植物及其雄性不育性研究及其在育种中的应用
油菜生态雄性不育的研究与应用初探
油菜生态雄性不育的研究与应用初探摘要综述了油菜生态雄性不育系的研究进展、育性变化机理，初步探讨了利用油菜生态雄性不育系存在的问题及应用前景。
关键词油菜；生态雄性不育系；研究进展；应用前景目前，利用油菜杂种优势的方法主要有细胞质雄性不育、细胞核雄性不育、自交不亲和性、化学杀雄。
细胞质雄性不育以其制种产量高、繁殖系数大利用得最广泛，但细胞质雄性不育系在制种时育性不稳定影响种子质量；细胞核雄性不育系不育彻底，但制种时须拔除50%可育株，费工费时，由于其制种难度大，在发达国家一直不受重视，目前我国只有少数地区和单位利用并配制了杂交组合；自交不亲和性亲本繁殖困难，化学杀雄难以掌握药剂浓度及喷施时间，目前后两种方法均无大面积推广，但也配制了杂交组合。
自石明松（1973）发现水稻光温敏不育现象以来，生态雄性不育现象引起了育种界的普遍兴趣和重视。
何觉民等（1994）提出生态雄性不育理论，认为植物雄性育性作为一个性状，必然同时受基因影响和环境制约。
所谓雄性不育，不过是不育基因在特定生态下的表达。
到目前为止，在水稻、小麦、棉花、油菜等作物上均发现了生态雄性不育现象并加以利用，取得了巨大的经济效益。
在油菜上利用生态雄性不育现象，可简化育种程序，提高制种纯度，有效降低制种风险，其利用前景是可观的。
本文综述了油菜生态雄性不育系的发现、选育、利用，随着进一步的研究，生态两系油菜也将成为油菜杂种优势利用的一个重要途径。
1油菜生态雄性不育系研究进展1.1油菜生态雄性不育系的选育杨光圣等（1987）于昆明油菜夏繁期间，在2个甘蓝型油菜品系杂交（84-1×84-2）后代中发现一个F3株系表现雄性不育、雌性可育，经3年连续选择自交（F5）、鉴定和选择，选育出甘蓝型油菜雄性不育两用系AB1，表现为在武昌秋播，春天开花表现雄性可育；在昆明或西宁夏播开花表现雄性不育。
袁美等报道了双低生态不育两用系8-8112AB，该不育系由生态雄性不育两用系AB1与双低甘蓝型油菜品种杂交选育而成。
大葱雄性不育的研究和应用进展
大葱(L.var.Makino )属于葱科葱属作物,起源于中国西部和西伯利亚地区,经野生葱驯化而来。
目前主要栽培于中国、韩国、日本、马来西亚、菲律宾和印度尼西亚。
大葱在我国有2600多a 的栽培历史,作为一种绿色保健蔬菜以及调味品而深受人们的喜爱[1]。
大葱自交衰退严重,且杂交优势明显,但其杂交育种研究起步较晚,直到20世纪70年代日本西村米八在自然群体中发现了雄性不育株,大葱杂交育种才得以开展,并进行深入研究[2~7]。
雄性不育(male sterility )是指雄性器官发育不良,失去生殖功能,导致不育的特性,在植物界普遍存在,据统计已在43个科162个属617个物种及种间杂种中发现了该现象。
雄性不育系的发现避免了人工去雄的复杂过程,是杂交制种的一种高效途径[8],已作为重要手段用于各种作物的杂交育种中,尤其是自花授粉作物和常异花授粉作物杂交[9]。
1大葱雄性不育的类型由于植物雄性不育性遗传关系复杂,人们提出了很多假说对其进行解释。
Edwardson 的“二型假说”将雄性不育分为2种类型:一是细胞核雄性不育(genic male sterility ,GMS ),由核基因控制并遵循孟德尔遗传定律;二是细胞核与细胞质互作的雄性不大葱雄性不育的研究和应用进展康香辉,安进军,袁瑞江,王丽乔(河北石家庄市农林科学研究院,050021)基金项目:国家现代农业产业技术体系专项资金资助(CARS-24-G-01);河北省科技支撑项目(16226304D );石家庄市科技支撑项目(191490312A )康香辉(1985-),女,硕士,农艺师,主要从事葱类育种及栽培技术研究,电话:151****1930,E-mail :****************王丽乔(1973-),女,通讯作者,本科,高级农艺师,主要从事大葱、洋葱育种及栽培研究,电话:*************,E-mail :*****************收稿日期:2020-11-05摘要:雄性不育技术的研究对大葱杂种优势的进一步利用具有推进作用。
