关于雄性不育
植物雄性不育及其生殖生物学研究
植物雄性不育及其生殖生物学研究植物雄性不育是植物生殖系统中的一种重要性状，也是植物科学研究领域的热点问题之一。
它指的是某些植物不能进行正常的花粉产生和释放，或者花粉无法与雌蕊结合从而不能正常授粉结实。
一、植物雄性不育的类型植物雄性不育主要分为两类：常染色体遗传的雄性不育和核基因遗传的雄性不育。
常染色体遗传的雄性不育是由某些常染色体上的基因所决定的。
这种雄性不育因常染色体配对时产生不平衡基因表达而引起。
通常表现为生殖生长停滞、异形花粉、花药萎缩或肿胀等现象。
核基因遗传的雄性不育又称细胞质遗传的雄性不育，是由细胞质中质体、线粒体等遗传物质所引起的。
这种雄性不育通常表现为花药不育，花粉数量少、形态异常，因为细胞质中的基因会影响到花药发育过程中所需的蛋白质合成。
二、植物雄性不育的应用植物雄性不育在植物育种中有广泛的应用。
通过选育具有雄穗不育性状的亲本，进行不孕性杂交则可有效地避免杂交后代的自交，防止品种纯度的下降，从而提高杂交育种效率。
此外，雄性不育还可用于制种。
选用不育杂交种中具有较好性状的母本进行人工授粉，可用来制造高质量的新品种种子。
三、植物雄性不育的研究现状近年来，随着分子生物学技术的发展，植物雄性不育的研究进展迅速。
植物雄性不育体系的建立和雄性不育基因的克隆以及遗传调控等方面的研究，使得相关领域的专家学者对植物雄性不育的生理机制和分子机制有了更加深入的认识。
一方面，研究已经克隆的雄性不育基因的功能和表达调控机制，有助于进一步明确雄性不育的分子机制。
另一方面，通过现代遗传分析技术，如基因组学、转录组学和蛋白质组学等，可以揭示雄性不育与其他基因之间的相互作用关系，更加全面地解析雄性不育发生的分子机制。
四、植物雄性不育研究的挑战植物雄性不育的研究涉及领域广泛、深度较大，需要不断地进行科研探索。
尽管已经有不少研究取得了较为显著的进展，但仍然面临以下几方面的挑战：1、缺乏明确的雄性不育分子机制通路目前，尽管已经克隆了一些雄性不育基因，但对于雄性不育分子机制的调控机制还未明晰，仍需进一步深入探究。
雄性不育的生物医学研究
雄性不育的生物医学研究随着社会的不断发展，生育问题已经成为人们越来越关注的话题之一，而其中一个重要的问题就是雄性不育。
雄性不育是指男性在正常的生育年龄内无法正常完成生育的情况，这种现象已经逐渐成为全球范围内的严重问题。
对于这一问题，人们已经开始对其进行了生物医学研究，希望找到新的治疗方法。
首先，雄性不育的生物医学研究需要从现实出发进行。
据世界卫生组织数据，全球约有10-15%的夫妻无法生育，其中，男性造成的不育比例大约为40-50%。
而目前的研究表明，雄性不育的原因非常复杂，大多数情况下与精子质量和数量的问题有关。
因此，科学家们通过对精子质量和数量进行深入研究，以便更好地理解雄性不育的原因。
其次，雄性不育的生物医学研究需要科技的帮助。
目前，生物技术在研究雄性不育方面发挥了重要的作用。
例如，在现有技术的基础上，研究人员已经设计出了一个新型的体外受精技术，能够使那些精子数量极少的男性也能够成功地完成生育，这对那些不育夫妻来说意义非凡。
此外，有一些仿生学技术正在被开发出来，通过模拟人类的生殖系统，帮助那些由于生殖系统的其他问题而无法自然受孕的人实现生育。
最后，雄性不育的生物医学研究还需要更多的专业人才加入。
目前，相关研究领域正在迅速发展，且对人类生殖健康的重要性日益凸显。
但是，这方面的专业人才依然相对不足，这就需要更多的人们加入到这个领域中，共同推动雄性不育的生物医学研究。
综上所述，雄性不育的生物医学研究无疑是非常重要的，可以帮助那些受到生殖问题困扰的人们解决生育难题，同时，还可以推进整个生殖医学领域的发展。
未来，我们期待能够有更多科技和专业人才投入到这一领域中，使得研究更加深入、治疗更加有效，为更多的不育夫妻带来健康和幸福。
植物雄性不育
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定义
定义
