rice cytoplasm male sterile line, the basic theories of male sterile breeding requests further study. This paper suggested to gradually resolve the difficulties of crop male sterile hybridization breeding in wheat, buckwheat and navy beans.

雄性不育的利用.

雄性不育的利用

（一）三系法

三系配套的一般原理是首先把杂交母本转育成不育系。常用的做法是利用已有的雄性不育材料与该母本材料（此时其作父本）杂交，如果该材料的基因型为N/(rfrf),则连续回交若干次（一般4～5次），就得到该母本材料不育系。其次是繁殖不育系，此时雄性正常的、用于回交的该亲本材料即成为新的不育系的同型保持系，它除了具有雄性可育的性状外，其他性状与新不育系完全相同，它能为不育系提供花粉，保证不育系的繁殖，同时保持系自交可繁殖自己。再次是制种，不育系与恢复系（基因型为S/RfRf或N/RfRf）的杂交为制种。如果原来欲作杂交的组合父本本身就带有恢复基因，经过测定证明后，可以直接利用配制杂交种，供大田生产用，同时恢复系自交可繁殖自己。否则，也要利用带恢复基因的材料，进行转育工作。转育的方法与转育不育系大同小异。

图1应用三系法配制杂交种示意图

（二）两系法

“湖北光敏核不育水稻”具有在长日照周期诱导不育、短日照周期诱导可育的特性，因此这种不育水稻可以将不育系与保持系合二为一，为此我国学者提出了利用光敏核不育水稻生产杂交种子的“两系法”，这种方法目前已在我国水稻生产上大面积推广应用。

图2基于光敏核不育水稻的杂交制种示意图

植物雄性不育的机制及应用研究进展

河南农业科学ꎬ２０１９ꎬ４８(５):１￣９

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ

ｄｏｉ:１０.１５９３３/ｊ.ｃｎｋｉ.１００４￣３２６８.２０１９.０５.００１

收稿日期:２０１８－１２－１９

基金项目:２０１７年湖南省普通高等学校教学改革研究项目(６３２)ꎻ湖南省重点研发计划(２０１７ＮＫ２１７３)ꎻ国家级大学生创新创

业训练计划平台项目(２０１８１３８０９００２)

作者简介:王保明(１９６７－)ꎬ男ꎬ河南三门峡人ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ主要从事经济林栽培育种和林木生物技术研究ꎮ

Ｅ－ｍａｉｌ:ｗａｎｇｂａｏｍｉｎｇ８６３＠１２６.ｃｏｍ

植物雄性不育的机制及应用研究进展

王保明１ꎬ陈永忠２ꎬ李红波１ꎬ莫㊀华１ꎬ黄露波１

(１.湖南应用技术学院农林科技学院ꎬ湖南常德４１５０００ꎻ２.湖南省林业科学院/

国家油茶工程技术研究中心ꎬ湖南长沙４１０００４)

摘要:雄性不育在植物生长和发育中发挥着重要作用ꎮ概述了植物雄性不育的形成㊁分类㊁细胞生物学㊁物质能量代谢等特征ꎬ从表观遗传学㊁分子标记㊁基因型鉴定㊁转录调控因子㊁基因表达等方面阐述了植物雄性不育的分子机制ꎬ揭示了生长调节剂对植物雄性不育的影响ꎮ最后ꎬ从植物雄性不育材料获取方法的选择与评估㊁优良不育系和授粉系的筛选㊁高产不育系培育等方面分析了植物雄性不育应用所面临的问题㊁对策及发展趋势ꎮ关键词:植物ꎻ雄性不育ꎻ机制ꎻ应用

中图分类号:Ｓ３２６㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀文章编号:１００４－３２６８(２０１９)０５－０００１－０９

ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＭａｌｅＳｔｅｒｉｌｉｔｙｏｆＰｌａｎｔｓａｎｄＩｔｓＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

利用杂种优势的途径五：利用植物雄性不育性.