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。
雄性不育在我国辣椒品种选育中的应用及不育基因定位研究进展
摘要雄性不育是降低杂交制种成本最有效的方法之一。
近年来,许多辣椒育种研究人员在品种选育、辣椒不育机理探寻和不育基因定位上取得了一定的成绩。
阐述了雄性不育的发现及类型,论述了雄性不育在我国辣椒品种选育的应用、遗传机理和不育基因定位的研究现状,以期为其在品种选育上广泛应用提供参考。
关键词雄性不育;类型;辣椒;品种选育;基因定位;应用中图分类号S641.303.3文献标识码A 文章编号1007-5739(2016)03-0119-01Research Progress on Application of Male Sterility in Pepper Variety Breeding and Genetic Mapping in ChinaFU Hong-fei CHAI Wei-guo LV Xiao-han(Hangzhou Academy of Agricultural Sciences in Zhejiang Province ,Hangzhou Zhejiang 310024)Abstract Male sterility research is one of the most effective methods to reduce the cost of hybrid seed production.Recently ,a lot of achievements got in pepper variety breeding ,pepper male sterility mechanism exploring and mapping of sterile gene ,the discovery and types of male sterility were described ,the research status of male sterility in the application and genetic mechanism and the location of the sterile gene of pepper varieties selection were discussed ,in order to provide reference for its wide application in variety selection and breeding.Key words male sterility ;types ;pepper ;variety breeding ;genetic mapping ;application雄性不育在我国辣椒品种选育中的应用及不育基因定位研究进展傅鸿妃柴伟国吕晓菡(浙江省杭州市农业科学研究院,浙江杭州310024)辣椒(Capsicum spp.)为茄科作物,因杂交优势明显,目前市场上大部分种子是杂交1代,但是随着国内农资和劳动力等价格的提高,杂种1代的生产成本也水涨船高,雄性不育是迄今为止可以降低这一成本的有效途径之一。
水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用
水稻是我国主要的粮食作物,我国三分之二以上的人口以水稻为主食。
在过去的40多年里,水稻杂种优势利用为我国的粮食安全作出了重要贡献。
水稻是自花授粉作物,其颖花多且小,无法通过人工去雄的方法生产杂交种。
水稻利用杂种优势唯一可行的途径就是利用雄性不育系做母本与恢复系杂交生产杂交种。
利用雄性不育系可以省去繁杂的人工去雄程序,提高杂交制种的效率和杂交种子的产量。
雄性不育(male sterility)是指植物在有性繁殖过程中雄蕊发育不正常,不能产生正常可育的花粉,正常情况下不能自交受精结实;而雌蕊发育正常,能接受正常可育花粉并受精结实;雄性不育现象在植物中普遍存在,自1763年德国植物学家约瑟夫戈特利布克(JosephDOI:10.16605/ki.1007-7847.2021.08.0202水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用梁满中,王锋,殷小林,肖翡翠,张聪枝,高琴梅,刘伟浩,胡舒畅,陈良碧*(湖南师范大学生命科学学院作物不育资源创新与利用湖南省重点实验室,中国湖南长沙410081)摘要:雄性不育性是植物界存在的普遍现象,雄性不育系在水稻杂种优势利用中起着重要作用。