植物雄性不育是指植物雄性生殖器官不能产生正常功能的雄配子──花粉的现象，如植物花药中无花粉、花 粉败育和不裂药等均属雄性不育。
遗传
细核遗传
细胞质遗传
核、质互作遗传
细胞质遗传
（1）细胞质雄性不育型，简称质不育型，表现为细胞质遗传。通常以单一的细胞质基因S和N分别代表雄性 不育和雄性可育。用可育株花粉给雄性不育株雌蕊授粉，能正常结实，但F1植株仍表现为雄性不育的母体性状， 因而不能自交产生F2，农业生产上不能利用。
核、质互作遗传
（3）核-质互作不育型，表现为核-质互作遗传。不但需要细胞质有不育基因S，而且需要细胞核里有纯合的 不育基因（rfrf），二者同时存在，方能使植株表现为雄性不育。如胞质基因为可育N，则不论核基因是可育 （RfRf）还是不育（rfrf），都表现为雄性可育。同样，如核里具有可育基因（RfRf）或（Rfrf），则不论胞质 基因是可育N还是不育S，也都表现为雄性可育。这种由核-质互作形成的雄性不育系，其遗传组成为S（rfrf）， 不能产生正常的花粉，但可作为杂交母本。由于能找到保持系N（rfrf）[用它与不育系杂交，所产生的F1仍能保 持雄性不育，即：S（rfrf）（♀）×N（rfrf）→S（rfrf）（F1）（不育）]并能接受恢复系S（RfRf）或N （RfRf）[用它们与不育系杂交，所产生的F1都是可育的，即：S（rfrf）（♀）×S（RfRf）→S（Rfrf）（F1） （可育），或S（rfrf）（♀）×N（RfRf）→S（Rfrf）（F1）（可育）]的花粉，使F1恢复为雄性可育，F1植 株自交产生F2，所以在农业生产上可以广泛应用。雄性不育系可以免除人工去雄，节约人力，降低种子成本，还 可保证种子的纯度。水稻、玉米、高粱、洋葱、蓖麻、甜菜和油菜等作物已经利用雄性不育系进行杂交种子的生 产；对其他作物的雄性不育系，也正在进行广泛的研究。
细胞雄性不育的原理
细胞雄性不育的原理细胞雄性不育指的是由于某些原因导致植物在花药发育过程中的细胞分裂和减数分裂异常，造成花粉发育不正常或不完全，从而导致植物无法正常进行有性繁殖。
细胞雄性不育可以通过多种途径实现，包括染色体异常、基因突变、胞质遗传等等。
以下将对细胞雄性不育的原理进行详细阐述。
染色体异常是造成细胞雄性不育的一种主要原因之一。
在花药发育过程中，细胞的染色体在有丝分裂和减数分裂中起到关键作用，包括染色体的分离、配对和交换等。
若染色体出现异常，例如缺失、重组、易位等，将会影响正常染色体的分离和配对，导致花粉发育中的细胞减数分裂过程出现问题，最终导致细胞雄性不育。
染色体异常主要包括结构异常和数量异常，如染色体缺失、重复、易位、多倍体等。
基因突变也是细胞雄性不育的重要原因之一。
在细胞发育过程中，许多基因起着调控花粉发育的重要作用，如花粉母细胞的分裂和减数分裂、花粉壁的合成、孢粉囊的形成等。
若这些基因发生突变，将会直接影响花粉的发育过程，导致细胞雄性不育。
例如，若花粉母细胞减数分裂过程中的某个关键基因发生突变，将会使得染色体无法正常分离和合并，最终导致花粉发育异常，无法形成正常的花粉粒。
胞质遗传也是导致细胞雄性不育的重要原因之一。
植物的细胞核和胞质都参与了细胞雄性不育的调控。
正常情况下，胞质和细胞核之间相互协作，共同调控花粉的发育。
然而，有些植物株系中的胞质与细胞核之间的配对不协调，即所谓的不兼容性，会导致细胞雄性不育。
这种不兼容性可能是由于细胞核中的某些基因与胞质发生冲突或对胞质的调控产生异常反应而引起的。
除了以上几种原因外，环境因素、营养调控和激素调控等也可以对细胞雄性不育起到一定的影响。
一些环境因素，如温度、光照和湿度等，可能会影响细胞分裂和花粉发育过程中的某些关键环节，导致细胞雄性不育。
此外，植物的营养状况和激素调控也与细胞雄性不育相关。
营养元素的供给和平衡将直接影响细胞分裂和花粉发育的进行，而激素的合成和调控则对花粉发育起到重要的调节作用。
雄性不育名词解释
雄性不育名词解释雄性不育是指因染色体结构异常、遗传基因缺陷、生殖系统发育异常或生理功能障碍等原因导致的男性不具备或不能充分发挥生殖功能的状况。
