YS型小麦温敏雄性不育系A3017控温条件下的花粉育性比较
麦类作物学报 2006,26(1):17～20
Jour nal of T r iticeae Cr ops
YS型小麦温敏雄性不育系A3017控温
条件下的花粉育性比较
宋国琦,胡银岗,林凡云,董普辉,马翎健,宋喜悦,何蓓如
(西北农林科技大学农学院,国家小麦改良中心杨凌分中心,陕西杨凌712100)
摘 要:为了研究温敏不育系在可育和不育温度条件下的花粉发育情况,通过人工控温的方法对Y S型小麦温敏不育系A3017-310和A3017-312减数分裂期分别处在不育和可育温度条件下的花粉育性进行了分析,结果表明,不育温度条件(12～16℃)下,花粉粒多数败育,I2-K I染色不着色,染色不均匀,约1/3花粉粒发育至单核中后期或双核早期发生败育,大部分花粉粒发育到二核后期或三核期发生败育(染败),两个系的花粉粒碘染败育率分别为98.7%和99.0%,花粉萌发势分别为0.7%和0.5%,花药不开裂、不散粉,自交结实率均为0;
可育温度条件下(正常分蘖穗为18～22℃,再生分蘖穗为20～25℃),花粉粒多数正常,花药能正常开裂、散粉,花粉粒在这两种可育温度条件下碘染的败育率无差异,均约为20%,花粉萌发势随温度升高而增加,A3017-310由60.7%增为71.5%,A3017-312由27.4%提高为63.1%;自交结实率(国际法)为34.6%～113.7%。
A3017-310和A3017-312株系来源于同一组合的F6代,它们在不同的可育条件下,育性恢复程度有所不同,表明Y S型温敏不育系在育性转换为可育后控制自交结实的遗传机制较为复杂。
关键词:小麦;温度敏感雄性不育;花粉碘染;花粉萌发;自交结实率
中图分类号:S512.1;S334.5 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2006)01-0017-04 Comparison on the Pollen Fertility of YS Type Thermo-sensitive Male-sterile Wheat Line A3017under Artificial Temperature Conditions
SONG Guo-qi,HU Yin-gang,LIN Fan-yun,DONG Pu-hui,
MA Ling-jian,SONG Xi-yue,HE Pei-ru
(Col lege of Agronomy,Northw est A&F University,Yangling Branch of National Wheat Improvement Centre,
Yangling,Shaanxi712100,China)
Abstract:Com parison on the pollen fertility of YS type thermo-sensitive male-sterile w heat line A3017un-der controlled male sterile and fertile tem perature conditions w as conducted on tw o individual lines310and 312of A3017by grow ing in grow th chamber.The results show ed that under male sterile condition(12～16℃),the anthers of310and312w ere all sm aller than normal ones and did not open,there w ere no pol-lens dispersed.The ratio of sterile pollen stained w ith I2-KI solution w ere98.7%and99.0%,respective-ly,the g ermination potential of pollen w ere0.7%and0.5%,respectively.The self seedset ratio w ere all 0,the pollens of310and312w ere com pletely male sterile;Under male fertile conditions(18～22℃for norm al tillers and20～25℃for regenerated tillers),the anthers of310w ere all normal,but only part of anthers of312w ere normal under fertile condition of18～22℃,and there were no difference for the an-thers of those tw o lines under fertile condition of20～25℃.The percentage of sterile pollen stained with I2-KI solution under abov e tw o fertile conditions w ere all about20%.The germ ination potential of pollen increased along w ith temperature rising,and were60.7%and71.5%for310,27.4%and63.1%for 312,respectively.The self seedset ratio also increased along w ith temperature rising,and w ere93.6% and113.7%for310,34.6%and97.4%for312,respectively.
Key words:Wheat;T hermo-sensitive m ale-sterile line;Pollen stained w ith I2-KI solution;Pollen germ i-nation;Self seedset ratio
收稿日期:2005-07-20 修回日期:2005-09-25
基金项目:国家“863”计划项目子专题(2002AA207004);教育部重点科研项目(105166)。
作者简介:宋国琦(1977-),女,在读博士,主要从事小麦杂种优势利用的基础研究。
通讯作者:何蓓如(1944-),男,博士生导师,教授,主要从事小麦杂种优势利用研究。
胡银岗(1967-),男,博士,副教授,主要从事小麦杂种优势利用及分子遗传育种研究。
何蓓如等[1]在斯卑尔脱小麦的变种中发现了一个小麦温敏雄性不育基因,并建立了将其简便导入K型小麦不育系进而选育适应我国北方麦区的小麦温敏雄性不育系的方法(发明专利号ZL94116537.X,00105488.0),育成一批YS型小麦温敏雄性不育系。YS型小麦温敏雄性不育系的育性表现为较稳定的温度敏感特性,育性敏感期为减数分裂期,孕穗前后10d平均气温低于18℃表现稳定不育,平均气温高于20℃表现稳定可育。在我国广大麦区正季播种雄性不育,可进行杂交种生产;在特定条件下播种雄性可育,用于繁殖不育系。这为利用该温敏不育系建立二系杂交小麦技术体系奠定了基础。为进一步探索其温敏雄性不育机理,在人工气候箱控温条件下对YS 型小麦温敏不育系A3017F6代的两个株系的花粉育性进行了比较研究。
