实验十作物雄性不育系的鉴定
浅析玉米雄性不育化育种及生产应用
Ｍ 等四种 Ｓ 型胞质不育杂交种； 永玉我国主栽的三大作物之一， 每年的播种面积 种； 冀玉 ９ 号的 Ｒ 型、Ｂｂ 型、Ｅｓ 型、２１Ａ 型等四个 Ｃ 型
经 天
在上亿公顷。玉米是异花授粉作物， 利用杂种优势可大 不育杂交种。
地 幅度地提高单产， 故目前杂交种 （单交种） 的应用率达 ２ 不育系在制种方面应注意的事项
２ 小麦冻害的原因
小麦发生冻害主要有两方面的原因： 即自然因素和人为因素。 ２．１ 自然因素 一是冬前气温偏高， ２００４ 年 １０ 月上旬至 １２ 月上 旬全国有效积温比常年偏高， 其中 １１ 月上旬和 １２ 月中旬分别比 常年同期偏高 ４～５℃， 导致部分小麦生长过快， 阶段发育提前， 未经 抗寒锻炼， 抗冻能力较弱。二是刚进入越冬期即遭受大幅度、大范 围的持续低温。 ２．２ 人为因素 一是播种过早， 且大多数为春性品种， 如在黄淮麦 区种有大量郑麦 ９０２３。这是因为许多农民为了早点出去打工， 或担 心小麦晚熟会找不到收割机， 于是这部分农民早早就把小麦种完
“三效利用”模式， 即用不育杂交种作为受体， 优质（高油） 秆作物应适当早播， 并加强 管 理， 以 便 玉 米抽 雄 的 高秆
玉米杂交种提供花粉， 这样获得的 Ｆ２ 代商品玉米， 既可 作物的株高超过玉米的高度。
利用花粉直感效应提高籽粒的含油量， 又可同时利用不 ２"２ 父、母本的错期播种 不育系的父母本花期相遇
育杂交种和双交种， 从两方面提高商品玉米产量。
是制种成败的关键， 它影响的严重程度高于常规种， 如
１ 不育系的分类
花期不遇， 将会颗粒无收。在大面积制种前， 一定要先进
从遗传学角度看， 不育系类型可分为两大类： 一类 行小面积的错期试验， 春播区最好计算叶龄指数， 夏播
第10章 雄性不育
因此，孢子体不育的特点是：不 育系与恢复系杂交时，所获得的杂种 一代，花粉全部正常，结实也全部正 常，但杂种二代因不育基因分离重组， 将有不育株产生。
当孢子体中带有可育的细胞质基因N 或核Rf时，不论配子体（花粉）的基因是 Rf或rf，这种花粉都是正常可育的。不育 系与纯合的恢复系杂交所得到的杂交种F1 是正常雄性可育的，F1自交的F2群体中的 植株产生3∶1或9∶7或15∶1 的育性 （可育∶不育）分离。
第一季高不育系混合种子自交种子有标记无标记恢复系具有显性标记杂交苗用于大田用于制种高不育系利用杂种优势示意图90二核不育系的选育和利用1核不育系的选育将适宜做不育系的品种进行诱变处理在其后代群体中可获得核不育株核不育株经与原品种杂交杂种表现可育收获其种子种植成群体单株间将会出现不育和可育的分离该群体自由授粉在不育株上收获种子后代又呈现不育和可育分离几代后分离比例将稳定为11
（1）诱导育性转换的主导因子是光和 温。根据光温作用可分为三类：
第一类，光照长度是决定育性转换的 主要因子，温度只起协调作用，称为光敏 型核不育 。这类型包括长光不育、短光可 育和短光不育、长光可育两种。
第二类，育性受控于幼穗发育敏 感期的温度，光照长度基本不起作用， 称为温敏型核不育，这类型包括高温 不育低温可育和高温可育低温不育两 种。
2、配子体雄性不育
配子体雄性不育是指不育系花粉的育 性受配子体本身基因型控制的这一类型的 雄性不育，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育性表现 正常。
因此，配子体不育的特点是：不育系与恢复 系杂合所获得的杂种一代，花粉有二类（不育与 可育），而且各占1/2。即子一代的花粉只有半 数左右是正常的，但是它并不影响结实，子一代 的结实率全部正常。由于子一代带有不育基因的 花粉败育不参加受精，因此子二代配子有两种基 因型（Rf Rf、Rf rf）存在，但都结实正常，没 有不育株出现。
玉米“三系”利用的方式井说明原理实验
玉米“三系”利用的方式井说明原理实验玉米的“三系”利用方式是指利用玉米雄性不育系、玉米雌性不育系和玉米兼性不育系三个不同的基因型，进行杂交育种，以提高玉米的产量和质量。
一、玉米雄性不育系：玉米雄性不育系是指雄蕊发育不完整或无法正常产生花粉的玉米品种。
这是采用B核型（雄性不育核型）和受精不完全的优良玉米品种进行杂交育种的基础。
玉米雄性不育系植株的雄蕊缺乏花粉或花粉过早消失，从而无法自交或与其他玉米品种进行杂交。
雄性不育系通过B核型的引入，使其在正常外界环境下无法产生结实花粉，但在特定环境下（通常为高温、接种特殊接种剂等）可以产生结实花粉。