雄性不育可以分为先天性和后天性两种。
先天性雄性不育是指由胎儿期开始就存在的生殖系统结构和功能异常所引起的不育症。
常见的先天性雄性不育病因包括：阳萎（勃起功能障碍）、精子异常（数量少、形态异常、活动能力低）、阴茎、尿道或精囊结构异常、睾丸发育不良等。
这些病因往往与胎儿期内分泌系统的发育异常有关。
后天性雄性不育是指在成年后由于外界因素的影响导致的生殖功能障碍。
常见的后天性雄性不育病因包括：感染（例如生殖系统感染、泌尿系统感染）、睾丸外伤、手术（例如精索静脉曲张手术、肾移植手术）、放射线或化学物质暴露等。
这些因素可以直接影响到生殖系统的结构和功能，从而导致不育。
雄性不育的诊断和治疗一般需要辅助生殖技术的支持。
常见的诊断方法包括：病史询问、体格检查、精液分析、生殖激素检测、遗传学检查等。
病史的询问主要是了解患者的生殖系统发育和功能异常情况，体格检查则主要是观察和检查生殖系统的结构和形态。
精液分析是评估精子数量、活动能力和形态等指标的重要方法。
生殖激素检测可辅助判断是否存在内分泌异常。
遗传学检查可以帮助分析染色体结构和基因异常。
目前，对于雄性不育，常见的治疗方法包括：手术矫正、药物治疗和辅助生殖技术。
手术矫正主要适用于先天性雄性不育，例如对于阴茎、尿道或精囊结构异常的患者可以通过手术修复或矫正结构，从而恢复正常的生殖功能。
药物治疗主要是通过药物干预，调节男性激素水平，从而促进生殖功能的恢复。
辅助生殖技术包括体外受精（IVF）、单精子注射（ICSI）等，可以帮助患者实现生育。
总的来说，雄性不育是一个复杂而多样化的疾病，常见的病因包括先天性和后天性因素。
对于雄性不育患者的诊断和治疗需要综合考虑多种因素，采用个体化的治疗方案，以达到预期的疗效。
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，请回答问题。
（1）水稻是雌雄同株两性花的植物，杂交实验中，为了防止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（3）现有与育性有关细胞核基因纯合的四个品系水稻：N（RR）、S（RR）、N（rr）和S（rr）。
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。
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不足，比如，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）控制而与细胞质无关。
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。
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。
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。
植物雄性不育的生物学机制与应用研究
植物雄性不育的生物学机制与应用研究植物雄性不育是指雄蕊或其某些部分不能正常发育或功能丧失，导致植物不能正常进行异交或自交。
这种现象在植物育种研究和生产中有着非常重要的应用价值。
本文将从植物雄性不育的生物学机制、应用研究和未来展望三个方面对其进行探讨。
一、植物雄性不育的生物学机制植物雄性不育的生物学机制是多方面的。
首先，它可能与基因不完全性、环境因素、物种杂交、基因互作、基因表达和转录后修饰等因素有关。
例如，基因不完全性中，一些雄性不育基因具有重要的作用，然后它们通常会引起植物雄性不育的发生。
此外，环境因素也可能会影响植物雄性发育，如高温、低温、干旱、水涝等都可以导致植物雄性不育。
再比如，物种杂交也是一种常见的产生雄性不育的机制，例如玉米的某些杂交亲和组合就容易出现雄性不育现象。
其次，植物雄性不育还与某些蛋白质和非编码RNA等因素有关。
例如，传递RNA干扰（trans-acting RNA interference）通常是一种特定的RNA分子介导的基因沉默转录机制。