1 材料和方法
1.1 试验材料
试验材料为连续多年选育得到的YS型温敏雄性不育系A3017F6代的两个株系A3017-310和A3017-312。所用种子为2004年选留单株的再生分蘖种子。
1.2 试验方法
2004年10月7日将A3017-310和A3017-312播种于西北农林科技大学农作一站,2005年3月19号从试验田单株带土移植于营养钵中,缓苗一周后,在HPG-280H人工气候箱进行人工控温处理。根据杨凌地区秋播和春播条件下YS型小麦温敏不育系减数分裂期的气候条件设置不育和可育处理的温度:不育条件下的温度设为白天16℃,夜间12℃;可育温度条件下的温度设为白天22℃,夜间18℃。光照时间均为14h,光照强度均为9000lx。不育和可育条件人工气候箱各2个,每个气候箱中放4株。单株逐穗套袋,观察花粉育性并调查自交结实率。5月10日剪穗处理,仅留套袋自交穗,其余穗子从基部第三茎节剪去,促进分蘖再生。因可育温度条件下的植株可能因抽穗结实的影响,再生分蘖很少,未能再次进行低温处理诱导不育。故只将不育温度条件下的再生分蘖进行高温处理诱导可育,因A3017-312株系可育温度(18～22℃)条件下自交结实率偏低,为了进一步验证其温敏特性,将再生分蘖处理温度提高为白天25℃,夜间20℃。再次观察花粉育性并调查自交结实率。
1.2.1 自交结实率统计 抽穗后,每株于开花前取1穗套袋自交,灌浆后分别以国际法调查自交结实率。
自交结实率=单穗结实粒数/(有效小穗数×2)×100%
1.2.2 花粉败育率统计 分别取处于不育和可育温度条件下中部小穗的成熟花药,用1%的I2-KI溶液染色,倒置显微镜(AXIOVERT200)下观察花粉育性并照相。镜检的花粉粒分为正常花粉粒和败育花粉粒(包括典败、园败和染败),以5个视野求其平均值并计算其败育率。
败育率=败育花粉粒数/(正常花粉粒数+败育花粉粒数)×100%
1.2.3 花粉萌发势统计 花粉萌发的培养基为: 10%蔗糖,10mg/L硼酸,0.5%的琼脂。将培养基熔化后,用玻棒蘸少许涂布在载玻片上,放入垫有湿润试纸的培养皿中,分别取不育和可育温度条件下中部小穗的成熟花粉,轻轻抖于载玻片上,于25℃条件下培养30min,倒置显微镜下观察并照相。花粉萌发的标志是花粉内壁通过外壁上的萌发孔伸长形成花粉管的乳状顶端。结合花粉粒的形态特征,将镜检的花粉粒分为可萌发花粉粒和不萌发花粉粒,以5个视野求其平均值并计算其萌发势。
花粉萌发势=萌发花粉粒数/(萌发花粉粒数+不萌发花粉粒数)×100%
2 结果与分析
2.1 不育温度条件下的花粉育性
由于可育温度处理条件下的个体获得的再生分蘖太少,未能进行再生分蘖不育温度处理,故仅以A3017-310和A3017-312在不育温度(12～16℃)条件下的花粉育性和自交结实率进行分析。在不育温度条件下,这两个株系均表现花药瘦小,个别弯曲,花药不开裂,不散粉。由表1可知, A3017-310和A3017-312在不育温度条件下自交结实率为0,表现完全雄性不育。
2.1.1 花粉败育率统计结果 可育温度条件下的成熟花粉粒呈球形,积累较多的淀粉,I2-KI染色均匀,花粉粒饱满。A3017-310和A3017-312在不育温度处理下的花粉粒经I2-KI溶液染色,在倒置显微镜下观察,花粉粒大小不一,染色不均匀(图1a),对5个视野进行统计,花粉败育率分别
?
18
?麦 类 作 物 学 报25卷
为98.7%和99.0%(表1)。表明不育温度条件下,YS 型小麦温敏不育系的花粉粒发育受到抑制,导致花粉粒发育不一致,有些花粉粒中途停止发育,约1/3的花粉粒无淀粉粒生成,完全没有活力,进而导致花药不开裂,产生不育。
表1 A3017-310和A3017-312正常
分蘖在不育温度下的育性
Table 1 Fertility of normal till ers of A 3017-310and A 3017-312under male steril e temperature condition
育性指标 Index A 3047-310
A 3017-312
自交结实率(%)
Self seedset ratio 00花粉败育率(%)Ratio of sterile pollen 98.799.0花粉萌发势(%)
Germination potential of pollen
0.7
0.5
2.1.2 花粉萌发势统计结果 将A3017-310和
A 3017-312不育温度条件下的花粉粒经萌发培养基培养后,在倒置显微镜下观察,多数花粉粒干
瘪,萌发孔没有伸长形成花粉管的乳状顶端,个别虽有伸长,但花粉粒瘦小,少有活力(图2a )。其萌发势分别为0.7%和0.5%(表1)。说明不育温度条件下,A3017-310和A3017-312可能会产生极少数有萌发潜力的花粉粒。2.2 可育温度条件下的花粉育性
在18～22℃可育条件下,A3017-310的大部分花药发育正常,可开裂散粉;而A3017-312仅小部分花药能正常散粉,大部分花药瘦小、不开裂不散粉,两个株系的自交结实率分别为93.6%和34.6%(表2)。不育条件下A3017-310和A3017-312不育株的再生分蘖在20～25℃较高可育温度条件下,大部分花药均发育正常,自交结实率分别为113.7%和97.4%。表明A 3017-312育性转换要求比A3017-310
更高的温度。
a.不育温度处理花粉粒I 2-KI 染色情况;
b.可育温度处理花粉粒I 2-KI 染色情况
a.I 2-KI stained pollen of A 3017-312under male sterile condition;
b.I 2-KI stained pollen of A3017-312un der m ale fertile condition
图1 A3017-312在不育(12～16℃)和可育温度(20～25℃)条件下的花粉粒I 2-KI 染色照片
Fig .1 I 2-KI stained poll en of A 3017-312under steril e or f ertile temperature condition
2.2.1 花粉败育率统计结果 A3017-310和A3017-312在可育温度条件下的花粉粒经I 2-KI 溶液染色后,在倒置显微镜下观察,花粉粒大小均一,着色均匀(图1b)。正常分蘖和再生分蘖花粉粒的花粉败育率分别为16.1%、17.1%和2
3.1%、16.1%(表2)。表明可育温度条件下的花粉粒发育较为整齐一致,花粉粒中淀粉粒的分布也较均匀,尚有少数花粉粒无淀粉粒生成,无活力。
2.2.2 花粉萌发势统计结果 A3017-310和A3017-312在可育温度条件下的花粉粒经过萌发培养基培养后,在倒置显微镜下观察,花粉粒圆润饱满,萌发孔伸长形成花粉管的乳状突起(图2b )。A 3017-310和A 3017-312在可育温度(18～
22℃)条件下花粉的萌发势分别为60.7%和27.4%;A3017-310和A 3017-312不育株的再生分蘖在可育温度(20～25℃)条件下的萌发势分别为71.5%和63.1%(表2)。A 3017-312在两种可育温度条件下萌发势存在明显差异,表明育性转换要求较高的温度,在18～22℃的温度条件下育性恢复程度较低,当温度升至20～25℃时,育性恢复程度较高,花粉粒趋于发育正常。
3 讨论
3.1 YS 型小麦温敏不育系在不育和可育条件下的花粉育性
许多相关研究[2～4]结果表明,温光敏不育系是一种特殊类型的不育系,在不育的温光条件下,
?