这种不育系通过与另外一种玉米品种杂交，雌蕊可以获得来自供给花粉的异源基因座，以产生结实子代。
二、玉米雌性不育系：玉米雌性不育系是指无法正常产生受精卵或受精卵不能正常发育的玉米品种。
这种不育系的特点是具有一对特殊的染色体，称为T核型（雌性不育核型），可通过T核型基因进行连锁和刻画。
玉米雌性不育系通过与另一种具有特定的抗性和雄性不育染色体（如B核型）的玉米供体品种杂交，通常结合染色体的非均等亲和和连锁着丝粒异位进行基因筛选和召回，来实现雌蕊对花粉的炉壁保持和排斥。
这种不育系通常需要人工授粉。
三、玉米兼性不育系：玉米兼性不育系是一种既具有雄性不育特性又具有雌性不育特性的杂交种。
这种不育系在适宜的生长环境下，既不能产生结实花粉，也不能受精形成结实子代。
兼性不育系的特点是具有B和T 核型基因，可以同时表现出雄性和雌性不育，以及自交后代的雄性和雌性恢复。
“三系”杂交玉米利用的关键原理是利用不育核型或抗性染色体进行杂交，将两个雄性不育系通过配对，其中一个带有B核型，另一个带有T 核型，以产生具有雄性不育基因且能结实的种群。
这种种群再与具有T核型的抗性品种进行杂交，以产生雌性不育系。
最后，将雌性不育系再与另一具有B核型或雌性不育的供体品种进行杂交，通过杂配来产生杂种。
这样，就可以通过“三系”杂交玉米方法培育出具有优异性状的杂种玉米品种。
植物雄性不育相关基因的鉴定及其在育种中的应用
植物雄性不育相关基因的鉴定及其在育种中的应用植物生殖过程中，雄性生殖器官的发育和功能对种内杂交和品种改良至关重要。
雄性不育这一现象的出现会大大地限制产量、生产效率和稳定性。
因此，正确鉴定和利用与植物雄性不育相关的基因是育种研究中的重要问题。
一、植物雄性不育的原因植物雄性不育的原因主要有遗传和环境两个方面。
遗传因素主要涉及花药发育的异常、花粉形成与释放的异常，以及花粉和胚囊之间的相互作用的异常等。
环境因素包括化学成分、温度、光照和水分等。
二、植物雄性不育相关基因的鉴定科学家和育种专家可以通过遗传学分析和分子生物学技术鉴定与植物雄性不育相关的基因。
首先需要筛选出具有雄性不育性状的材料，并通过遗传分析确定其杂交类型。
在家族谱中找到了负载雄性不育等位基因的行的位置后，就可以利用分子生物学技术进一步鉴定。
现代遗传学手段中有许多识别单个基因等位的技术，比如RAPD、AFLP、SSR、STS等分子标记。
利用这些分子标记，我们可以精确地筛选出与植物雄性不育相关的基因等位，进而为育种研究提供了理论和实验基础。
三、植物雄性不育和育种中的应用植物雄性不育固然会给作物产量和品质带来很大的影响，但许多学者和种植者都利用其进行了强有力的创新。
在对品种改良和杂交育种的研究中，植物雄性不育已成为了一种重要的资源和手段。
在品种改良方面，利用雄性不育因子组合不同基因型之间的优异互补作用，能够大大地增强杂交种的优势，从而显著地提高产量和的商业价值。
在杂交育种方面，利用雄性不育基因能够更好地调控花药和花粉发育，增加杂交与纯合种之间的间隔，从而构建出适合育种目的的新品种体系。
四、结论总之，植物雄性不育的研究和利用为育种研究中的品种改良和杂交育种提供了良好的思路和方式。
对于植物生殖的研究，我们应该结合生态、分子、遗传、生理等课题，探索其本质，并深化其在植物育种中的应用。
水稻雄性不育系与保持系花培的比较的分析
摘要承联是入类矮主要翡粮食佟耪之一，汉次予奎麦，｛筵赛上约骞一半靛天墨叛稻米为主要食粮。
目前，人Ｅｌ不断增长，可利用耕地面积日益减少，导致粮食问题的艰巨性。
因此，发掘、谢造新煎基因和稀质资源迸行品种改琵疑提高粮食产量黧得尤为震要。
水稻杂种优势利用是增加稻谷产量的重要途径之一。
在水稻生产上，主要利用杂种优势的三系法秘二系法。
纛系是指雄性不育系、保持系和恢复系，在用于杂种生产时，一般要设鬣两个隔离医，鄄繁蔟医秘杂交制耱区，耱予生产成本裹，显叁予傺持系憋漫杂、遐纯等影响到不蠢系的纯度，进而影响到制种的质爨。
二祭法通常采用两个系，即部分不肖系和恢复系，而不用保持系，毽：系法巍于区努杂交耱＿耧宣交静对困难较大，犬瑟积推广弱翅受弼了限秘。
近年来，由于水稻光温敏不育材料的研究，二系法可望很快用于大面积嫩产，假值得特别注意的怒光温敏不育材料由于光照或温泼的改变，能导致育性的转换，在用于犬面积生产用秘时就潜在羞一定的煞险。
，。
、．……’、、≈檄验正悬在水稻杂种优势利用的量系法基础之上，以花药＿花粉培养为手段，通过，、不同培养基及培养条件豹筛选试验眈较研究永稻雄性不宵系和保持系的茬异性，为提纯复壮不育系移保持系提供试验依擐。