我国水稻杂种优势的利用经历了“三系法”“两系法”和“第三代”杂交水稻的发展历程,该历程的实质就是水稻雄性不育系种子生产技术体系的发展。
本文综述了细胞质雄性不育系、两用核不育系和隐性核不育系在我国水稻杂种优势利用中的研究进展,展望了水稻雄性不育系在水稻杂种优势利用的发展前景,以期为我国杂交水稻的创新发展提供参考。
关键词:水稻;雄性不育;细胞质雄性不育;两用核不育;育性;杂种优势中图分类号:Q955文献标识码:A文章编号:1007-7847(2021)05-0377-09Male Sterility of Rice and Its Utilization in HeterosisLIANG Man-zhong,WANG Feng,YIN Xiao-lin,XIAO Fei-cui,ZHANG Cong-zhi,GAO Qin-mei,LIU Wei-hao,HU Shu-chang,CHEN Liang-bi *(Hunan Province Key Laboratory of Crop Sterile Germplasm Resource Innovation and Application ,College of Life Sciences ,Hunan Normal University ,Changsha 410081,Hunan ,China )Abstract:Male sterility is a common phenomenon in plants.Male sterile lines play an important role in the utilization of heterosis in rice.The utilization of rice heterosis in China has experienced the development process of “three-line method ”,“two-line method ”and “third generation ”hybrid rice.The essence of this process is the development of rice male sterile lines seed production technology.This paper reviewed the re-search progress of cytoplasmic male sterile lines,dual-purpose genic male sterile lines and recessive genic male sterile lines in the utilization of heterosis in rice in China.It also described the prospect of male sterile lines in hope of providing a reference for innovative development of hybrid rice in China.Key words:Rice (Oryza sativa L.);male sterility;cytoplasmic male sterile;dual purpose genic male sterile;fertility;heterosis（Life Science Research ，2021，25（5）：377~385）收稿日期:2021-08-23;修回日期:2021-10-06基金项目:湖南省重点研发计划项目(2016JC2023);国家科技重大专项资助项目(2016yFD0101107)作者简介:梁满中(1962—),男,湖南溆浦人,湖南师范大学教授,博士,主要从事水稻杂种优势利用研究;*陈良碧(1955—),男,湖南沅陵人,湖南师范大学教授,博士生导师,主要从事植物发育研究与分子生物学研究,E-mail:*******************。