19?1期
宋国琦等:YS 型小麦温敏雄性不育系A 3017控温条件下的花粉育性比较
其花粉发育受到抑制,不能形成具有生活力的花粉粒;在可育条件下,其花粉发育的抑制作用被部分或全部解除,进而形成部分有生活力的花粉粒。本研究对YS 型小麦温敏不育系A 3017-310和
A 3017-312的花粉育性分析表明,在不育温度条件下,其花粉发育受到抑制,花粉粒败育,表现为I 2-KI 染色不着色,染色不均匀等,约1/3的花粉
粒发育至单核中后期或双核早期发生败育,大部的花粉粒能发育到二核后期或三核期而发生败育(染败),这一结果与何蓓如[5]等发现K 型不育系花粉败育的关键时期在二核花粉粒期的结论一致。在可育温度条件下,花粉粒发育的抑制作用被部分或全部解除,表现为花粉粒多数正常,花药能正常开裂、散粉,自交结实率为34.6%～113.7%
。
a .不育温度条件下的花粉粒萌发情况;
b .可育温度条件下的花粉粒萌发情况
a .Pollen germintion under male sterile temperature condition ;
b .Pollen germination under male fertile temperature condition
图2 A3017-310在不育(12～16℃)和可育温度(18～22℃)条件下的花粉粒萌发情况
Fig .2 Pol len germination of A3017-310under sterile or fertile temperature condition
表2 A 3017-310和A 3017-312正常分蘖和再生分蘖在可育温度条件下的育性
Table 2 Fertility Comparison of normal tillers and regenerated til lers of A 3017-310and A 3017-312under male fertil e temperature conditions
育性指标 Index
A3017-310
正常分蘖
Normal till ers (18～22℃)
再生分蘖Regenerated tillers (20～25℃)
A3017-312
正常分蘖Normal tillers (18～22℃)
再生分蘖Regen erated til lers (20～25℃)
自交结实率(%) Self seedset ratio 93.6113.734.697.4花粉败育率(%) Rate of sterile pollen
16.117.123.116.1花粉萌发势(%) Potential of pollen germination
60.7
71.5
27.4
63.1
3.2 温敏不育系育性转换的可能机理
廖伏明、袁隆平[6]
根据有关的研究资料和育种实践进行综合分析,认为水稻光温敏雄性不育系的育性转换特性受一对或两对隐性基因控制,属质量性状;而导致不育的起点温度则受多基因控制,高世代光温敏不育系育性转换的起点温度存在分离,是由于控制起点温度的多基因仍有少数基因处于杂合状态。本研究发现,YS 型小麦温敏不育系A 3017的株系A3017-310和A3017-312在可育温度(18～22℃)条件下,自交结实率存在明显差异,当可育温度进一步提高(20～25℃)时,两者结实率相差不大。A3017-310和A3017-312来源于同一组合的F 6代,都带有斯卑尔脱小麦1BS 上的温敏基因,但育性转换后自交结实率存在差异,似乎表明在育性转换为可育后
控制自交结实的遗传机制较为复杂,针对这一问题,笔者正在开展相关的研究。
参考文献:
[1]何蓓如,董普辉,宋喜悦,等.小麦温度敏感不育系A 3314温敏特性研究[J].麦类作物学报,2003,23(1):1—6.
[2]王学德,朱英国.水稻雄性不育与可育花药的mRNA 差别显示和cDNA 差别片段的分析[J].中国科学(C 辑),1998,28(3):257—263.
[3]梁承邺,陈贤丰,孙谷畴,等.湖北光周期敏感核不育水稻农
垦58s 花药中的某些生化代谢特点[J ].作物学报,1995,21(1):64—70.
[4]姬俊华,茹振钢,张改生,等.小麦温敏雄性不育系BNY 的花
粉育性及自交结实性研究[J ].麦类作物学报,2004,24(2):24—26.
[5]何蓓如,王忠明,王鸿钧,等.K 型小麦雄性不育系的花药和
花粉发育[A].黄铁成等编著,杂种小麦研究进展[M ].北京:农业出版社,1996,99—105.
[6]廖伏明,袁隆平.光温敏不育水稻不育性表达不稳定的遗传
机制与原因综述[J].杂交水稻,2003,18(2):1—6.
?