同时，对水稻雄性不肖系和僚持系的幼嫩花粉进行成熟培养，以探讨在离体培养条件下，不育浆和保持系幼嫩花粉成熟培养的麓异性及其培养成热翦霹戆性，为遴一步磺究不旁系莼粉豹黢弯过程及兹粉弯缝转换豹物矮基磷掇供参考秘思索的方向，从而为三系向二系转变和谶一步提高不育祭的不育率和不肖度来提高杂种Ｆｔ鹃杂释缝度提供灌论蔽攥和行之有效静途径。
既井，秘嫩花耪成熟培养瞧为多｝源基嚣静孕入提供了一种避想而又简捷的遗传转化系统。
本安验以三套籼型水稻（丑．３２Ａ、越．３２Ｂ，Ｇ４６Ａ、（Ｎ６Ｂ，Ｄ６２Ａ、Ｄ６２Ｂ）为材料，采用花药壤养要影响因索（１）在磷究水稻雄性不旁系秘保持系花壤效果戆＿燕受基因壁、花蓊接释密度、基本培券基、ＫＴ浓度和肖机附加物等因素的影响。
十字花科蔬菜雄性不育在杂交育种上的应用
十字花科蔬菜雄性不育在杂交育种上的应用作者：朱云川来源：《农民致富之友》2019年第18期蔬菜育种对品质与抗逆性育种十分重视，优秀种质资源的研究与不断创新成为焦点问题。
自身杂交的优势比较显著是十字花科作物的主要特点，自交不亲和系以及雄性不育系是选育杂种一代的方式。
十字花科选取雄性不育系为母本做出杂交育种能够有效增强杂种优势的应用范围，减少种子生产过程中所需要的成本，以确保杂交种子的纯度与质量。
比较优良的杂种其一袋就可以增加很大的产量，也可以提升其品质。
1、主要十字花科蔬菜雄性不育在杂交育种上的应用①萝卜雄性不育应用相关研究人员通过对其进行改良获得Ogu CMS，并应用至十字花科蔬菜。
国内研究人员曾于美国引入改良品种Ogu CMS材料，通过甘蓝自交系与青花菜自交系做出转育，获取回交后代，通过转育获得回交后代，低温环境下，叶片不存在黄化现象产生，不育花无异常问题顺利开花，雌蕊无异常现象，结实性稳定良好，应用前景广阔。
全新进行改良的Ogu CMD尽管对黄化与蜜腺问题做出一定的解决，不过对于抗病性、胞质负效应以及种子生产量等方面还存一些问题需要解决，十字花科蔬菜作物并未获得推广应用。
改良之后的胞质不育性应用至油菜种植，研究人员通过运用原生质体融合技术，针对甘蓝型油菜萝卜，能够有效解决胞质不育材料存在的遗传问题。
并成功获得全新优秀品种，并在一定的种植，产量较纯系相比提升明显。
国内研究人员通过以特定萝卜品种当作雄性不育系，采用选定的优良品种当作转育亲本，进行回交转育，得到不育株率全部的不育系品种，并培育出全新组合品种，位于生产中获得应用。
②白菜雄性不育应用白菜属于异花授粉作物，杂种优势特点显著，优良组合较常规品种获得良好的增长效果，仅需较短时间就可将大部分线性耐病性等基因有效转接至F1杂种之中，白菜的应用位置为F1的营养器官，无需育性恢复基因即可应用至生产。
甲型当作基础母本，同乙型进行有效杂交，后代样本中能够获得雄性不育系，培育获得乙型两用系，其当作母本，万泉青帮可育株作本样本，对其采取测交，培育获得甲型两用系，并对两种全新品种可育株采取测交，培育获得大白菜细胞质核基因雄性的不育系品种。
水稻雄性不育系鉴定 精品
3、镜检
将制好的玻片，置于100倍显微镜下仔细 观察。每片各选择有代表性的视野2—3个观察 花粉粒的形状和染色反应，按下表的标准，数 计每个视野内各类型花粉粒的数量，
败育型花粉与正常可育花粉的比较
项目
花粉形状
典 败 型
不 规 则形
圆败型
圆形
染败型
圆形
蓝色或染 色不均匀
不结实
正常 可育
圆形
蓝 黑 色
实验 作物雄性不育系的鉴定
教学内容
1、实验目的与要求 2、实验内容 3、实验材料及用具 4、实验方法与步骤 5、作业
一、实验目的与要求
通过本实验学习，要求学生初步掌握 水稻雄性不育系的植物学形态特征和花 粉育性鉴定技术
二、实验内容
（一）水稻雄性不育系和保持系植株形态特征 的识别 （二）水稻雄性不育系花粉育性镜检鉴定 （三）水稻雄性不育系套袋自交结实性鉴定
70—94
>95
100
（三）雄性不育系套袋自交结实性鉴定
在不育系中选择刚抽穗但尚未开花的稻穗 10 个， 套上羊皮纸袋，用回形针固定让其自交结实。 15 天后 取掉纸袋，分别统计其自交结实情况。凡套袋的株 （穗）只要有一粒结实的就为结实株（穗）。
计算不育株（穗）率和不育度。
根据不育度，确定不育度等级
三、实验材料与用具
水稻雄性不育系和保持系(或恢复系)的生长 植株，扩大镜、显微镜、镊子、载玻片、盖玻 片、回形针、羊皮纸袋、标签、吸水纸，1% I-KI 溶液。
四、实验方法与步骤
（一）水稻雄性不育系和保持系植株形态特征 的识别
作物雄性不育性在育种中的应用概评