利用植物雄性不育性生产杂种种子

雄性不育是指雄性器官发育不良，失去生殖功能，导致不育的特性。雄性不育性在植物界普遍存在。据Kaul（1988）报道，已经在43科162属617个物种及种间杂种中发现了雄性不育，其中包括玉米、水稻、小麦、高粱、油菜、棉花等主要农作物。雄性不育可以作为重要工具用于各种作物的杂交育种和杂种优势利用，特别是自花授粉作物和常异花授粉作物的杂种优势利用，更是把雄性不育作为最重要的途径。当杂交母本获得了雄性不育性，就可以免去大面积繁殖制种时的去雄劳动，降低生产成本，提高杂种种子质量，带来更大的经济效益。

一、植物雄性不育性的分类

（一）质核互作雄性不育

质核互作雄性不育是受细胞质不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型，常被简称为胞质不育（CMS）。当胞质不育基因S存在时，核内必须有相对应的隐性不育基因rr，个体才表现不育。在杂交或回交时，只要父本核内没有显性可育基因R，则杂交子代一直保持雄性不育，表现细胞质遗传的特征。如果细胞质基因是正常可育基因N，即使核基因是rr，个体仍然正常可育；如果核内存在显性可育基因R，不论细胞质是S或N，个体均表现育性正常。

按照细胞质中有可育基因N或不育基因S，细胞核中有显性可育基因RR，隐性不育基因rr，杂合基因Rr，质核结合后将会组成6种基因型（表10-1）。6种基因型中只有S（rr）一种不育，具有这种基因型的品系或自交系就称雄性不育系，简称不育系（A）。它由于细胞质基因体内生理机能失调，以致雄性器官发育不良没有生殖能力，但它的雌蕊是正常的，可以接受外来花粉而受精结实。其余5种基因型都是可育的，如果以不育型为母本，分别与5种可育型杂交将会出现以下三种情况：

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
一、目的
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育性鉴定技术。
实验20 作物雄性不育系的鉴定
二、内容说明
定义：作物雄性不育系是指雄性器官发育不正常，无花粉，或虽有花粉但不具有受精能力，而雌性器官发育正常，能接受外来正常花粉受精结实。当前农作物杂种优势利用方法主要有雄性不育系、雄性不育保持系和雄性不育恢复系三系配套，以及雄性不育系和雄性不育恢复系两系配套。特点：一个优良的雄性不育系必须具有不育性稳定，且不育株率和不育度都达到100%，农艺性状好，且整齐一致，柱头外露率高，开花习性良好，以利提高制种产量。在植株形态、花粉育性等方面与正常作物有不同（表20-1）。鉴定：一般采用植株形态、花粉育性镜检和套袋自交鉴定等方法。
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
实验20 作物雄性不育系的鉴定

植物雄性不育基因在育种中的应用研究

随着科技的发展和对农作物品质和产量要求的提高，育种成为现代农业发展的必然选择。而其中的一个重要方向便是利用遗传学原理和技术手段，通过选育含有优异基因的新品种，来适应不同的种植环境。在育种过程中，雄性不育基因是一个非常重要的研究方向，它可以实现育种效率的大幅提升。本文将对植物雄性不育基因在育种中的应用研究进行探究。

植物雄性不育基因的研究进展

植物雄性不育基因是指能够使植物花药变成不育状态的基因。在育种中，利用雄性不育基因可以达到以下目的：

1.提高杂交制种的效率

利用雄性不育基因可以制备F1杂种，由于F1杂种具有强大的杂种优势，因此可以让育种的效率大大提高。

2.利用杂交优势提高产量和质量

通过选择高产、高品质的优质亲本，利用雄性不育基因制备杂交种，可以利用杂种优势获得更高的产量和更好的品质。

3.提高新品种育种的效率

雄性不育基因可以加速杂交组合并选择育种种质，也可以避免虽然雄性亲本有杂交优势，但育出的后代不理想的问题。

4.保存优良种质

利用雄性不育基因可以保留或扩大杂交亲本的苗圃种质资源，这有助于避免优良杂交亲本的质量下降。

目前我们针对植物雄性不育基因的研究已有了很多突破，主要分为生理学和遗传学两方面。在生理学方面，研究表明植物雄性不育基因是通过控制花药母细胞分裂、减数分裂或花粉发育过程中的某些关键步骤来发挥作用的。而在遗传学方面，研究发现雄性不育基因的积累是由某个关键遗传因子的变异所导致的。