20?麦 类 作 物 学 报25卷
【CN110003369A】一种温敏性纳米水凝胶的制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910175879.6 (22)申请日 2019.03.08 (71)申请人 西安理工大学 地址 710048 陕西省西安市金花南路5号 (72)发明人 任鹏刚 张华 (74)专利代理机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 曾庆喜 (51)Int.Cl. C08F 120/00(2006.01) (54)发明名称 一种温敏性纳米水凝胶的制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种温敏性纳米水凝胶的制 备方法，具体为：首先，利用丙烯酰氯与Pluronic F127羟基的亲核加成反应，制备丙烯酰化F127； 再将丙烯酰化F127溶解于去离子水中，加入过硫 酸铵，之后置于60℃～65℃的条件下反应12h～ 36h，得到聚合交联的F127纳米胶束溶液，之后再 装入透析袋中透析，最后，在-55～-65℃的条件 下冷冻干燥24h～48h，得到温敏性纳米水凝胶。 该方法通过预交联丙烯酰化F127，形成了纳米结 构稳定、化学交联的F127纳米水凝胶。该纳米水 凝胶具有可逆的高效温度响应性，转变温度18～ 22℃， 适于生理环境的应用。权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 110003369 A 2019.07.12 C N 110003369 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110003369 A 1.一种温敏性纳米水凝胶的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施： 步骤1，利用丙烯酰氯与Pluronic F127羟基的亲核加成反应，制备丙烯酰化F127； 步骤2，将丙烯酰化F127溶解于去离子水中，加入过硫酸铵，之后置于60℃～65℃的条件下反应12h～36h，得到聚合交联的F127纳米胶束溶液； 步骤3，将经步骤2后得到的聚合交联F127纳米胶束溶液装入分子量为3000～8000的透析袋中透析3天～5天，最后，在-55～-65℃的条件下冷冻干燥24h～48h，得到温敏性纳米水凝胶。 2.根据权利要求1所述的一种温敏性纳米水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，制备丙烯酰化F127，具体为： 步骤1.1，将Pluronic F127溶解于无水二氯甲烷中，并置于0℃～4℃的冰水浴中，加入三乙胺，通入氮气保护15～20min，得到混合液a； 步骤1.2，按每秒1滴～2滴的速度向经步骤1.1后得到的混合液a中滴加丙烯酰氯，之后置于0℃～4℃的冰水浴中反应48h～60h，得到反应混合液，再将反应混合液进行过滤，除去滤渣，得到反应液； 步骤1.3，向经步骤1.2后得到的反应液中加入石油醚，沉淀15min～30min，之后将得到的固体物质置于真空干燥箱中干燥，得到丙烯酰化F127。 3.根据权利要求2所述的一种温敏性纳米水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1中，Pluronic F127、无水二氯甲烷和三乙胺的摩尔比为1：5：10～20。 4.根据权利要求2所述的一种温敏性纳米水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1.2中，丙烯酰氯与混合液a的质量比为1：10～20。 5.根据权利要求2所述的一种温敏性纳米水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤1.3中，反应液与石油醚的体积比为1：10～15；干燥温度为25℃～35℃，干燥时间为12h～24h。 6.根据权利要求1所述的一种温敏性纳米水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，丙烯酰化F127、过硫酸铵和去离子水的摩尔比为0.005～0.02：0.001～0.003：100。 2
雄性不育
雄性不育系 几乎所有的二倍体植物，不论是野生或栽培的，都可以找到导致雄性不育的核基因。据不完全统计,现已发现近200种植物存在着核质互作型的雄性不育性，其不育程度和遗传稳定性颇不相同。育种上需要的是对环境条件不敏感，能够稳定遗传的雄性不育系。 雄性不育系主要在杂种优势利用（植物）上作母本，可以省去去雄工作,便于杂交制种,为生产上大规模利用杂种一代优势创造条件。核、质互作型不育系的种子繁殖，须靠一个花粉正常而又能保持不育系不育特性的雄性不育保持系授粉。杂交制种则须有一个花粉可育，并能使杂种恢复育性的育性恢复系。这样，不育系、保持系和恢复系（分别简称A、B和R 系）三系配套,就成为利用不育系以大量配制杂交种子的重要前提。 雄性不育系主要可分两类： 一、细胞核雄性不育系 即由控制花粉正常育性的核基因发生突变而形成的不育系。 1、不育机制：一般由1对隐性基因控制，但也有由2～3 对隐性基因互作而产生的雄性不育性（如莴苣）。假如控制花粉正常育性是一对显性基因RfRf，则由于隐性突变,杂合体Rfrf自交后将会分离出纯合基因型rfrf,表现为雄性不育。大麦、玉米、高粱、大豆、番茄、棉花等很多作物都有这样的突变体。但偶尔还发现有杂合的显性核不育现象。其正常可育的基因型为msms，而经显性突变后产生的杂合基因型Msms会由于Ms的显性作用表现为雄性不育,当它被正常育性植株msms授粉结实时,其子代按1:1比例分离出显性不育株和隐性可育株,并依此方法代代相传。1972年中国在山西省发现的由显性单基因控制的太谷核不育小麦就属于此类。 