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.【期刊名称】《生物技术进展》【年(卷),期】2011(001)002【总页数】6页(P84-89)【关键词】雄性不育化;细胞质遗传;不育化制种;DNA甲基化;杂种优势【作者】秦太辰【作者单位】扬州大学农学院杂种优势研究与应用实验室,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】S512.1自1902年发现植物雄性不育现象[1],迄今已百余年,直到20世纪20～30年代才应用于生产。
实验十作物雄性不育系的鉴定
实验十作物雄性不育系的鉴定一、实验目的学习和初步掌握雄性不育系的植物学形态特征和花粉育性鉴定技术.二、内容说明雄性不育是指雌雄同株作物中，雄性器官发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌性器官发育正常，能接受正常花粉而受精结实的现象。
雄性不育一般可分为3种类型：①细胞质雄性不育型，简称质不育型，表现为细胞质遗传。
②细胞核雄性不育型，简称核不育型，表现为细胞核遗传。
③核-质互作不育型，表现为核-质互作遗传。
无论植物的不育性是那种类型，它们都会在一定的组织中表现出来。
雄性不育系花粉的败育，一般出现在造孢细胞至花粉母细胞增殖期、减数分裂期、单抱花粉期(或单抱晚期)、双核和三核花粉期。
其中出现在单孢花粉期较为普遍。
雄蕊败育大概可分成以下几种类型：(一)花药退化型一般表现为花冠较小，雄蕊的花药退化成线状或花瓣状，颜色浅而无花粉。
(二)花粉不育型这一类花冠、花药接近正常，往往呈现亮药现象或褐药现象，药中无花粉或有少量无效花粉、镜检时，有时会发现少量干瘪、畸形以及特大花粉粒等，大多数是无生活力的花药。
(三)花药不开裂型这类不育型虽然能形成正常花粉，但由于花药不开裂不能正常散粉，花粉往往由于过熟而死亡。
（四)长柱型功能不育这一类型花柱特长，往往花蕾期柱头外露，虽然能够形成正常花粉但散落不到柱头上去。
(五)嵌合型不育在同一植株上有的花序或花是可育的，而有的花序或花则是不育的，在一朵花中有可育花药，也有不育花药。
作物雄性不育系则是具有雄性不育现象，并能将雄性不育性遗传给后代的作物品系。
我们都知道，杂种优势普遍存在，在很多植物由于单花结籽量少，获得杂交种子很难，从而是杂交种子生产成本太高而难以在生产上应用，利用雄性不育系配制杂交种是简化制种的有效手段，可以降低杂交种子生产成本，提高杂种率，扩大杂种优势的利用范围。
因此，雄性不育在杂交过程中有着重要的作用。
当前，农作物杂种优势主要是利用不育系、保持系和恢复系等三系配套。
各种农作物实验
实验一水稻杂交育种程序参观一目的要求了解水稻育种的程序及各阶段的主要工作。
二材料和用具本院水稻育种科研试验田全部材料，笔记本，铅笔。
三内容说明水稻育种方法很多，主要参观杂交育种程序。
（一）原始材料圃种植水稻育种原始材料的地段叫原始材料圃，主要是种植国内外搜集来的原始材料。
每年不断地引入新种持，丰富基因库。
通过系统观察、细致研究，筛选符合育种目标要求的具有单一的或综合的优良性状的亲本。
种植的方法按类型（高杆矮杆、粳稻、灿稻）种植。
每份种20-30株，重点材料应每年种植，严防机械混杂，严格保纯，一般材料一室内贮藏能保持其发芽力的情况下，每年分批轮流种植。
每年从原始材料圃选出若干材料作亲本的种于新本圃。
亲本圃应根据需要分期播种调节花期，加大行距，便于操作。
（二）选种圃种植杂种后代的地段为选种辅圃1．杂交一代（F1）（1）F1的播种：由于杂交所得种子数量少，加之又是米粒，故杂交种子发芽不好，易腐烂。
所以杂交种子最好播在塘瓷盘中育苗，然后载于试验田。
每一组合栽成一区，一般F1种10-20株左右，复合杂交则F1应有100株以上。
在每一个杂交种附近应种亲本和对照品种，均有单本植。
（2）观察记载：记载各重要性状，特殊性状以及有无及杂种优势。
（3）去假杂种：在生长期中，着重去假杂种，去杂假种根据父本的指示性状进行。
（4）收获脱粒：一般按组合分虽收获脱粒，但如假杂种的真伪尚不能准确鉴定时，要分株收获脱粒。
2．杂交二代（F2）（1）F2的种植规模：由于F2是变异范围最大的一代，一般每个组合种植2000-10000株，以组合为单位种植。
行长5尺，行距8-10寸。
种植行数依组合要求总株数而定。
每20或50行加入两个亲本或对照品种。
种扦一行作为比较的标淮，一律采用单本植。
（2）观察记载：F2的分离现象是必然存在的，如某一组合没有出现分离现象则可能是假杂种应淘汰。