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。
植物雄性不育性与育种的研究进展
植物雄性不育性与育种的研究进展近年来，植物育种学中一个重要的研究方向是如何培育高产、高质量的新品种。
然而，植物的繁殖系统很复杂，很多不同因素会影响植物的育种。
植物雄性不育性（MS）是其中一个最主要的因素之一。
在本文中，我们将简要讨论植物MS背景下的育种研究进展。
MS是植物雄蕊对花粉发育所产生的一种异常现象。
具有MS性状的植株会在阳性授粉后无法正常结实，或者产生畸形、无力的种子。
对于谷类作物等经济作物而言，这种“不育性”现象会严重影响其育种效率和经济效益。
MS作为一种花器官发育障碍，常常被认为是一种基因隐形遗传现象。
但是，随着分子生物学的发展，人们发现了MS与遗传物质之间的更深层次的联系。
基于对MS的分子机制研究，人们开始探索一些新的育种手段。
一种常见的育种方法是通过杂交改良来改变植物的性状。
在谷类作物中，杂交育种的重要手段是使用两个亲本进行交配，并通过选择来获得更理想的后代。
然而，当存在MS现象时，杂交育种会面临一些限制和挑战。
因此，为了克服MS带来的问题，人们发展了一种新的育种方法——基因编辑。
基因编辑是通过切割DNA序列来精确地修改植物基因组中的特定部分。
在研究过程中，人们可以针对与MS相关的基因进行编辑，以便改变它们的表达或功能。
例如，在水稻育种中，通过诱导与MS相关的基因mads3的小麦素蛋白的基因沉默，可以获得可育品种。
因此，通过基因编辑技术我们可以针对MS相关的基因进行改良，以便更好地控制植物的杂交育种过程。
除了基因编辑技术之外，研究人员还在探索其他的育种方法来解决MS问题。
其中包括化学遗传学和表观遗传学技术。
例如，通过使用小分子化合物来控制MS相关的基因或家族，可以在杂交育种中获得更好的育种效果。
同时，通过改变某些表观修饰在植物基因组中的分布，也可以影响MS现象的发生，并得到更好的杂交育种效果。
综合来看，MS是植物杂交育种时一个很常见的问题。
然而，在分子生物学和遗传学研究不断进步的今天，我们已经拥有了很多可选择的技术和方法来解决MS 问题。
我国玉米雄性不育系选育技术生产应用情况分析
我国玉米雄性不育应用类型划分、作用及出产应用情况阐发玉米是世界上最早操纵雄性不育杂交种的主要作物之一。
我国玉米雄性不育的研究早在60年代初就开始了，而且选育出了如“双26〞等一些玉米雄性不育系，40多年来，在广阔玉米育种工作者的共同努力下，目前已底子掌握了玉米雄性不育遗传机理及选育方法，并选育出了一多量优良的雄性不育系，而且在出产长进行了大面积的测验考试性应用，效果显著。
随着雄性不育系选育技术的不竭完善与提高，多量不育系将不竭涌现，出产应用前景十分广阔。
1 玉米雄性不育的类型划分贝克特〔Beckett，1971〕将玉米细胞质雄性不育划分为C组、S 组、T组，同一组别内测交儿女的育性反响以及对小斑病Ｔ小种的测交抗性反响十分接近，又据扬州大学生物工程尝试室的最新报道，又发现一种不同于上述三种组此外胞质不育类型，定名为YII－1型。
因此目前的玉米胞质不育可划分为四个类型，即C、T、S、YII－1。
以后Pring 按照线粒体DNA酶切图谱阐发，将Ｃ群划分为三个亚群，即ＣⅠ、ＣⅡ、ＣⅢ。
四川农业大学玉米研究所对C、T、S三种雄性不育组别进行了线粒体DNA的RELP阐发，成果发现，在coxII/BamHI探针/酶组合下，正常胞质〔Ｎ〕在有一条带，T组不育胞质那么在5kb有一条带，从而说明了这三种不同胞质不育类型在mtDNA的RELP图谱上的不同反响。
2 玉米雄性不育系应用的作用阐发增加对抗病性的遗传弹性由于群体内约有50%的细胞质为异质性，因此对某一病害的生理小种的侵染具有必然的缓冲作用。
我们于2001年做了如下试验，将丹9046A与丹9046B每份种植两行，每行10株，以纹枯病为查询拜访工程，查询拜访日期9月3日，成果可以看出雄性不育系的细胞异质性对玉米病害具有很大的缓冲作用，对纹枯病的抗性表示中，丹9046A比丹9046B的抗性超出跨越25个百分点。