已经证实了这种机制在一些雄性不育植物中发挥了重要的作用。
还有一些研究表明，一些蛋白质也可能在植物雄性发育中发挥着重要的作用。
例如，一个叫做TAPETUM DEVELOPMENTAL DEFECTIVE1的蛋白质在某些雄性不育植物中起着关键作用。
总的来说，植物雄性不育的生物学机制非常复杂，有许多因素相互作用。
其深层次机理还需要更多的研究和探索。
二、植物雄性不育的应用研究植物雄性不育在育种和生产中有着重要的应用研究价值。
首先，它可以被应用于杂交育种。
通过交叉育种不同的雄性不育植物，繁育出一些优良品种，这是其中一种非常常见的应用。
例如，将雄性不育体系导入小麦中，并与另一个小麦相关亲和组合进行杂交，从而产生了一系列优质、高产的小麦品种。
其次，植物雄性不育还可以用于基因编辑和转化。
通过对植物雄性发育的控制，研究人员可以利用基因编辑和转化方法进行相关基因的修饰和操作，为植物育种提供重要的工具和手段。
《显性雄性核不育亚麻雄性不育相关基因的研究》范文
《显性雄性核不育亚麻雄性不育相关基因的研究》篇一一、引言亚麻作为一种重要的油料作物，其育种工作一直是农业科学研究的热点。
显性雄性核不育亚麻（DMSNA）以其独特的遗传特性和农艺性状，被广泛应用于杂交育种。
该类型亚麻的特点是雄蕊不发生育，有利于制种和降低种子生产成本。
对于DMSNA 的遗传机制和基因研究，对于提高其育种效率和改良品种具有重要意义。
本文旨在探讨显性雄性核不育亚麻雄性不育相关基因的研究进展。
二、DMSNA的遗传机制显性雄性核不育亚麻的遗传机制较为复杂，涉及多个基因的互作。
目前研究认为，其不育性状是由单个显性基因控制，但该基因的具体位置和功能尚不明确。
在亚麻的基因组中，存在多个与不育性状相关的候选基因，这些基因的克隆和功能验证是研究DMSNA的关键。
三、相关基因的克隆与鉴定1. 基因克隆技术：利用现代分子生物学技术，如PCR、基因组测序等，从DMSNA中克隆出与雄性不育相关的基因。
这些技术可以快速、准确地获取基因序列信息，为后续研究奠定基础。
2. 基因鉴定：通过生物信息学分析，对克隆出的基因进行序列比对和功能预测。
结合转基因技术，对候选基因进行功能验证，以确定其与DMSNA雄性不育的相关性。
四、基因功能与调控机制1. 基因功能：经过功能验证的基因，其编码的蛋白质可能参与亚麻雄蕊发育的调控过程，从而影响雄蕊的正常发育，导致不育。
2. 调控机制：DMSNA的雄性不育性状可能受到多个基因的共同调控。
这些基因在亚麻生长发育的不同阶段发挥不同的作用，共同维持亚麻的雄性不育性状。
此外，环境因素也可能影响这些基因的表达和功能。
五、应用前景与展望1. 育种应用：通过对DMSNA相关基因的研究，可以进一步了解其遗传机制和农艺性状，为亚麻育种提供新的思路和方法。
利用转基因技术，可以将这些基因导入其他亚麻品种，培育出具有优良性状的新品种。
2. 农业可持续发展：显性雄性核不育亚麻的育种和种植有助于降低种子生产成本，提高制种效率，对于农业可持续发展具有重要意义。
植物的雄性不育和雌性不育
植物的雄性不育和雌性不育植物的繁殖方式多种多样，其中包括有性繁殖和无性繁殖两种。
有性繁殖通过雄性和雌性精细的配对过程，确保了基因的多样性。
然而，有时植物会产生雄性不育和雌性不育现象，导致了无法进行有性繁殖。
本文将探讨植物的雄性不育和雌性不育的原因和影响。
一、雄性不育雄性不育是指植物在生殖过程中无法正常产生可育花粉。
花粉是植物繁殖过程中的男性配子，它通过传粉作用与雌蕊结合形成种子。
当植物的花粉无法成功发育或无法与雌蕊结合时，就会发生雄性不育现象。
1. 原因雄性不育通常由基因突变引起。
植物的基因组中负责花粉发育的基因发生了突变，导致花粉无法正常形成或发育不完全。
这些基因突变可以是自然发生的，也可以是人为引起的，例如通过基因编辑技术。
2. 影响雄性不育的植物无法自我繁殖，只能依赖于外界的传粉媒介，如昆虫或风力。
这使得雄性不育植物在繁殖上受到限制，往往繁殖率较低。