对株型，生育期，穗部性状，抗病性等重要性状的分离进行描述和评价，作为组合取舍和个体选择的依据。
园艺蔬菜育种学十字花科实习报告
实习报告学院: 园艺学院课程: 园艺蔬菜作物育种学实验班级:学号:姓名:指导教师: 职称:实习时间2018年4月26日至2018年4月27日实习地点南京农业大学江浦园艺站2018 年5月20日南京农业大学教务处制１实习报告4月26号上午我们在负责人老师的带领下赴江浦基地进行课程实践教学活动，此次实习我们主要学习十字花科园艺作物套袋、自交、杂交等技术。
十字花科作物是天然异花授粉作物，这类园艺作物在花期用同一植株花粉授粉结籽很少，这种特性称为“自交不亲和性”；通过一定的方法，把具有自交不亲和性的系统选育成一个系统，也就是在同一个系统内，各植株间授粉也结籽很少，而系统间交配则能正常结实，这样的系统叫做自交不亲和系。
十字花科除花期授粉很少结籽的不亲和性外，还有蕾期自交能结籽的亲和性，因此用蕾期授粉的方法可以使自交不亲和系保存下来。
4.26上午老师先教我们如何套袋 。
本次的实验材料是萝卜，首先就是要选株，在具有优良特征的品种或优良组合中选择具有本品种特征的、生长健壮无病害的优良单株，每株选健壮枝条4枝（尽可能选主枝和第一、二侧枝），枝条选好后，用镊子把本枝上已开的花和已结的荚去掉，只留下花蕾。
每株上有两个枝条摘去顶心留花蕾20个用作自交不亲和指数；另两枝也摘顶心，最少留15个花蕾作蕾期授粉保存该株种子，然后将所选用枝条套袋。
袋子选用隔离硫酸纸袋，用大头针别住袋口，防止昆虫进入，套袋后立即将纸牌挂于所选花枝下方。
牌子上写明品种编号、日期、姓名。
（17-5936 T 、17-5885 T 、17-659 T 、17-659 T 、17-659 T 、17-6022 T 、17-6020 T 、17-5992 T 、17-5995 T 、17-5989 T ）4.26下午学习萝卜同一品种之间自交（蕾期授粉）。
由于十字花科园艺作物具有“自交不亲和性”，往往自然自交结籽率很低，蕾期柱头已有受粉能力，故可采用蕾期授粉获得自交种子。
园艺植物雄性不育的遗传与选育和转育技术
为两大类：
单基因控制的显性核基因雄性不育 基因互作型的显性核基因雄性不育
2.1单基因控制的显性核不育
由单基因控制的显性核基因雄性不育即没有完全的保持系，也 没有完全的恢复系，它的原始不育株一般以杂合显性存在，杂合不 育株与普通品种杂交，F1代发生育性分离，而且后代始终是1 ：1 分离，单基因控制的显性核不育的材料既找不到完全的恢复系，也 找不到完全的保持系，后代总是分离出一半不育株和一半可育株。 最有代表性的实例是太谷核不育小麦，其为单基因控制的显性核基 因雄性不育。刘秉华（1984，1986）用染色体组定位，端体测 验和端体分析等一套新的定位程序和方法，把太谷核不育小麦的显 性不育单基因MS2定位于在4D染色体臂上，距离着丝点31.6个遗 传单位。利用该基因先后培育出了一些遗传基础广适应性强的优质 高产的新品种。 方智远（1979）等在甘蓝材料79-399的自然群体中发现雄性株， 通过测交和微量花粉自交，观察后代分离表现，结果表明该材料的 不育性有一对显性核基因控制，并有修饰基因起作用。
2. 显性基因控制的核不育
显性核不育虽不及隐性核不育普遍,但是截止目前为止,也至少在
21个属24个植物中发现了显性核不育,这种作物种类包括小麦、水
稻、谷子、陆地棉、甘蓝型油菜、大白菜、亚麻、莴苣、马铃薯、 胡萝卜、大麦、蚕豆、玉米、红三叶草、红胡麻草和锦紫苏等（刘 定富，1992）。 自80年代以来，作物显性核不育的发现极大地促进了对作物核 基因雄性不育的研究和利用，为核质型雄性不育应用拓宽了应用范 围和提高了利用价值。就目前我国已经发现的显性核不育材料可分
7、转座子和T-DNA插入诱变
8、基因工程
第二节 雄性不育遗传特性的研究
一、植物雄性不育遗传概述 二、核雄性不育遗传机制的研究 三、核-质互作雄性不育遗传机制的研究 四、生态型核雄性不育的研究
《牧草与草坪草育种学》实验
《牧草与草坪草育种学》实验教学大纲课程名称：牧草与草坪草育种学课程编号：0311038课程性质：非独立设课课程属性：专业课学时学分：课程总学时：50 课程总学分：2.5应开实验学期：第3学年第5～6学期适应专业：草业科学、林学先修课程：草坪学、牧草草坪种子学、牧草草坪栽培大纲主撰人：王成章大纲审核人：张金钟张书松一、实验课程简介《牧草与草坪草育种学》是草业科学专业一门重要的专业基础课，总学时50，学分2.5，实验学时为20。
该门课程是在前期学习了草业科学所必备的植物学、植物生理学、遗传学等课程之后，所必修的专业课。