2、利用：因隐性核不育系难以找到有效的保持系，故不能大量产生不育系种子供制种用；但可用杂合可育株给不育株授粉，在正常育性受 1对显性基因控制的情况下,其子代将按1:1比例分离出纯合不育株和杂合可育株。用杂合可育株对不育株授粉,下一代育性分离仍是1:1的比例。采用这种作法可以较大量地繁殖不育株与可育株的混合群体。这种群体内既有不育株又有保持不育性能力的植株，有人因此称之为两用系。杂交制种时，必须在开花前剔去母本群体内的可育株，以保证制种的纯度。一般栽培品种都可作隐性核不育系的恢复系，因此易于配出强优势组合。但要在混合群体开花前的短促时间内剔除全部可育株，对于繁殖系数低、用种量大的作物常因十分费工而不易做到。 1965年，美国R.T.拉梅奇为解决大麦核不育系种子繁殖的困难，提出利用“平衡三级三体”的遗传机制：即在正常染色体上具有隐性雄性不育和隐性稃色正常的基因，在额外染色体上有相应的显性可育基因，并在其附近设法引入一个能使稃壳有色的显性标志基因，两者紧密连锁。额外染色体一般不能由花粉传递，只能以30％的比例由雌配子传给下代。这样的三级三体自交后将产生二体和三体两类植株，二体植株具纯合的雄性不育基因和正常稃色；三体植株带有一个显性可育基因和有色稃壳。通过光电比色装置对种子稃色进行筛选,可将带雄性可育基因的有色种子剔除,以繁殖纯不育系。这一设想后得到实现,育成了1个大麦杂交种，并在生产上推广。但后来在推广繁殖过程中，发现额外染色体通过雄配子的传递率比预期的高，上述机制受到干扰，而且杂种优势不够强，因而停止应用。对于繁殖系数高、用种量少的作物如番茄等，则可直接应用两用系作母本，于开花前逐株检查育性并剔除可育株，授以父本恢复系花粉,产生杂交种子。总之,核不育系由于难以找到保持系，目前在生产上仍不能有效利用。而单基因控制的太谷显性核不育小麦在没有作出标志基因之前，只能作为常规育种中开展轮回选择和回交育种的亲本之用。
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。不育基因型S(msms)；可育基因型：N(MsMs)、N(Msms)、N(msms)、S(MsMs)、S(Msms)。因此有不育系S(msms)、保持系N(msms)、恢复系
温敏凝胶
植入释药系统可实现数天到数年的长期稳定释药，在精神卫生疾病治疗、戒毒戒烟、避孕、抗肿瘤等领域有非常重要的临床应用价值。生物相容性好、可生物降解并控制药物释放的水凝胶，被认为是理想的埋植释药骨架材料。以环境响应高分子为骨架的原位凝胶埋植给药系统，可以溶胶形式注射植入，在体内发生溶胶－凝胶相变，形成半固态水凝胶释药骨架，控制药物实现长达数月释放，成为埋植给药的最前沿和重点方向之一 接下来我要跟大家分享的是近年国内外在温敏水凝胶原位植入释药系统方面的研究进展，并分析其面临的问题与可能的解决途径 原位凝胶是一类以溶液状态给药后，能在用药部位立即发生相转变，由液态转化形成非化学交联半固体凝胶的制剂。药物与凝胶材料可以制成均一、混悬的乳胶稠厚液体或半固体的凝胶剂。凝胶剂具有良好的组织相容性，在给药部位滞留时间长；同时可起到贮存药物，防止药物受环境影响等作用。 根据形成机制的不同，可以将原位凝胶分为温度敏感型、pH 敏感型以及离子敏感型等。原位凝胶剂作为一种新型的药物剂型，广泛用于缓释、控释及脉冲释放等新型给药系统，原位凝胶可应用于皮肤、眼部、鼻腔、口腔、阴道、直肠等多种途径给药。现今，原位凝胶给药系统已成为药剂学与生物技术领域的一个研究热点。 反向温敏水凝胶在常温下为溶胶，而在体温下迅速转变为凝胶，其容易制备，且相转变速度快，成为最主要原位凝胶材料。 我将从三个方面来具体介绍凝胶材料和给药系统的制备：。。。。。。。 理想的温敏凝胶材料应具备以下条件: ①在室温下有良好的流动性，黏度一般小于 5 Pa·s，以便注射; ②注射后在体温下迅速发生溶胶－凝胶转变，转变时间一般小于10 min; ③生物相容性: 植入材料及其降解产物无毒性，引起的炎性反应程度低，注射部位无明显异物感; ④良好的载药性能和足够的载药容量; ⑤较高的机械强度和丰富的网络结构; ⑥合适的降解速率和降解动力学特征。 最初的原位释药系统大都采用组织工程领域开发的各种凝胶材料。此后，为满足植入释药的一些特殊需求，研究者开发多种新型的温敏水凝胶体系，并对其进行各种改造。目前研究报道的用于植入释药的温敏水凝胶主要包括以下几类: 多糖/盐体系、嵌段聚合物和异丙基丙烯酰胺共聚物。 表中列出了各类中研究较多的温敏凝胶系统及其主要特性。近年来，生物相容
一种温敏智能水凝胶
一种温敏智能水凝胶 高分子水凝胶指能够在水中溶胀并保持大量水分的不溶性交联聚合物，它具有网络结构。一些水凝胶受到外界环境的刺激，如温度、溶液的组成、pH值、电场等变化时，其结构和性能(一般是体积)会随之发生突变，呈现体积相变(体积的突然收缩或膨胀)行为，从而具有智能功能。其中对温度敏感的水凝胶叫做温敏水凝胶。 一、一种典型的温敏水凝胶—PNIPA水凝胶 温敏水凝胶的种类很多，其中聚N–异丙基丙烯酰胺(PNIPA)类水凝胶最受关注。PNIPA水凝胶可由N–异丙基丙烯酰胺(NIPA)单体在交联剂、引发剂等存在下聚合生成(如图1所示)。NIPA的侧链中既含有亲水性的酰氨基又含有疏水性的异丙基，NIPA聚合生成网络结构的水凝胶。 图1 PNIPA水凝胶的合成 低温时，PNIPA水凝胶三维网络结构中存在许多孔隙，水可以占据孔隙，发生吸水溶胀。此时水分子与PNIPA的酰胺基团形成氢键，在聚合物四周形成高度有序的水分子层，聚合物处于伸展状态(如图2左侧所示)。当温度升高至某个温度(叫做最低临界溶解温度LCST，通常在30～35℃范围)时，氢键遭到破坏，包裹在聚合物周围的水分子减少，疏水基团之间的疏水缔合作用增强，水从孔隙中排出，凝胶突然收缩，发生退溶胀(如图2所示)。以上变化过程可逆，收缩的凝胶会随着温度的降低而再次溶胀，恢复原状。 图2 PNIPA水凝胶的体积相变示意图 LCST是水凝胶的重要参数，可以通过在聚合过程中加入疏水或亲水的共聚单体、溶剂、简单盐类、表面活性剂等来改变。通常，PNIPA聚合物的疏水部分越多，水凝胶的LCST越高，亲水部分越多则相反。例如，以NIPA与疏水性更强的N，N–二甲基丙烯酰胺为原料，制得的PNIPA水凝胶的LCST随着后者含量的增大而升高。 由于PNIPA水凝胶的LCST接近人体温度，它的温敏智能性和记忆效应引起了人们很大的兴趣，在生物医学领域，例如物质分离、药物释放、酶和细胞的固定化等方面有着很好的应用前景。 二、PNIPA温敏水凝胶用于酶固化研究