此外，由于基因多样性的减少，植物种群的适应性和生存能力也可能受到损害。
二、雌性不育雌性不育是指植物在生殖过程中无法正常产生可受精的卵细胞。
卵细胞是植物繁殖过程中的雌性配子，它需要与雄性配子结合形成种子。
当植物的卵细胞无法正常形成或无法与雄性配子结合时，就会发生雌性不育现象。
1. 原因雌性不育的原因与雄性不育类似，通常也是由基因突变引起。
植物基因组中负责卵细胞发育的基因发生了突变，导致卵细胞无法正常形成或发育不完全。
2. 影响雌性不育的植物无法自我受精，只能依赖外界的花粉来进行授粉。
由于无法产生可受精的卵细胞，这些植物往往无法正常结实，导致繁殖率降低。
此外，雌性不育也可能导致种群内基因多样性减少，进而影响植物的遗传适应性和生存能力。
综上所述，植物的雄性不育和雌性不育会限制其有性繁殖能力，影响种群的繁衍和适应性。
研究雄性不育和雌性不育的原因，可以为植物繁殖技术和种质资源保护提供科学依据，进一步推动相关领域的研究和应用。
73植物雄性不育性遗传
• 一、植物雄性不育性概念 • 雄性不育性（male sterility）：当不育性是由于植株 不能产生正常的花药、花粉或雄配子时， • 二、植物雄性不育的分类 • 1、细胞核雄性不育（genic male sterility） • （1）不受光温影响的核雄性不育 • （2）光温敏核雄性不育 • 雄性不育基因：ms • 雄性可育基因：Ms • 雄性不育系的基因组成：msms • 雄性可育的遗传组成：MsMs和Msms
2、核质互作型雄性不育（genecytoplasmic male sterility）
• • • 孢子体不育：花粉的育性受孢子体（植株） 基因型控制，而与花粉本身所含基因无关。 孢子体RR，Rr→花粉全部可育（R或r） →F1可育 。 孢子体rr→花粉全部不育（r）→F1不 育。 配子体不育：花粉育性直接由配子体（花粉） 本身的基因所决定。 孢子体Rr→R花粉可育，r花粉不育。
•
•
• 棉花雄性不育系及其恢复系
不育花
可育花
3. 三系繁殖制种程序
• • • • • 不育系、保持系和恢复系 S（rr）× N（rr）→S（rr）不育
N（rr） → 保持系 S（rr）× N（RR）→S（Rr）F1可育
N（RR）→ 恢复系
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）。
细胞质遗传—植物雄性不育(普通遗传学课件)
（三）核质互作型
1.概念 由细胞质基因和核基因互作控制的不育类型，简称质
核型。 2.表现特点
花粉的败育多发生在减数分裂以后的雄配子形成期。
3.核质互作型的遗传特点
存在：胞质不育基因为S；胞质可育基因为N； 核不育基因r；核可育基因R，能够恢复不育株育性。 当细胞质、细胞核都存在不育基因时，个体才表现不育S （rr）。 当细胞质、细胞核中有一方是可育基因时个体就表现可 育——S（R_）、Ｎ（R_）、Ｎ（rr）。
S(rr) ×N(rr) → S(rr) F1表现不育
其中：N(rr)个体具有保持母本不育性在世代中稳定的能 力，称为保持系(B)。 S(rr)个体由于能够被N(rr)个体所保持，其后代全部为稳 定不育的个体，称为不育系(A)。
S(rr)×N(RR)或S(RR) → S(Rr)中，F1全部正常可育。 N(RR)或S(RR) 个体具有恢复育性的能力，称为恢复系(R)。
杂种优势是生物界既普遍又复杂的一种现象； 杂交亲本间的遗传差异愈大，杂种优势愈明显； 杂交亲本愈纯，后代杂种优势愈明显； 杂种优势的大小与环境条件的作用也有密切的关 系。
三、F2群体杂种优势衰退
根据性状遗传的基本规律，F2群体内必将出现性状 的分离和重组。因此，F2与F1相比较，生长势、生活 力、抗逆性和产量等方面都显著地表现下降，即所谓衰 退现象。
目前发现的光、温敏核不育材料提供了一种解决上述 问题的可能性：
水稻的光敏核不育材料： 长日照条件下为不育(＞14h，制种)； 短日照条件下为可育(＜13.75，繁种)。