《牧草与草坪草育种学》实验课任务是辅助学生加深对所学理论课的理解，掌握一些必备的牧草与饲料作物、草坪草育种实践技术，为毕业后的工作奠定基础。
二、教学目的及基本要求通过《牧草与草坪草育种学》实验课学习，促使学生巩固对牧草与草坪草育种理论和方法的理解，培养其解决一些基本育种实践问题的技能。
该实验课程要求学生领悟《牧草与草坪草育种学》的基本理论，了解育种的组织实施工作，掌握相应的育种技术和数据处理方法，具备一些必备的牧草与草坪育种实践技能。
三、实验项目名称与学时分配0311038+01 育种试验的设计及播种 2 必做综设性10311038+02 牧草与草坪草开花习性的观察 2 必做基础性10311038+03 花粉的生活力测定 2 必做基础性10311038+04 豆科牧草的有性杂交技术 2 必做基础性30311038+05 玉米自交及杂交技术 2 必做基础性30311038+06 小麦杂交育种技术 2 必做基础性30311038+07 作物雄性不育系的鉴定 2 必做综设性10311038+08 牧草与草坪草的田间选择 2 必做综设性10311038+09 一年生精饲料作物的室内考种 2 必做综设性10311038+10 牧草与草坪草抗逆性鉴定 2 必做基础性3四、实验方式与基本要求实验方式：课堂讲授与实验相结合；以老师示范与学生动手操作相结合，以学生操作为主。
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。
三系杂交水稻三系杂交水稻是水稻育种和推广的一个巨大成就，所谓三系是：（1）雄性不育系。
雌蕊发育正常，而雄蕊的发育退化或败育，不能自花授粉结实。
（2）保持系。
雌雄蕊发育正常，将其花粉授予雄性不育系的雌蕊，不仅可结成对种子，而且播种后仍可获得雄性不育植株。
第十一章雄性不育及其杂种品种的选育雄性不育
正常植株花粉粒 充实饱满
形状大小一致 数量多、散粉明显
水稻部分雄性不育的花粉粒形状（碘染色）
小麦雄性不育株与正常植株比较
除了以上花药和花粉的差异外，还有一些其他的异常形式： 如花丝畸形，花药退化
有一些不育基因与其他基因连锁或一因多效，使一些明显的农艺性状 与不育性并存，有利不育植株的鉴别。
哪些品种更容易找到不育细胞质？ 不育细胞质及其恢复基因大多存在进化程度低，倾向原始类型、物种 起源中心的种或品种中，这些类型作母本更容易获得有利用价值的雄 性不育。
（二）不育系和保持 系选育的方法
1.远缘杂交核置换 将此不育株作母本与 正常品种杂交、回交， 后代若能保持稳定不 育，表示质核互作产 生的不育，继续回交 多代，就可育成不育 系和保持系。
不育系与恢复系配制的F1杂交种 S（R r） 产生两种不同基因的花粉 S（R ）和 S（r）都是可育花粉，但F2出现育性分离。
S（R r）
花粉可育 结实正常
F1
S（R R）+ S（R r）+ S（r r）
可育 可育 不育 结实正常 结实正常 不结实
F2 育性分离
2.配子体不育 是指不育系的花粉败育发生在雄配子体阶段，花粉 的育性受配子体本身基因型控制，因此配子体基因不育时花粉表现不 育，配子体基因可育时花粉表现正常。 水稻包台型（BT），玉米S型均属此一类型。
如水稻不育株在抽穗后明显比正常株（保持系）矮，抽穗迟、持续时 间长,表现有严重的剑叶鞘包裹穗子的现象。
第一节 核质互作雄性不育遗传
一、质核互作雄性不育的遗传 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）。
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
ｈ ｄ ａ ｓ ｍｅ ａ ｏ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｂ ｔ ｅ ｈ ｙ ｅ ｏ ａ ａ ｂ ｒｉ ｒ ｃ ｓ ｅｗｅ ｎ ｔｅ ｔｐ ｆ ＷＡ ｎ ，ｈ ｉ ｆ ａ ｏ ｔ ｎ ｍｏ ｔ ａ ｐ ｎ ｄ ａ ｈ ｔ ｇ ｏ ａ ｄ Ｄ ｔｅ ｔ ｍｅ ｏ ｂ ｒ ｏ ｓ ｈ ｐ ｅ ｅ ｔｔｅ ｓａ ｅ ｉ ｆｏ ｍｏ ｏ ａ ｙ ｎ ｔ ｉ ａ ｙ ｎ Ｈｏ ｅ ｅ ， ｈ ａ ｇ Ｋ ， Ｎ ， ｈ ｉ ｄ ｆ ＣＭＳ ｌ ｅ ａ ａ ｌ ｒ ａ ｏ ｔ ｎ ｒｍ ｎ ｃ ｒ ｏ ｏ ｄ ｋ ｒｏ ． ｗ ｖ ｒ ｔ ｅ Ｇ ｎ ， Ｉ ｔ ｅ ３ ｋ ｎ ｓ ｏ ｉ ｓ ｈ ｄ ａ ｆ ｍｉ ａ ｂ ｒ ｏ ｎ ｉ ｉ