不同物种不同基因

由于植物杂交制无法正常进行，使得育种难度增加和育种周期延长，进一步影响了粮食和经济作物的生产效率。为了解决这一问题，人们试图利用雄性不育基因来提高育种效率。然而，不同物种间甚至同一物种中不同的雄性不育基因对育种效应不同，也就是说不同的雄性不育基因的具体表现似乎并不相同。

雄性不育系

雄性不育系：是一种雄性退化（主要是花粉退化）但雌蕊正常的母水稻，

由于花粉无力生活，不能自花授粉结实，只有依靠外来花粉才能受精结实。因此，借助这种母水稻作为遗传工具，通过人工辅助授粉的办法，就能大量生产杂交种子。

保持系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系后，所产生后代，仍然是雄性不育的。因此，借助保持系，不育系就能一代一代地繁殖下去。

恢复系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系所产生的杂交种雄性恢复正常，能自交结实，如果该杂交种有优势的话，就可用于生产。

三系杂交水稻：是指雄性不育系、保持系和恢复系三系配套育种，不育系为生产大量杂交种子提供了可能性，借助保持系来繁殖不育系，用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优势的杂交稻。

两系杂交稻：一种命名为光温敏不育系的水稻，其育性转换与日照长短和温度高低有密切关系，在长日高温条件下，它表现雄性不育；在短日平温条件下，恢复雄性可育。利用光温敏不育系发展杂交水稻，在夏季长日照下可用来与恢复系制种，在秋季或在海南春季可以繁殖自身，不再需要借助保持系来繁

殖不育系，因此用光温敏不育系配制的杂交稻叫做两系杂交稻。

超级杂交稻：水稻超高产育种，是近20多年来不少国家和研究单位的重点项目。日本率先于1981年开展了水稻超高产育种，计划在15年内把水稻的产量提高50%。国际水稻研究所1989年启动了“超级稻”育种计划，要求2000年育成产量比当时最高品种高20%－25%的超级稻。但他们的计划至今未实现。我国农业部于1996年立项中国超级稻育种计划，其中一季杂交稻的产量指标为，第一期（1996－2000年）亩产700公斤，第二期（2001－2005年）亩产800公斤。

甘蓝胞质雄性不育系的选育及其利用

示范，育成甘蓝新品种夏华２号在生产上推广应用。关键词：甘蓝；青花菜；胞质雄性不育系；转育；杂种
中图分类号：Ｓ６４３３．文献标识码：Ａ
ＢｒｅｉｎｔｌｚｔｏｆＣａｂａｅＣｙｏａｍｉａｅＳｅｉｅＬｉｓｅｄｎｇａｄＵｉｉａｉｎｏｂｇｔｐｌｓｃＭｌｔｒｌｎｅ
ＡｂｔａｔＴｈｏｇｉｌｎｅｔａｉｎ，ｓｖｎｂｏｃｌｃｔｐａｍｉｌｔｒｌｔｒａｓｗｅｅｓｌｃｅｕｆ１ｓｒｃ：ｒｕｈｆｅｄｉｖｓｉｔｏｇｅｅｒｃｏｉｙｏｌｓｃｍａｅｓｅｉｍａｅｉｌｅｒｅｅｔｄｏｔｏ９
ｃｏｓｒｅｔｒａｓｏａａｅｅｂｏｃｌｒｓｂｅｄｍａｅｉｌｆｐｎｓｒｃｏｉｘｃｂａｅｃｔｐａｍｉｍａｅｓｅｉｉｅｒｂａｎｄｂｒｓｉｇｔｅＪ．Ｓｉａｂｇｙｏｌｓｃｌｔｒｌｌｓｗｅｅｏｔｉｅｙｃｏｓｎｈｅｎ
邵贵荣，陈文辉，方淑桂，等．甘蓝胞质雄性不育系的选育及其利用Ｅ３福建农业学报，２１，２（）５ — ２０Ｊ．０２７３：２７６．ＳＨＡＯＲ，ＣＮＷ — Ｇ－ＨＥＨ，ＦＡＮＧ－ＳＧ，ｅ１ＢｅｄｎｎｉｚｔｎｏａｂｇｙｏｌｓｃＭａｅＳｅｉｉｅＪ．ｔａ．ｒｅｉｇａｄＵｔｉａｉｆｂａｅＣｔｐａｍｉｌｏＣｌｔｒｅＬｎｓＥ］ｌ