水稻的温敏核不育材料： ＞28℃，不育； ＜23-24℃育性转为正常。
作物育种学：10第九章 第六节 雄性不育在杂种优势中的利用
第九章第六节雄性不育及其杂种品种的选育主要内容⏹雄性不育的概念及其分类⏹雄性不育的生物学特性⏹核质互作雄性不育杂种品种的选育⏹核雄性不育杂种品种的选育Kölreuter(1763)，烟草。
Kaul(1988)，43科的162属植物中发现一、雄性不育的概念与分类两性花植物中，雌性器官功能正常而雄性器官(表现退化、畸型)丧失授粉功能的现象⏹世代交替：孢子体不育和配子体不育分类标准⏹遗传学：核不育和核质互作不育⏹稳定性：光温敏感型和光温稳定型⏹来源：自然突变型和人工创造型（一）孢子体不育和配子体不育的遗传⏹孢子体不育：花粉育性表现由孢子体（母体植株）的基因型控制，与花粉（配子体）本身的基因无关⏹配子体不育：花粉的育性由配子体本身的基因型控制孢子体不育配子体不育遗传控制孢子体配子体败育部位孢子体（先）和配配子体孢子体不育和配子体不育的比较子体（后）F1代花粉育性全可育约50%可育F2代育性表现3(F)：1(S)全可育代表WA BT, HL⏹由细胞质雄性不育基因和对应的细胞核雄性不育基因互作共同控制的不育类型，简称为胞质不育（二）核质互作雄性不育及细胞核雄性不育(CMS)⏹单独由细胞核基因控制的雄性不育类型称为核不育（GMS ），育性与细胞质无关1、核质互作雄性不育⏹雄性不育系：由可遗传的雄性不育株选育而成的不育性稳定的系统称为雄性不育系，简称为不育系或A 系。
SA. CMS三系的概念（rr ）⏹雄性不育保持系：用来给不育系授粉，能使后代保持其不育性的品种或自交系叫雄性不育保持系，简称保持系或B 系。
N(rr)⏹雄性不育恢复系：用来给不育系授粉，能使不育系正常结实，并恢复F1正常生育能力的品种叫雄性不育恢复系，简称恢复系，或R 系。
S(RR)；N(RR)B. 保持系的类别⏹同型保持系：与特定不育系有共同亲缘关系，即有共同基因背景者，称为该不育系的同型保持系⏹异型保持系：有些保持系有保持不育性的能力，但与特定不育系没有亲缘关系，称为该不育系的异型保持系⏹同一物种内，胞质不育基因与核内恢复基因存在对应关系，不同的不育基因对应不同的恢复基因⏹不同的不育系类型之间的恢保关系不同C. 多种质核基因对应的遗传作物CMS 胞质类型油菜水稻玉米Pol 、ogu 、nap 、tour WA 、BT 、HL T 、C 、S 、Y 、EPLuo et al. Nature genetics, 2013Luo et al. Nature genetics, 2013⏹主基因（major gene ）不育：一对或两对核基因与对应的不育胞质决定的不育性。
雄性不育性PPT课件
二、体细胞无孢子生殖胚囊的发生
无孢子生殖胚囊：起源于胚珠的珠心细胞 两种途径： 1、珠心细胞直接经过有丝分裂形成二倍体的胚囊。 2、只经过两次有丝分裂，产生4个细胞核，3个细胞核在珠孔端。其中1个为卵核，2个为助细胞核，1个为极核，都是二倍体的。
孤雌生殖：卵细胞分裂——单倍体植株 自然加倍 ——二倍体植株 孤雌生殖的二倍体植株，其基因型应该是纯合的，后代表型整齐一致，遗传上具有稳定性。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 孤雌生殖和无配子生殖的诱导 用白菜型油菜“朱砂红”的花粉给甘蓝型油菜“胜利油菜”授粉，诱导后者产生孤雌生殖单倍体的频率可达1．25%，远远高于自然发生的频率0—0.364%。 白菜型油菜花粉×甘蓝型油菜→孤雌生殖
核质互作型雄性不育： 这种类型的雄性不育是由于被称为不育的核基因fr与被称为S的细胞质之间相互作用而产生的， fr基因与S细胞质结合将导致不育。因此表现为核质互作类型。
三、雄性不育的一般特征
多数细胞核雄性不育类型是自发产生的，而核质互作雄性不育类型则主要是种间杂交（包括种间杂交和属间杂交）而产生的。
二、超微结构的变化
玉米、油菜： 叶绿体超微结构的研究发现，不育系叶绿体中基粒片层层数减少，结构也较模糊。与基粒相连的大类囊体片层明显变细以至发生断裂，从而使整个片层排列紊乱。线粒体嵴紊乱、基质透明无结构、线粒体膨大但膜仍完整存在