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 ： Ｓ５ １ １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １０ ４ ０ （０ ２ ０ － ３ －５ ０ １— ７ ５ ２ １ ）５０ ００ ０
第３卷 １
第 ５期
２１ ０ ２年 ５月
种
子
（ ｅｄ Ｓｅ ）
Ｖ １３ Ｎ ． Ｍａ． ２ １ ｏ． １ ｏ５ ｙ ０２
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
郭 慧 李树 杳 向关 伦 杨 占烈 甘 ， ， ， ，
(植科实践)水稻雄性不育系鉴定
败育型花粉与正常可育花粉的比较
项目
花粉形状
典败型
不规则形
圆败型
圆形 不染色或少量 浅蓝色 不结实
染败型 圆形
蓝色或染色 不均匀 不结实
正常 可育 圆形
蓝黑色
碘反应 套袋自交结 实情况
不染色
不结实
结实
花粉败育的类型
无花粉型 单核败育型 双核败育型 三核败育型
无花粉型的特征
造孢细胞发育异常； 花粉母细胞发育异常； 四分体以后发育异常。
（三）水稻雄性不育系套袋自交结实性鉴定
三、实验材料与用具
水稻雄性不育系和保持系（或恢复系）的 生长植株，扩大镜、显微镜、镊子、载玻 片、盖玻片、回形针、羊皮纸袋、标签、 吸水纸，1% I-KI 溶液。
四、实验方法与步骤
（一）水稻雄性不育系和保持系植株形态特征 的识别
在不育系繁殖田或杂交制种田对不育系及其保
持系（或恢复系）进行逐行逐株地观察比较，并 从株型、分蘖、抽穗开花时间、吐颈性、花药形 态、颜色、开裂情况和开颖角度等形态进行区别 （见下表）
水稻雄性不育系与雄性不育保持系植株形态比较 性 状
株型 分蘖
不 育 系
较紧凑，植株较矮 分蘖力较强
保 持 系
较松散，植株较高 分蘖力较弱
抽穗开花时间
穗颈
较长，较分散
水稻花粉不育性分级标准
不育等级 正常可育 低不育 不育花粉 率（%） 半不育 高不育 全不育
<50
50~69
70~94
>95
100
（三）雄性不育系套袋自交结实性鉴定
在不育系中选择刚抽穗但尚未开花的稻穗 10个， 套上羊皮纸袋，用回形针固定让其自交结实。15天后 取掉纸袋，分别统计其自交结实情况。凡套袋的株 （穗）只要有一粒结实的就为结实株（穗）。
雄性不育制种
雄性不育制种雄性不育制种：提⾼种⼦质量和企业的经济效益（转⾃：中国农业科学院作科所张世煌博客）在2011年2⽉19-20⽇的三亚⽟⽶育种论坛上，郑单958的发明⼈堵纯信先⽣重点讲了雄性不育制种的问题。
这是⼀个很重要的发⾔，理应引起我国⽟⽶育种界的普遍关注。
最近⼏年，⽢肃制种农户提出母本不去雄的要求，企业不得不另外雇⼈到⽥间去雄。
这样⼀来，进⼀步增加了制种成本，同时质量也难以保障。
⼀项看似不合理的要求，却迫使我们不得不把引进和推⼴去雄机械提上⽇程。
但中国⽟⽶育种受紧凑型的影响很深，不适合⽤机械去雄。
这将迫使中国⽟⽶育种者改变植株形态，像美国品种那样，采⽤上部叶⽚稀疏的植株结构，即上部节间长，叶⽚少、短、窄，间距稀疏，但穗位三⽚叶⾯积⼤、光和同化效率⾼的株型结构。
育种⽅向的转变需要很长的过渡时间。
因此，⽬前需要研究和使⽤雄性不育制种技术。
通常采⽤细胞质雄性不育系统，包括不育系、保持系和恢复系，三系配套才能顺利完成杂交种⼦的⽣产全过程。
但⽟⽶的T型细胞质雄性不育存在叶斑病的严重困扰，C型不育杂交种的育性恢复是个严重障碍，不得不采⽤搀和法⽣产杂交种⼦。
若管理不善，容易发⽣技术失误，给⽣产和企业造成巨⼤损失。
细胞核雄性不育很容易克服斑病，⽽且容易找到恢复系，但⼏⼗年来，⼀直没有找到保持不育系的简便有效途径。
先锋公司研究的⼀项突破性技术采⽤转基因⽅法成功地解决了细胞核雄性不育的保持问题。
该技术将改变作物杂交种⼦⽣产的⾯貌。
原理是在普通杂合恢复系⾥加⼊⼀个致死基因与可育基因紧密连锁，这个致死基因没有和不育基因连锁，于是⾃交就产⽣1:1两种花粉。
在⽣产不育系的过程⾥，保持系所含致死基因的花粉粒死亡，这就使得可育基因不参与对不育系的授粉，⽽且繁殖的不育系不含转基因成分。
另⼀半含不育基因的花粉参与授粉，⽣产出来的全部种⼦都是雄性不育的。
这项技术叫SPT。
（先锋把这项技术转给美国耶鲁⼤学的邓兴旺，允许后者在⽔稻中研究使⽤。
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实验十作物雄性不育系的鉴定
一、实验目的
学习和初步掌握雄性不育系的植物学形态特征和花粉育性鉴定技术.