第十一章雄性不育及其杂种品种的选育雄性不育

优良恢复系还必须具备以下优良特性：
1、恢复力强； 2、配合力好； 3、遗传基础丰富，能与不育系保持有较大的遗传距离； 4、株高稍高于不育系，花时较长，花粉量大，有利异交结实； 5、品质好； 6、抗性好。
（三）恢复系选育的方法
1.测交筛选法（测恢）
直接利用现有常规品种（系）与不育系直接进行测交，从中筛选出恢复力强，农艺性状、杂种优势都达到目标要求的品种（系）成为恢复系。
主基因不育是指一对或两对核基因与对应的不育胞质基因决定的不育性。恢保关系简单，用于杂种优势方便。如油菜波里马和陕2A不育系就属于此类。
多基因不育性是指由两对以上的核基因与对应的胞质基因共同决定的。恢复基因往往有累加效果，F1的表现常因恢复系携带的恢复基因多少而表现不同，F2的分离也较为复杂。小麦T型不育系就属于这种类型。
N1N2（r1r1R2R2）+ N1S2（r1r1R2R2）+ S1N2（r1r1R2R2）S1S2（r1r1R2R2）-
N1N2（R1R1r2r2）+ N1S2（R1R1r2r2）S1N2（R1R1r2r2）+ S1S2（R1R1r2r2）-
根据以上的遗传特性，不育系的搜寻（通常远缘杂交）和选育实践中，经过杂交和回交核置换，父母本进行正反交，最后只可能出现四种结果。细胞质基因是由母本提供的，细胞核基因由父本决定
例如：玉米中38种不同来源的质核型不育系，根据其恢复性反应的差别，大体可分为T、S、C三组。用不同的自交系进行测定，发现有些自交系对三组都能恢复，有些只能恢复其中一组或二组，有的全部不能恢复。这说明每种不育类型都需要某一特定的恢复基因恢复育性 ——恢复基因有专效性和对应性。

植物雄性不育加倍体育种利用及分子育种研究

植物雄性不育加倍体育种利用及分子育种研

究

植物生殖的复杂性一直令人所触及，植物雄性不育是指在花药内的花粉可生长，但由于花粉中的某些基因发生突变，导致其无法进行准确的授粉作用。这种情况需要借助外来花粉的授粉作用，才能使种子正常形成。而植物的加倍体育种则是在植物育种领域中一个备受关注和充满潜力的技术。

一、植物雄性不育在育种中的应用

植物雄性不育对育种具有重要的意义。一方面，借助外来花粉授粉的方式，可

以实现植物间不同种、不同亚种甚至不同属的杂交组合。这种方式相对自然杂交而言是一种更加可控的育种手段，可以使育种人员在时空上实现更充分的组合。例如，可以结合在早熟性、耐病性、抗逆性等方面具有巨大潜力的基因和基因组，实现优质高产新品种的培育。

另一方面，植物雄性不育技术也可以被用作杂交亲本的产生。以玉米为例，选

取一些具有不同千粒重、颖壳大小、种植面积等不同性状的玉米品种作为亲本，通过植物雄性不育技术，使得杂交后代成为一种新的、携带了亲本性状的玉米品种，具有更好的适应性和生产效果。

二、植物加倍体育种技术

植物加倍体育种技术指的是通过人工方式将某个植物细胞的染色体数目翻倍，

使其成为一种新的加倍体材料，这种材料通常具有比普通物种更宽广的基因多样性、更快的生长速度和更强的适应性。在育种和农业生产中，植物加倍体技术的应用对于短期内获得更高的生产效益具有较高的潜力。

植物加倍体育种技术的应用通常包括合同加倍体杂交、纯系产生、基因转导、

重组增生和抗逆性提升。其中合同加倍体杂交指的是在同一个加倍体材料中杂交具

有不同染色体数目的物种，以获得更加适应性较强的新品种。纯系产生指的是产生一组某个父本的纯系物种，以确定其对后代的基因遗传方向。基因转导涉及到外源基因的应用，可以将某种有价值的基因转移到加倍体物种中，以获得更好的农业生产效果。重组增生则是指将两个加倍体亲本进行杂交，产生一种经过拮抗质量优化的产物。抗逆性提升则是指对加倍体株系进行参数检测并提高其对环境逆境因素的抗性。