第九章 无融合生殖
无融合生殖（apomixis） 配子体产生孢子体的不经过配子融合的生殖过程称之为无融合生殖。
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细胞周期是维持细胞生长和分裂的重要生理基础，每一次细胞周期都需要进行时间规律的调节，以保证基因表达和DNA复制的正确性。
而当细胞周期出现故障时，可能会导致细胞DNA的修复和复制有误，从而导致雄性不育。
举个例子，玉米中的tassel-less1（tls1）突变纤细伸长，不能形成顶端的花穗，由于缺少了正常花穗产生花粉所需的特定细胞周期，导致释放出的花粉不育。
植物雄性不育研究进展
植物雄性不育研究进展植物雄性不育研究近年来受到广泛关注，因为它涉及到农业产业的发展和粮食安全的保障。
植物雄性不育是指植物的雄蕊不能正常发育或不能产生正常花粉，导致无法与雌蕊结合，从而影响了植物的繁殖。
现在，研究人员针对这一问题进行了多方面的探索和研究并取得了一些进展，下面我们来看看这些进展有哪些。
一、遗传学研究遗传学是研究植物雄性不育问题的重要方法之一。
通过基因工程技术和遗传分析，研究人员发现，植物雄性不育问题主要由于基因突变而导致。
他们分析了这些基因的结构和功能，并利用基因编辑技术对不育基因进行修改，从而恢复了植物的雄性生殖能力。
这项技术的成功应用为植物遗传改良提供了新思路，也为植物育种提供了新的途径。
二、分子生物学研究分子生物学技术的应用，使得研究人员更好地理解了植物雄性不育的发生机理。
此外，这种技术还为研究人员提供了制备基因重组技术的工具，使得植物遗传工程领域的研究更为深入。
研究人员利用分子生物学技术，发现了一些新基因、新蛋白和新RNA，它们与植物雄性不育问题密切相关。
通过研究这些分子材料的功能，并修改它们的表达，研究人员成功地解决了某些植物雄性不育问题，同时也为新品种的培育提供了新的方法。
三、生物化学研究生物化学技术在植物雄性不育研究中也发挥了重要作用。
生物化学技术能够用来分离、纯化和检测植物中的化学成分，从而揭示它们与植物雄性不育的关系。
研究人员运用生物化学技术，深入研究了植物雄性不育问题与氧化应激、能量代谢等方面的关系。
研究人员发现，氧化应激和能量代谢与植物雄性不育密切相关。
通过调控这些过程，研究人员成功地恢复了植物雄性生殖能力。
四、细胞生物学研究细胞生物学技术在植物雄性不育研究中的作用也越来越突出。
通过显微镜观察、分离和培养植物中的细胞，研究人员发现了植物雄性不育发生的基本细胞学特征和分子环节，这为进一步的研究提供了基础。
研究人员借助细胞生物学技术，成功培育出了植物雄性不育的雄花器官替代物和花粉，这为某些农作物及其杂交种的培育提供了全新思路。
雄性不育在杂种优势中的利用
一、雄性不育概念及类别 二、质核互作雄性不育及其在生产上的利用 三、核雄性不育及其在生产上的利用 四、选育三系的方法
重点掌握内容: 核不育有几种类型，每种类型在生产 上的利用状况如何？
三、核雄性不育及其在生产上的利 用
核雄性不育
一对基 因控制
单隐性基因控制 单显性基因控制
Msms MsMs Msms
自由授粉，在 msms 不育株上收种
Msms msms 3:1
Msms msms 1:1
配置杂交种
母本是从不育株上收获的种子，可育株与不育 株各占50%，开花时逐株鉴别，拔除可育株
msms×MsMs
F1 Msms
（二）单显性基因控制的雄性不育性 （MsMs）:
不能得到稳定的不育系，不能制成完全可 育的商品杂交种。
3. 扬稻6号是一个优良的水稻品种，但不是 WA型不育系的恢复系，基因型为N（rr）。 WA型不育系珍汕97A的基因型为S（rr）， WA型恢复系明恢63的基因型为N（RR）。 请通过回交转育法，将明恢63的恢复基因R 导入扬稻6号，写出回交转育的过程。
思考的问题:
如果你在田间发现了一株不育株,你 怎样把它保存下来? 你怎样知道它属 于哪种不育类型?