二、内容说明
雄性不育是指雌雄同株作物中，雄性器官发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌性器官发育正常，能接受正常花粉而受精结实的现象。
雄性不育一般可分为3种类型：①细胞质雄性不育型，简称质不育型，表现为细胞质遗传。
②细胞核雄性不育型，简称核不育型，表现为细胞核遗传。
③核-质互作不育型，表现为核-质互作遗传。
无论植物的不育性是那种类型，它们都会在一定的组织中表现出来。
雄性不育系花粉的败育，一般出现在造孢细胞至花粉母细胞增殖期、减数分裂期、单抱花粉期(或单抱晚期)、双核和三核花粉期。
其中出现在单孢花粉期较为普遍。
雄蕊败育大概可分成以下几种类型：
(一)花药退化型一般表现为花冠较小，雄蕊的花药退化成线状或花瓣状，颜色浅而无花粉。
(二)花粉不育型这一类花冠、花药接近正常，往往呈现亮药现象或褐药现象，药中无花粉或有少量无效花粉、镜检时，有时会发现少量干瘪、畸形以及特大花粉粒等，大多数是无生活力的花药。
(三)花药不开裂型这类不育型虽然能形成正常花粉，但由于花药不开裂不能正常散粉，花粉往往由于过熟而死亡。
（四)长柱型功能不育这一类型花柱特长，往往花蕾期柱头外露，虽然能够形成正常花粉但散落不到柱头上去。
(五)嵌合型不育在同一植株上有的花序或花是可育的，而有的花序或花则是不育的，在一朵花中有可育花药，也有不育花药。
作物雄性不育系则是具有雄性不育现象，并能将雄性不育性遗传给后代的作物品系。
我们都知道，杂种优势普遍存在，在很多植物由于单花结籽量少，获得杂交种子很难，从而是杂交种子生产成本太高而难以在生产上应用，利用雄性不育系配制杂交种是简化制种的有效手段，可以降低杂交种子生产成本，提高杂种率，扩大杂种优势的利用范围。
因此，雄性不育在杂交过程中有着重要的作用。
当前，农作物杂种优势主要是利
用不育系、保持系和恢复系等三系配套。
一个优良的雄性不育系必须具备不育性稳定，且不育株率和不育度都达到100%，农艺性状整齐一致，柱头外露率高，开花习性良好，以利提高制种产量。
作物雄性不育系的鉴定，一般采用植株形态、花粉育性镜检、套袋自交鉴定等方法。
三、材料仪器药品
1．材料水稻或玉米等作物雄性不育系及其保持系或恢复系的植株。
2．仪器用具扩大镜、显微镜、镊子、载玻片、盖玻片、回形针、透明纸带、标签、吸水纸等。
3．药品试剂1%I-KI溶液。
四、方法步骤
（一）雄性不育系和保持系植株形态特征的观察和识别
在不育系繁殖田或杂交制种田对不育系及其保持系〈或恢复系〉进行逐行逐株地观察，比较株型、株高、分蘖、叶色、抽穗、开花时间、花药形态、颜色、开裂等情况和开颖角度等形态区别（表10-1，表10-2）。
断定其是否是不育系，并选择你认为区分最明显的3~4个性状填入表10-3中，以此证实观察结果。
若是利用盆钵植株展示的，则按盆钵上的编号，逐钵观察。
表10-1 水稻雄性不育系与保持系植株形态比较
表10-2 玉米雄性不育系与保持系植株形态比较
表10-3 根据观察结果鉴定作物的雄性不育性
（二）雄性不育系花粉育性镜检鉴定
当前生产上利用的雄性不育系多属于核质互作的花粉败育类型。
败育花粉经I-KI染色处理，在显微镜下观察，按花粉粒的形状和染色反应可分为典型败育、圆形败育和染色败育型。
在镜检过程中，为更准确地鉴定各种类型的花粉，将不育系败育花粉的三种类型和正常可育花粉的特点列成表10-4。
表10-4 雄性不育系败育型花粉与正常可育花粉的比较
雄性不育系花粉育性镜检鉴定方法有：
1．形态鉴定
⑴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，做镜检制片。
⑵制片将花药分别置于载玻片上，用镊子轻轻捣碎，滴上一小滴I~KI溶液染色，去掉药壁后，盖好玻片，用吸水纸吸去多余的I~KI溶液，待镜检观察。
⑶镜检将制好的玻片置于100倍显徽镜下仔细观察。
每片各选择有代表性的视
野2~3个观察花粉粒的形状和染色反应。
正常花粉因有较多淀粉粒，遇I~KI呈黑紫色，不正常花粉则染色浅或不染色。
计数每个视野内不育花粉粒的数目，并按下式计算不育花粉的百分率：
不育花粉率=不育花粉粒数/总花粉粒数×100
2．染色鉴定
TTC染色法：TTC可用于检验花粉呼吸过程中脱氢酶的活性。
具有生活力的花粉中含有脱氢酶，它催化底物使脱下的氢与TTC结合，生成红色化合物甲醛。
因此，凡有生活力的花粉呈红色，生活力弱的呈浅红色，无生活力的不显色或成黄色。
⑴取样同形态鉴定。
⑵染色取已成熟尚未开花的水稻花粉5~10个，切断花药两端，放入小烧杯中，加0.2 %TTC溶液，使花药完全浸入反应液中，在30℃左右温度下染色30~60min。
⑶压片镜检取出花药，置于载玻片上，用解剖针压出花粉，去掉花药药壁组织，盖上盖玻片，镜检观察，取5个视野，统计着色花粉百分率。
凡花粉粒变红有生活力，染色越深生活力越强。
不育花粉率= 不育花粉粒数/总花粉粒数×100
最后根据不育花粉率（表10-5），判定花粉不育等级，填表(表10-6)。
表10-5 水稻花粉不育性分级标准
表10-6 水稻花粉育性镜检鉴定结果
（三）雄性不育系套袋自交结实性鉴定
套袋自交是鉴定育性最准确、最可靠的方法，即在不育系中，选择刚抽穗或现花蕾而尚未开花的花序3个，套上牛皮纸袋，用回形针固定，让其自交结实，15d后，取掉纸袋，分别统计其自交结实情况。
凡套袋的株(穗〉只要有一粒结实就算为结实株〈穗〉。
再按公式计算不育株〈穗〉率和不育度：
不育株(穗)率= 不育株(穗)数/套袋总株(穗)数×100%
不育度= 不育花(朵)数/总花(朵)数×100%
最后根据不育度，确定不育度等级（表10-7、表10-8）。
将鉴定结果填入表(表10-9)，并指出其不育株率和不育度等级。
表10-7 水稻不育系不育度分级标准
表10-8 玉米雄花育性分级标准
表10-9 不育系育性鉴定结果
五、实验作业
1．在不育系繁殖田或杂交制种田中逐行逐株地观察比较不育系与其保持系植栋的形态区别。
2．将不育系、保持系花粉进行育性镜检鉴定、不育系自交结实性鉴定，完成表，并对结果进行讨论。
3．还有那些鉴定花粉生活力的方法？其优缺点有那些？。