增加了自交系繁殖与杂交种出产田的产量刘春增等〔1996〕对丹1324A、B及丹玉18号A、B进行了去雄试验可以看出，丹1324A留雄比CK增产6.3%，丹玉18A比CK增产5%，通过室内考种发现，增产的原因在于雄性不育的果穗增大、单穗粒重增加，果穗大而均匀，此中大穗率占88.1%。
雄性不育性及其在杂种优势中的应用
第五节雄性不育性及其在杂种优势中的应用尽管利用杂种优势已成为提高农业生产效益的主要途径之一，但除了像玉米等少数雌雄异株或雌雄同株异花作物外，在未解决人工去雄的困难以前，难以在生产上大面积推广。
而解决这一困难的有效途径是利用植物的雄性不育性。
目前水稻、玉米、高粱、洋葱、油菜等作物已经利用雄性不育性进行杂交种子的生产，并产生了巨大的经济效益和社会效益。
一、雄性不育的类别(一)细胞质不育不育由细胞质基因控制，而与核基因无关。
其特征是所有可育品系给不育系授粉，均能保持不育株的不育性，也就是说找不到恢复系。
这对营养体杂优利用的植物育种有重要的意义。
如：Ogura萝卜细胞质不育系。
(二) 核不育不育性是由核基因单独控制的(简称GMS)。
1、一对隐性核基因控制的雄性不育性蔬菜不育材料大都属于此类。
msms 不育，MsMs或Msms可育，共有三种基因型。
msms与MsMs交配后代全部可育；msms与Msms交配后代可育、不育株1：1分离；Msms自交后代可育、不育株按3：1分离。
只有用Msms作父本与msms不育株测交，可以获得50%的雄性不育株和50%的雄性可育株。
由于在一个群体里，有50%的可育株用于保持不育性。
通常称其为“两用系”(ABline)或甲型两用系。
将其用于杂种一代制种，则需要拔除50%的可育株。
因此，隐性核不育后代不能得到固定(100%)的不育类型。
2、一对显性基因控制的雄性不育性有杂合的不育株Msms、纯合的可育株两种基因型，纯合不育株（MsMs）理论上存在但实际上无法获得。
用Msms不育株与msms可育株杂交后代是半不育群体，此种两用系也叫乙型两用系。
3、由多个核基因控制的雄性不育中的一些组合可育成全不育系。
有核基因互作假说和复等位基因假说(曹书142或景书159)。
(三)核质互作雄性不育(简称CMS) 不育性由核基因(msms)和细胞质基因(S)共同控制的，又简称为胞质不育型。
一个具有核质互作不育型的雄性不育植物，就育性而言，有一种不育基因型和五种可育基因型。
植物隐性核雄性不育基因育种技术体系的研究进展与展望
植物隐性核雄性不育基因育种技术体系的研究进展与展望
植物隐性核雄性不育基因是指在植物配子母细胞分裂过程中，由于基因突变而导致花粉发育不全或不正常，从而导致结实率下降或不结实。
隐性核雄性不育基因不容易被肉眼观察到，因此也称为隐性不育基因。
由于隐性不育基因会严重影响植物的繁殖能力，因此如何利用现代育种技术消除这些基因的影响，已成为国际农学领域研究的热点之一。
在近年来的研究中，研究人员使用了多种手段既可以筛选出隐性核雄性不育基因，还可以利用转基因的技术对这些基因进行修复。
例如，通过全基因组测序和遗传图谱的建立，可以对植物进行基因组广泛筛查，从而筛选出携带隐性不育基因的材料；同时，利用基因编辑技术如CRISPR/Cas9、TALEN等，可以
对隐性不育基因进行定点修复，从而取消其影响，使花粉发育正常，提高结实率。
换言之，基于隐性核雄性不育基因育种技术的研究进展提供了种质资源、高通量筛查和基因编辑等现代育种技术的支持，使得无性繁殖植物育种取得了空前的发展。
由此探究，此种技术的未来发展仍有很大的潜力。
例如，发掘和分离更多的隐性不育基因等潜在遗传资源，探索更加有效的基因编辑技术和育种策略，将为现代育种技术的进一步发展提供有力支持。
此外，该项技术，支持了农业生产的可持续发展，将为更广泛的社会公众带来更多的实际利益。
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：表10-1 质核互作的6种遗传结构细胞核基因细胞质基因RR Rr rr N（可育）N(RR)可育N(Rr)可育N(rr)可育S（不育）S(RR)可育S(Rr)可育S(rr)可育（1）S（rr）×N（rr）→S（rr），F l全部表现不育，说明N（rr）具有保持不育性在世代中稳定传递的能力，具有N（rr）基因型的品系或自交系称雄性不育保持系，简称保持系（B）。