质核互作不育 （cytoplasmic- nucleic male sterility）
二、质核互作雄性不育及其在生产 上的利用
1.质核互作雄性不育及三系的概念 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。
假设 控制细胞质不育基因为S, 可育基因为 N；细胞核不育基因为rf, 可育基因为Rf。
Ms Rht10
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关于MS
父本花
雄花
雌花
雄花
母本花
为了造没有花粉 (没有雄花)的母本
要有保持系
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没处理的 母本
保持系
生产时用的母本
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为了造保持系 = 需要什么过程？ (举例线椒)
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突然基因突变 = 出现不带雄花的 植株出现
自然界
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关于雄性不育
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关于基因组合方式
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胚子
花粉
受精卵
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举
例：
Ａ＝决定辣椒长度（长的果实） ａ＝决定辣椒长度（短的果实） Ｂ＝决定辣椒辣味（很辣） ｂ＝决定辣椒辣味（不辣） ↓↓ 杂交之后 ＡａＢｂ＝变成不长不短且微辣的果实
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第N步
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保 持 系 出 来 了
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所需时间
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2月
4月
8月
11月
1月
播种→杂交授粉→采收种子 一个循环
播种→杂交授粉→采收种子 一个循环(保护地进行)
一年只能进行两个循环
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MS育种技术熟练 要有全面的育种材料 进 行 第 N 步 为 止
要充足的资金
育种方向要正确
需 要 8 10 年 时 间
造 出 保 持 系
每年栽培要成功
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配 造 出 保 持 系 对应一个母本
不配 其他同类辣椒母本
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父本材料1 父本材料2 配 套 交 配 父本材料3
新组合1 新组合2 新组合3 试 种 选 拔 新品种
造 出 保 持 系
对 应 母 本
父本材料N
新组合N
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1 : 种子生产简单
2 : 种子生产成本降低 MS 的 意 义 3 : 纯度100%
4 : 亲本不会流失
的辣椒=一个植株上 =雌花+雄花=在一起的
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第一步 基因突变的品种
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这个果型 不对
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第二步
关于MS
这个果型 还是不对
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第三步
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这个果型 还是不对
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第一步
第二步
第三步
第十步
第二十几步
第十五步
第三十多步
第N步=终于有一天？
雄性不育的意义
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父本花
雄花
雌花
雄花
母本花
没有雄花 = 不能留种子 = 母本不可能流失
雄性不育的另外一个意义
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父本花
雄花
雌花
雄花
母本花
这个叫雄性不育
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关于MS
关于雄性不育
雄 性 不 育 MS
细胞质不育(CMS) =简称MS
母本=50%植株 带雄花 细胞核不育(GMS) =简称GMS 母本=50%植株 不带雄花
关于MS
一般杂交:
父本花 雄花 雌花 雄花 母本花
我们 拿到 的是 这个 部分
F1种子 = 我们只要 这个
自交种子(OP) =不存在
要是没有 雄花 = 结果会 怎样？
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我们 拿到 的是 这个 部分
F1种子 = 我们只要 这个
自交种子(OP) =不存在
纯度=100%
没有去雄过程 =成本降低
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关于雄性不育
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பைடு நூலகம்
一般杂交:
父本
母本
F1
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一般杂交:
父本花 雄花 雌花 雄花 母本花
我们 拿到 的是 这个 部分
F1种子 = 我们只要 这个
自交种子(OP) =杂株
为了防止 杂株 = 去雄花
这个做到100%=非常困难
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