植物雄性不育教案

教案标题：植物雄性不育教案

教案目标：

1.了解植物雄性不育的概念和原因。

2.掌握植物雄性不育的检测方法。

3.理解植物雄性不育对植物育种的影响。

4.学习如何利用植物雄性不育进行杂交育种。

教案步骤：

引入：

1.通过展示一张植物雄性不育的图片或视频，引起学生的兴趣，并提出以下问题：你知道什么是植物雄性不育吗？它对植物有什么影响？

知识讲解：

2.简要介绍植物雄性不育的概念和原因，包括遗传因素、环境因素和生理因素等。强调植物雄性不育对植物的繁殖和育种的重要性。

案例分析：

3.给学生展示一些植物雄性不育的案例，并让学生分析这些案例中的原因。引导学生思考如何利用植物雄性不育进行育种，提高作物的产量和品质。

实验操作：

4.介绍植物雄性不育的检测方法，包括花粉活力测定、花粉形态观察和染色体观察等。组织学生进行实验操作，让他们亲自体验和掌握这些方法。

讨论与总结：

5.组织学生进行小组讨论，让他们分享自己的实验结果和观察，总结植物雄性

不育的检测方法的优缺点，并讨论如何利用这些方法进行育种。

拓展活动：

6.布置拓展活动，要求学生选择一种作物，调查并撰写一份关于该作物植物雄性不育的研究报告。鼓励学生运用所学知识，提出自己的见解和建议。

教学评估：

7.通过观察学生在实验操作中的表现、讨论的参与度以及拓展活动的成果，评估学生对植物雄性不育教学内容的掌握情况。

教学资源：

- 植物雄性不育的图片或视频

- 实验材料：显微镜、载玻片、染色剂等

- 植物雄性不育的案例资料

- 学生参考书籍或网络资源

教学延伸：

教师可以邀请相关领域的专家来进行讲座或座谈会，深入探讨植物雄性不育在农业生产中的应用和前景。此外，教师还可以引导学生进行更深入的研究，探索植物雄性不育在其他领域的潜在应用价值。

植物中雄性不育的分子机理

植物中雄性不育的分子机理植物是人类生活中不可或缺的一部分，而维持着植物种群的繁衍生息的关键之一便是其繁殖过程。而生殖过程的正常进行受到很多因素的影响，其中雄性不育便是常见的一种现象。植物雄性不育对于其繁殖生长显然是不利的，因此研究其产生的分子机理则是十分重要的。

一、雄性不育现象的出现原因

首先需要明确的是雄性不育是一种自然现象，并非完全属于植物病理学领域。在自然界中，雄性不育出现一方面可能是由于植物自身的基因突变引起，另一方面则可能来自环境以及人为干预等方面的影响。针对不同的因素而言，其对雄性不育的分子机理则会有不同的解释。

二、植物中雄性不育的分子机理

在分子机理方面，植物中雄性不育的原因可能包括：

1、质粒引起的雄性不育

植物内共存着不同来源的质粒，植物细胞中携带的外源性DNA常常来源于植物病原菌或是通过基因工程手段进行的外源DNA引入。而当这些外源质粒基因组中的不适应性因素与植物内源基因组进行相互作用时，可能会发生一系列的代谢或者分裂等复杂的现象，最终导致雄蕊的育性异常。这种情况比较常见于转基因杂交的过程中。

2、线粒体引起的雄性不育

线粒体（Mitochondria）是植物中的一种位于细胞质内，与常见的核DNA雄性遗传的染色体不同的细胞器，其主要作用是进行细胞能量的供应与管理。而线粒体内的基因则是由母体遗传，也就是说，受到母本基因影响的后代才能拥有一个健康的线粒体DNA组成。如果植物某一代中的线粒体DNA产生了突变，对雄蕊花粉的发育和正常排异能力产生影响，可能会导致雄性不育。

3、细胞周期失败引起的雄性不育