温度敏感性水凝胶的研制与应用
温度敏感性水凝胶的研制与应用 杨晶琎 （四川理工学院材料科学与化学工程学院） 摘要：聚N2异丙基丙烯酰胺(PN IPA)凝胶的研究概况，包括其在化工、医药、纺织等行业中的应用。 Gather N2 isopropyl acrylamide gel (IPA) PN the research situation, including its in chemical industry, medicine, textile, etc. 关键词：水凝胶敏感性热敏性温度 Key words: gel intelligent materials prospects biological 水凝胶热敏性的相关转变与研究：首先观察到水凝胶热敏性的是Tanaka等人[1],用N ,N - 次甲基双丙烯酰胺交联的聚丙烯酰胺的水凝胶的溶胀性能在某 一临界温度附近,随温度的微小变化,其体积变化可达几十至几百倍。后来人们发现温度对其的影响很大，并称其为热敏性。1984年Hirokawa等在非离子水凝胶中也发现了这种相转变, Hoffman和Freltas等也证实了非离子性的聚(N ,N - 二乙基丙烯酰胺)水凝胶和聚(N-异丙基丙烯酰胺)水凝胶的热敏性相转变[1-3]。所以:敏感性相转变成为一种普遍性。热敏性水凝胶的这种相转变过程无法用传统的高分子理论,如Flo ry-Huggins 模型来解释,而只能用相转变过程中水凝 胶骨架上亲水基团、憎水基团以及水之间的相互作用来解释。目前较容易被人接受的观点是水凝胶的敏感性相转变是由交联网络的亲水———缩水性平衡受外界条件变化而变化引起的。定性上来看，水凝胶的溶胀过程是水分子向凝胶内部扩散与凝胶侧链上亲水基团形成氢键的过程，当温度升高时,氢键振动能增加,破坏氢键的束缚，使之断裂，水凝胶溶胀比则明显减少。这是一个吸热过程，因为大量的结合水从高分子骨架上脱离出来,使水凝胶———水体系熵增加。许多研究者通过各种热力学理论对水凝胶的各种敏感性进行了解释[ 7 ,8 ]其中 与实验现象符合较好的是Ilavsky 等人修改的由Flo ry 提出的平均场理论,但这一理论不能预测发生敏感性相转变时的温度、p H 值、盐浓度、介质组成浓度等。Tanaka 等通过测定聚合物链的持续长度b和有效半径a之比(即代表聚合物链刚性的度量)与敏感性之间的关系,提出了下面的半经验参数S作为有无敏
快速响应温敏水凝胶研究进展_秦爱香
快速响应温敏水凝胶研究进展 秦爱香1,2,吕满庚13,刘群峰1,2,张 平1,2 (1中国科学院广州化学研究所,广州 510650;2中国科学院研究生院,北京 100039) 摘要:温敏水凝胶是一类具有广泛应用前景的高分子材料,但是由于传统方法合成的水凝胶响 应速率较慢因而限制了其应用,因此近年来围绕提高传统水凝胶的响应速率做了大量研究工作。 本文从几个方面综述了近年来快速响应的温敏水凝胶的研究进展,并对有关现象进行了解释和说 明。 关键词:快速响应;温敏水凝胶;N2异丙基丙烯酰胺 所谓温敏水凝胶[1],是指水凝胶的吸水(或溶剂)量在某一温度有突发性变化,即溶胀比(所吸水或溶胀剂的量与干凝胶质量的比)在某一温度会突然变化,此温度称为敏感温度。化学交联的聚N2异丙基丙烯酰胺(PNIPA)水凝胶由于侧链中既含有亲水性的氨基又含有疏水性的异丙基而成为一种典型的温敏水凝胶。该水凝胶在较低临界溶解温度(Lower Critical S olution T em parature,LCST)时显示出体积相转变[2]。当溶胀温度低于LCST时,凝胶吸水溶胀,表现出亲水性;而当温度高于LCST时,凝胶收缩,释放出几乎其吸收的全部水分,由于网络结构中亲水Π疏水平衡的破坏而形成坍塌的、去水化的疏水状态。以N2异丙基丙烯酰胺(NIPA)为单体形成的均聚水凝胶或与其它单体形成的共聚水凝胶均有这样的特性,它们这种对于温度敏感的特性引起了人们很大的兴趣。这种温敏水凝胶可广泛用于药物控制释放、酶的固定化、化学发动机设计、医疗诊断、化学反应控制、记忆元件开关、传感器和力化学转换器等[3～6]。 温敏水凝胶的响应速率是评价其性能的最重要参数之一,一般情况下都要求水凝胶具有快速的响应速率。但是,由于传统方法合成的PNIPA水凝胶响应速率较慢[7],考虑到某些特殊应用,如人工肌肉、开关阀等,因此提高PNIPA水凝胶响应速率的研究具有重要意义。近几年来这方面的报道也越来越多[8～52]。虽然国内已有很多关于温敏PNIPA水凝胶的综述[1,5,53～55],但关于快速响应的温敏PNIPA水凝胶的详细论述却很少。本文就近几年来国内外在该领域新的研究方法及取得的进展作简要介绍。 1 制备孔结构水凝胶 凝胶溶胀或收缩过程主要是高分子网络吸收或释放溶剂,这是一个慢的扩散过程,而且接近临界点时更慢。但对于一个具有相互连接的孔结构的网络来说,溶剂的吸收或释放通过孔由对流产生,这一过程比非孔凝胶中的扩散过程快。因此,合成具有孔结构的水凝胶可以提高其响应速率。 111 使用成孔剂 Wu等[8]用羟丙基纤维素作为成孔剂在温度高于LCST下合成了大孔PNIPA水凝胶,与传统方法合成的PNIPA水凝胶相比较,大孔PNIPA水凝胶具有较大的孔体积,较大的平均孔尺寸,较快的大分子渗透速度;在温度低于LCST时有更高的溶胀比;显示更快的去溶胀和再溶胀速率,并且去溶胀速率特别快。Zhang等[9,10]利用聚乙二醇(PEG)400作为成孔剂制备了快速响应的温敏性PNIPA水凝胶。Zhuo等[11]用不同分子量(2000～6000)的PEG作为成孔剂,合成大孔的温度敏感性PNIPA水凝胶,极大改善了其溶胀和去溶胀性能,并且讨论了PEG分子量和含量对大孔水凝胶响应动力学的影响。 基金项目:中国科学院“百人计划”项目; 作者简介:秦爱香(19822),女,中国科学院广州化学研究所高分子化学与物理专业硕士研究生,研究方向是温敏性水凝胶的合成与研究。 3通讯联系人。E2mail mglu@https://www.wendangku.net/doc/2c10938758.html,
