植物雄性不育原因探究及應(yīng)用演示文稿

植物雄性不育原因探究及應(yīng)用演示文稿當(dāng)前第1頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)優(yōu)選植物雄性不育原因探究及應(yīng)用Ppt當(dāng)前第2頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)雄性不育（malesterility）的植物學(xué)定義：正常植株的變異體，其花粉敗育，雌花發(fā)育正常，自花授粉不能結(jié)實(shí)，但授予另一正常植株的花粉則可正常結(jié)實(shí)的現(xiàn)象。當(dāng)前第3頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)雄性不育系（malesterileline）：由遺傳上穩(wěn)定，雌蕊正常而花粉失去功能，必須依靠外來正常花粉授粉才能結(jié)實(shí)的植株構(gòu)成的品種或者品系。當(dāng)前第4頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)雄性不育在植物界中是普遍存在著的現(xiàn)象。目前，已經(jīng)在43科、162屬、320個種中發(fā)現(xiàn)雄性不育。包括玉米、水稻、小麥、高粱、油菜、棉花等主要農(nóng)作物。當(dāng)前第5頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)猜一猜！可育的不可育當(dāng)前第6頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)當(dāng)前第7頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)當(dāng)前第8頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)包含有許多不同的形式：a.雌雄異株植物群體中完全缺乏雄性個體或具高度缺陷的雄性個體；b.雌雄同株植物中雄性器官萎縮、畸形或消失；c.不能形成正常的小孢子發(fā)生組織；d.小孢子發(fā)生異常，形成不完善的、不能存活的、畸形的或敗育的花粉；e.花粉不能成熟或無萌發(fā)能力；f.形成有生活力的花粉但花藥不開裂。當(dāng)前第9頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)雄性不育植株的產(chǎn)生原因：Ⅰ、外因Ⅱ、內(nèi)因當(dāng)前第10頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)Ⅰ、外因※人工去雄※感染病毒、細(xì)菌※惡劣環(huán)境條件，如干旱、高溫、寒冷等※其他當(dāng)前第11頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)Ⅱ、內(nèi)因※可遺傳因素※非可遺傳因素當(dāng)前第12頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)一、可遺傳因素：

這是雄性不育產(chǎn)生的根本原因，可再分為三種不同的類型。當(dāng)前第13頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)1.細(xì)胞質(zhì)雄性不育型，簡稱質(zhì)不育表現(xiàn)為質(zhì)遺傳，通常以單一的細(xì)胞質(zhì)基因S和N控制，分別代表不育和可育SN不育可育當(dāng)前第14頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)SN授粉F1♂♀F1自交不能產(chǎn)生F2，故農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般無法利用。當(dāng)前第15頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)2.細(xì)胞核雄性不育型，簡稱核不育

表現(xiàn)為細(xì)胞核遺傳，一般由一對基因控制，但也有2～3對基因互作而產(chǎn)生的雄性不育（如萵苣）。假如控制花粉育性的是一對基因，則核不育還可分為兩種情形：當(dāng)前第16頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)（1）大多數(shù)情況下，不育基因是由隱性基因（msms）控制，正?？捎蜑轱@性基因（MsMs）。二者雜交產(chǎn)生F1（Msms）為可育的；F1自交產(chǎn)生的F2中，可育株與不育株之比為3:1。

分離出F2中的不育和雜合可育植株，可用作兩系法育種。但由于其選擇雜合植株的困難性，一般用于繁殖系數(shù)高、用種量少的作物（如番茄等）。當(dāng)前第17頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)另外，還有一些正常可育植株是一對顯性基因（MsMs），但發(fā)生隱性突變，成為雜合體（Msms），自交后將分離出純和不育型植株（msms）。當(dāng)前第18頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)（2）偶爾會發(fā)現(xiàn)一些有雜合的顯性核不育現(xiàn)象，其正?？捎仓甑幕蛐蜑椋╩sms），經(jīng)突變后產(chǎn)生雜合植株Msms，表現(xiàn)為雄性不育。當(dāng)它與正常的植株雜交后，子代按照1:1比例分離出顯性不育植株和隱性可育植株，并按照此方法代代相傳。當(dāng)前第19頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)3.核質(zhì)互作不育型表現(xiàn)為核—質(zhì)互作遺傳，一般質(zhì)基因?yàn)镾，同時核基因?yàn)閞frf的植株才表現(xiàn)為雄性不育，其余均為可育型植株。Srfrf不可育當(dāng)前第20頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)NRf_NrfrfSRf_均可育當(dāng)前第21頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)這一類的植株可用作三系法雜交品種。不育系保持系恢復(fù)系當(dāng)前第22頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)二、非可遺傳因素這是植物雄性不育的主要表現(xiàn)型原因，其中一部分是環(huán)境作用的結(jié)果，一部分是基因突變的結(jié)果。當(dāng)前第23頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)1.絨氈層的發(fā)育缺陷絨氈層是花藥壁的最內(nèi)層細(xì)胞，直接與花藥藥室中的花粉母細(xì)胞及以后發(fā)育中的花粉接觸，是將孢子體組織的物質(zhì)輸往配子體的最后中轉(zhuǎn)站。當(dāng)前第24頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)絨氈層細(xì)胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體等結(jié)構(gòu)不正常發(fā)育時，會導(dǎo)致絨氈層細(xì)胞的降解，造成兩種結(jié)果：（1）花粉在單核靠邊期敗育；（2）影響小孢子的發(fā)育，使花粉敗育。當(dāng)前第25頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)2.ATP酶的影響ATP酶可以催化ATP的水解，對植物各種器官的運(yùn)動、物質(zhì)運(yùn)輸、信號傳導(dǎo)、細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的合成與分解等代謝活動中能量的需求起重要作用。隨著花粉的發(fā)育，如果其中的ATP酶的酶活性、酶動力不隨之增加，或者ATP酶的數(shù)量不增加，均會導(dǎo)致花粉敗育。當(dāng)前第26頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)3.Ca2+的濃度影響Ca2+作為植物的第二信使廣泛參與并調(diào)節(jié)著植物體內(nèi)的生理生化反應(yīng)。近年來根據(jù)對Ca2+在被子植物生殖過程中的作用研究，一些學(xué)者推斷，Ca2+在營養(yǎng)細(xì)胞和生殖細(xì)胞之間的差異對二者以后的發(fā)育可能起調(diào)控作用。當(dāng)前第27頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)4.細(xì)胞骨架的影響細(xì)胞骨架是真核生物中普遍存在的一種細(xì)胞器，包括微管系統(tǒng)和微絲系統(tǒng)兩個部分，參與細(xì)胞中多種功能。

近年來對雄性不育花藥組成細(xì)胞的細(xì)胞骨架分布特征也做了一些研究，但由于研究方法的限制，這方面的研究成果還很有限。當(dāng)前第28頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)現(xiàn)有的研究成果：※細(xì)胞骨架中的肌動蛋白含量低、活性弱，會導(dǎo)致小麥等植物的花粉發(fā)生敗育?！?xì)胞骨架的系統(tǒng)紊亂（①在偶線期沒有極性分布的微管；②在小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂期間出現(xiàn)許多特別粗的微管束；③在終變期圍繞核的微管寬帶結(jié)構(gòu)松散，內(nèi)含微管的數(shù)量少）也會導(dǎo)致花粉不育。當(dāng)前第29頁\共有31頁\編于星期四\2點(diǎn)5.細(xì)胞程序性死亡的影響細(xì)胞學(xué)研究表明，在花粉成熟之前，作為有性生殖過程的前提，有些花藥組織以精確的時間順序經(jīng)歷細(xì)胞死亡過程，如果這些