植物雄性不育与杂种优势利用研究
植物雄性不育与杂种优势利用研究杂交是植物育种领域中的重要一个方向，也是植物进化中最常见的现象之一。
杂交可以增加植物种群的遗传多样性，增强植物的适应性和抗性，从而提高植物的产量和品质，在农业生产中具有重要的意义。
但是，由于杂交机制的特殊性，杂交种的质量和数量也受到着最大限度的限制。
为了克服这些限制，人们将目光投向了植物雄性不育与杂种优势利用研究。
一、植物雄性不育植物雄性不育是指植物只有雄性器官不育，而具有正常的雌性器官和繁殖能力。
这种特性在植物杂交中是非常有用的，因为在杂交中，可以利用不育的雄性亲本与正常的雌性亲本杂交，从而制作出杂交种，这种杂交种可以长时间保持种质的纯度，方便再次杂交。
当前，人们已经对植物雄性不育有了深入的研究，发现其机制与植物的生长发育过程密切相关，因此研究植物生长发育对于理解植物雄性不育机制具有重要意义。
通过对相关基因的克隆和表达分析，人们已经找到了很多影响植物雄性不育的关键基因，并对这些基因进行了深入研究，从而为育种提供了理论依据。
二、杂种优势杂种优势是指杂交后代相比单亲本或双亲本具有更强的生长力、适应性和抗病性等特点的现象。
这种优势通常被称为“杂种优势”或“杂种增效”。
目前，关于杂种优势的机制，主要有基因互补假说、杂合优势假说和外界环境假说等。
其中，杂合优势假说是最广泛接受的，它认为杂交后代具有更多的遗传变异和随机交配优势，从而导致其表现出更强的生长能力和适应性。
这种杂种优势在农业生产中广泛应用。
例如，在水稻育种中，杂交优势可以增加产量和品质，因此被广泛用于水稻育种。
此外，杂交优势还可以用于农业生产中种植密度管理，通过对植株密度的控制，在不影响产量的情况下提高产量和品质。
三、植物雄性不育与杂种优势的结合利用植物雄性不育可以构建纯合杂交品系，并将其与外界环境进行合理的控制，从而促进杂种优势的发挥。
这种手段在普通杂交之外提供了一种新的育种选择，也为农业生产提供了新的契机。
植物雄性不育与杂种优势的结合利用可以提高杂交种的优势、稳定性和经济效益，从而为现代化农业提供强有力的支撑。
植物雄性不育基因在育种中的应用研究
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。
以小麦为例，小麦中常用的雄性不育基因有三类：显性玉米雄性不育基因T （Terminator）、显性哥伦比亚雄性不育基因F（Fertility restoring）和隐形雄性不育基因ms（Male Sterile）。
雄性不育系的选育和在杂种种子生产中的利用
4、双亲回交法 远缘杂交所获得的雄性不育材料，往往由于杂种不
育性和不稔性而难以保存下去，与亲缘关系较近的亲 本回交可增加成功的机会。
（三）选育雄性不育系和保持系的方法
获得了雄性不育原始材料并不等于获得了雄性不 育系（稳定不育性，经济性状优良，配合力高的系 统）。
选育不育系的同时要选育保持系，不同遗传类型 的雄性不育系和保持系的选育方法不一样。
4 1：1
3：1
亲本可能基因型
Smsms×Nmsms Smsms×NMsms Smsms×NMsMs Smsms×SMsMs Smsms×SMsms
原始不育株
Smsms
1
Smsms
100%不育
父本株S0代
1 Nmsms
S1代群体
Nmsms
100%可育
Nmsms 保持系
2 NMsms
NMsMs
NMsms
不育株基因型MsMs理论上存在，但实际上不存在。 乙型两用系：可育株自交全为可育株，可育株与不育
株杂交，后代出现50% 可育株和50% 不育株的两用系。
Msms × msms
（不育株）
（可育株）
1 Msms
（不育株）
1 msms
（可育株）
msms
（可育株）
核显性单基因雄不育乙型两用系
（3）新型核基因控制的雄性不育性
稳定性雄性不育
环境敏感型雄性不育 温敏雄性不育：
有些植物在临界以上的温度下表现雄性不育，临界以 下温度表现雄性可育。有些植物恰恰相反，在低于临界 温度下表现雄性不育，在高于临界温度下表现雄性可育。
光敏雄性不育：对光周期敏感。