细胞质遗传和植物雄性不育练习
细胞质遗传和植物雄性不育练习 一、名词解释 细胞质遗传： 植物雄性不育： 核不育： 质核互作不育： 二、填空题 1紫茉莉纸条颜色遗传属于，若用花斑纸条接受白色枝条植株的花粉，发育成的植株的表现型为。 2、透明金鱼（T）和普通金鱼（t）杂交试验，正交和反交的结果一样，F1均为五色鱼，金鱼的体色遗传属于。 3、椎实螺外壳的螺旋方向，右旋对左旋为显性，杂交实验，当右旋与左旋杂交时，F1为右旋，当左旋与右旋杂交时，F1为左旋，则椎实螺外壳螺旋方向的遗传为。 6、植物雄性不育是指由于生理上或遗传上的原因所造成的花粉败育，前者被称为 主要有和引起，是暂时的，不遗传的，后者被称为 ，根据遗传机制的不同可分为和。随着研究的深入人们 又发现了第三种形式的雄性不育，即。 7植物雄性不育的特点是。 4、核基因的主要载体是，细胞质基因的载体是。 5、三系指、、。 三、选择题 1、甲性状和乙性状为细胞质遗传，下列四种组合中能说明这一结论的是（） ①甲×乙---F1呈甲性状②甲×乙---F1呈乙性状 ③乙×甲---F1呈甲性状④乙×甲—-F1呈乙性状 A、①② B、③④ C、①④ D、②③ 2、在形成卵细胞的减数分裂过程中，细胞质遗传物质的分配特点是（） ①有规律分配②随机分配③均等分配④不均等分配 A、①③ B、②③ C、①④ D、②④ 3、植物的雄性不育现象在（）中非常普遍。 A被子植物 B草本植物 C观赏植物 D木本植物 4、多数核不育型均受简单的一对隐性基因(rf)所控制，下列属于雄性不育的是（） A、rfrf B、RfRf C、Rfrf D、rfRf 5、关于核基因与质基因的叙述正确的是（） A、二者由于存在的场所不同，相互之间完全独立，互不联系。 B、细胞核遗传受质基因的控制。 C、在生命的全部遗传体系中，核基因居主导和支配地位 D、细胞质基因决定细胞器的存在。 6、下列对“三系”间的关系叙述正确的是（） A、不育系雌蕊发育正常可自交繁殖后代。 B、不育系依靠保持系繁殖后代。 C、保持系和恢复系的雌蕊和雄蕊发育都正常，故可自交繁殖后代。 D、不育系和恢复系杂交可产生具有杂种优势的杂交种子。 7. 质核互作型雄性不育系的恢复系基因型为（） （1）S(Rr) （2）N（rr）（3）S(rr) （4）N（RR） 四、判断题 1、雄性不育系的特点是雄蕊发育不正常，雌蕊发育正常，能接受外来花粉而受精结实。（） 2、核不育型一般由一对隐性基因控制的，它只能依靠杂合体自交分离产生雄性不育株。（）
敏感性高分子及水凝胶
敏感性高分子及水凝胶 摘要：本文介绍了几类敏感性高分子及其水凝胶。主要包括pH 敏感水凝胶、温度敏感水凝胶、温度及pH 双重响应水凝胶、光响应水凝胶、磁场响应水凝胶等的性质及其研究进展。简要介绍了敏感性高分子及其水凝胶的性质、制备方法、应用及其发展前景。 1 引言 近年来，随着信息，生命，环境，航空航天等领域科学技术的飞速发展，人们对材料性能的要求越来越高。因此，一批性能特异的新功能材料相继问世，敏感性材料就是其中的一类。对环境具有可感知，可响应，并具有功能发现能力的高分子和水凝胶被称之为环境敏感性高分子（environment sensitive polymers）和环境敏感性水凝胶（environment sensitive hydro gels）[ 1]。与传统的高分子和水凝胶不同，这类高分子和水凝胶的某些物理或化学性质可因环境条件的变化而发生突变。因此，这类高分子也被称为“刺激响应性高分子（stimuli-responsive polymers）”、“灵巧性高分子(smart polymers)”或“智能性高分子（intelligent polymers）”,相应的水凝胶被称为“刺激响应性水凝胶（stimuli-responsive hydro gels）”、“灵巧性水凝胶（smart hydro gels）” 和“智能性水凝胶（intelligent hydro gels）”[2]。 与高分子不同，凝胶是一类可保持一定几何外形，同时具有固体和液体某些性质的胶体分散体系。它是软物质（soft materials）存在的一种重要形式，是介于固体和液体之间的一种物质形态。凝胶体系由胶凝剂（gelators）所形成的三维网络结构和固定于其中的大量溶剂组成。敏感性水凝胶[3] 是一种亲水性高分子交联网络,它能够感知外界环境的微小变化(例如温度、pH、离子强度、光、电场和磁场等) ,并通过自身体积的膨胀和收缩来响应外界的刺激. 敏感性水凝胶的上述特点使其在药物控制释放、物质分离提纯、活性酶包埋和生物材料培养等方面有广泛应用前景。 2 敏感性高分子及其水凝胶的种类和性质 1989 年，高木俊宜[4]最先提出了智能材料（intelligent materials）概念。随后，美国的Newnham 教授提出了与之类似的灵巧材料（smart materials）概 1 念。敏感性高分子和敏感性水凝胶是智能材料家族中的重要成员。 凝胶有不同的分类方法。根据溶剂的不同，凝胶分为有机凝胶（organgels）和水凝胶（hydrogels）。以适当的方式脱除溶剂后的凝胶为干凝胶（xerogels）。根据凝胶的大小不同，有（宏观）凝胶和微凝胶（microgels）之分。根据凝胶对环境条件变化响应的不同，凝胶分为传统凝胶和敏感性凝胶。根据凝胶力学性能的不同，凝胶分为弹性凝胶和刚性凝胶。同样，根据维系凝胶三维网络结构力的本性不同，凝胶分为物理凝胶和化学凝胶。 敏感性高分子水凝胶在受到刺激时，其性质会发生突变。根据刺激信号的不同，相应的水凝胶被称为化学物质敏感性水凝胶、pH 敏感性水凝胶、温敏性水凝胶、光敏性水凝胶等。敏感性水凝胶的研究涉及学科众多，具有显著的多学科交叉特点，是当今最具有挑战的高技术研究前沿领域之一。 2.1 敏感性高分子及其水凝胶的种类 2.1.1 温度敏感性高分子及其水凝胶 温敏性高分子是研究最多，也是最重要的一类敏感性高分子。这类水凝胶结构中具有一定比例的亲水性和疏水性基团，温度的变化可以影响这些基团的疏水作用和大分子链之间的氢键作用，从而改变水凝胶的网络结构，产生体积相变。温敏水凝胶有高温收缩和低温收缩两种类型[5]。 聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPA）是典型的高温收缩型水凝胶，对其响应机理的一般解释是，当温度升高时疏水相相互作用增强，使凝胶收缩。线型聚N－异丙基丙烯酸酰[PNIPAM]是一种典型的温敏性高分子，在水溶液中具有独特的热行为，其大分子链上同
