棉花细胞质雄性不育研究进展.docx

棉花细胞质雄性不育研究进展摘要棉花具有十分明显的杂种优势,棉花细胞质雄性不育在棉花杂种优势的利用上具有重要作用。利用棉花细胞质雄性不育和育性恢复系统突破传统人工去雄杂交育种的瓶颈,为棉花杂交种制种的商业化推广展现了光明的前景。综述了近年来棉花细胞质雄性不育在细胞学、生理生化、分子生物学和育性恢复4个方面的研究进展。详细阐明了棉花细胞质雄性不育小孢子败育时期及细胞学形态、生理生化指标研究、胞内基因组和核内恢复基因的分子生物学研究和获得理想恢复系的方法,并提出了研究中存在的主要问题,展望了今后工作的研究方向。关键词棉花;细胞质雄性不育;育性恢复AbstractThereisfullyapparentheterosisincotton.Cytoplasmicmalesterility(CMS)hasplayedanimportantroleinheterosisusageinandutilizationoffertilityrestorersystemhavemadeabreakthroughinconqueringbreedingbottleneckbyartificialemasculationandunfoldedabrightoutlookforpromotingcommercialproductionofhybridseed.Researchprogressoffourfacialsofcytology,physiologicalandbiochemicalindexes,molecularbiologyandfertilityrestorationonCMSinGossypiumhirsutumL.duringtherecentyearswerereviewedmainlyinthispaper.Inthefourfacialswhichwerereviewedmainlyinthispaper,periodofmicrosporeabortionandcytologicalmorphology,physiologicalandbiochemicalindexesincludingcarbohydrate,aminoacid,enzymeandhormone,molecularbiologyofintracellulargenomeincludingchloroplastgenomeandmitochondrialgenomeandrestoringgeneinnucleusandmethodsofgettingidealandhighresiliencerestoreronCMSinGossypiumhirsutumL.TheobjectsofintroducingallabovethesethingsindetailwouldtellpeplecurrentresearchstatusofthemechanismonCMSinGossypiumhirsutumL.andprovidesomehelpsfortheirrelevantresearches.TheproblemsexistinginthepresentstudyandtheprospecttothefutureworkonCMSinGossypiumhirsutumL.wereproposed,whichwouldprovidereferencesforrelatedresearchers.Keywordscotton;cytoplasmicmalesterility;fertilityrestoration棉花是优质纤维、食用油和蛋白集一身的重要经济作物。如何提高棉花品种的产量、品质和抗逆性并使其广泛应用于生产是当前棉花育种亟需解决的问题。杂种优势的利用则为这一问题的解决提供了新的思路,并已在很多植物中得到了广泛的应用。棉花具有十分明显的杂种优势,但目前棉花杂种优势的利用则主要采用人工去雄授粉法和核不育系“一系两用”法,方法繁琐且制种成本高,难以大规模推广应用。而水稻、高粱等作物则主要采用细胞质雄性不育性(CytoplasmicMaleSterility,CMS)实现“三系”配套来大面积利用杂种优势的,操作简便且制种成本低。尽管棉花CMS已实现“三系”配套,但由于其恢复源狭窄及不育胞质对杂种1代皮棉产量所产生的负效应,“三系”杂种棉选育进展缓慢。随着转谷胱甘肽S-转移酶基因(gst)强恢复系“浙大强恢”的育成以及海岛棉中育性增强基因的发现,利用“三系”配套进行棉花大面积的杂种优势利用成为可能[1]。笔者从细胞学、生理生化、分子生物学和育性恢复4个方面综述棉花CMS的研究进展,并对目前状况进行了展望。1棉花CMS的细胞学研究植物雄性不育小孢子的败育时期各