利用质核互作雄性不育生产以果实或种子为 产品的植物的F1杂种种子时，则必需三系配套。
基于雄性不育的水稻杂交稻育种技术研究
基于雄性不育的水稻杂交稻育种技术研究第一章：引言水稻是世界上最重要的粮食作物之一，它是全球人口的基本粮食来源之一。
然而，普通的水稻育种技术在提高产量和抗病性方面受到了限制。
由于雄性不育技术的出现，为水稻杂交育种技术带来了新的机遇。
基于雄性不育的水稻杂交稻育种技术已经成为了水稻改良和增产的一种重要选择。
在该技术的帮助下，已经取得了非常明显的效果和前景。
第二章：基于雄性不育技术的水稻育种体系基于雄性不育的水稻育种技术是由在水稻花药发育过程中，抑制花药自我结实的过程组成。
在这一过程中，应用人工方法或者自然方法使雄蕊失去结实能力，因此雄性不育出现，以便收集有表现力和稳固性的雄蕊中的花粉。
然后该花粉植入另一个不同的变异体中，即雄蕊和雌蕊均具有变异基因。
通过对这些组合进行优质评估，可以确定适用于稳定高产量的组合。
该行业技术的应用帮助农民提高了稻谷收成。
第三章：基于雄性不育技术的水稻育种优点基于雄性不育技术的水稻育种有以下优点：1. 提高产量：随着育种方法的改进，基于雄性不育技术的水稻育种不仅避免了雄性自交，还可以利用异源的高效基因对抗育种过程中遇到的疾病等不利因素，因此大大提高收成。
2. 保证育种的一致性：基于雄性不育技术的水稻育种可以确保水稻的一致性和活力，从而创造出更优良的品种。
3. 降低育种成本：基于雄性不育技术的水稻育种相对便宜，因此更易于实现规模化生产。
第四章：基于雄性不育技术的水稻育种的应用基于雄性不育的水稻育种技术在全球应用非常广泛。
许多国家都在大规模使用该技术。
例如，中国，日本，印度等。
在中国，该种技术已经广泛应用，取得了非常显著的经济效益，并且不断探索和改进，在田间生产中已经得到大量应用。
在印度，该技术协助该国稻谷产量的快速提高，并作为该国主要作物之一得到了广泛的使用。
第五章：结论基于雄性不育技术的水稻育种技术为世界粮食安全提供了一条可行的途径。
虽然该技术存在诸如花药液浸法，基因制备法等问题，但仍具有广泛的前景和应用前景。
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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。
2. 纯系品种的选育
纯系品种的选育是指通过长期的选择和筛选，培育出具有一定特征的产业品种。
如果这些纯系品种具有显著的优势特征，可以进一步进行基因纯化。
而使用雄性不育性的植物材料，则可以在不同自交代之间，减少亲缘关系的重叠，从而提高基因纯化的效率。
3. 遗传分析
雄性不育性子代与正常子代的比较，可以从遗传学的角度研究雄性不育性的发
生机制，进而为育种提供理论指导。
例如，可以利用遗传分析方法，确定引起雄性不育的突变位点及其作用蛋白，进而深入探究其对花粉发生与发育的调控机制，为育种途径创新提供基础。
三、雄性不育性研究的难点和挑战
尽管雄性不育性技术的应用非常广泛，但其研究难度也十分巨大。
研究中常见
的难点和挑战主要有以下几个方面。
1. 雄性不育性突变位点的鉴定
针对人工雄性不育性的突变基因，研究者需准确地鉴定出其位点和相关蛋白。
然而，鉴定难度较大，需要利用基因组学、生物化学等多种手段进行筛选与分析。
2. 环境因素对雄性不育性影响的调查
环境是植物生长与发育的重要因素，亦是雄性不育性的发展过程中不可忽略的
一环。
因此，需要对不同环境因素下，雄性不育性的发生及其表型特征进行全面而深入的调查分析，以便为相关育种研究提供可靠依据。
3. 雄性不育性品种的谨慎选育
虽然雄性不育性品种适合于杂交育种，但是其安全性和可靠性还需进行充分验证。
在品种选择时，应严格把关，防止品种的不稳定或其他潜在问题带来不良影响。
另外，还需要对雄性不育性品种进行长期鉴定和稳定性观测，以保证其育种应用的可靠性。
结语
雄性不育性技术凭借其在植物育种中的重要作用，成为当前植物科研领域的热
点之一。
从其定义、分类和在植物育种中的应用出发，分析了雄性不育性技术的发展前景及其在植物资源利用中的作用。
然而，雄性不育性技术还存在不少难点和挑战，需要科学家对其进行深入的研究和探究。