温敏性壳聚糖水凝胶
华南理工大学材料科学与工程学院2010级本科生“Biomedical Materials”课程报告 学生班级：10级材料创新班学生姓名：李智豪成绩： 题目：Characteristics and Applications of Natural Biodegradable Polymer Materials 报告时间：Friday, Mar. 22, 2013 完成者：李智豪 Characteristics and Biomedical Applications of Injectable Thermogelling Chitosan–Inorganic Phosphate Solutions Abstract： Thermosetting polymers are attractive candidates for biomedical applications as noninvasive therapeutic delivery vehicles. In the present study, the feasibility of developing a neutral physiological temperature setting injectable formulation based on chitosan and an inorganic phosphate salt have been demonstrated. The in situ gelling system was developed by adding different concentrations of dipotassium hydrogen orthophosphate (DHO) to chitosan solution. The resulting solutions have pH in the range of ～7–7.2. The gelling time of the chitosan–DHO solution was determined by incubating the solutions at 37 °C. Depending on the concentrations of DHO added, the gelling time varied from 4 min to 30 h at 37 °C. Addition of various diluents to chitosan–DHO solution did not significantly change the gelling time of the solutions. Key word： Thermogelling; chitosan–DHO solution; delivery Introduction： Injectable in situ setting hydrogels have tremendous potential as carrier matrices
玉米C型雄性不育系的研究应用
研究简报2010年增刊 玉米C型雄性不育系的研究应用 邵思全李琰聪 （云南省保山市农业科学研究所，678000） 摘要：玉米C型雄性不育的应用是提高种子纯度质量，降低种子生产成本的一种有效方法，本研究通过多年大量的田间试验，先后鉴定（调查）了T、C、S群（型）不育胞质的育性表现，结果选定C型不育胞质的Cb37为基础材料，对很多自交系进行不育系的转育和恢复系的筛选工作，先后育成3个组合，完全实现了C型不育化三系配套技术生产杂交种子，不需要掺合常规杂交种，直接应用于大面积生产，经多年多点推广种植表明，不仅种子纯度质量高，而且恢复散粉株率在96%以上。转育成功的不育系CB107、CV8112、CM丹1511不育株率稳定在99.6%～99.8%。 关键词：玉米；C型雄性不育系；研究；应用 玉米是禾谷类作物中大规模应用雄性不育的作物之一，特别是大面积杂交制种，要做到母本去雄及时和彻底实在是一件不容易的事，在杂交玉米种子生产上，由于去雄失误造成损失的实例屡见不鲜，杂交种种子质量不稳定是当前玉米种子生产上亟待解决的问题，利用雄性不育系制种是提高种子质量的一种有效方法。采用雄性不育系作为母本配制杂交种，不但能减少制种劳动强度，降低种子生产成本，而且能够有效地防止自交，提高杂交种子的纯度质量，促进玉米大面积增产。 国外实践证明，T群、C群和S群玉米雄性不育胞质曾经大量用于生产，2006年，美国C群和S群不育胞质的杂交种应用，已超过玉米种植总面积的40%；前苏联地区已普及不育胞质玉米杂交种；我国C群和S群玉米雄性不育胞质的杂交种，2009年应用面积仅占全国玉米播种面积的3%左右。这些不育系的应用存在的问题：首先，有的不育系类型中，如T型不育系严重感染小斑病，典型例子是1970年美国由于大面积种植T型胞质的杂交种导致玉米小斑病暴发流行，损失约30亿美元；其次，不育性的遗传较复杂，育性和恢复性不易稳定，如1986年四川省种植1.33万h m2C 型玉米杂交种C73（C77A×自330）单交曾出现恢复性散粉能力较差而造成了较大的损失。对于上述问题，当时由于存在认识上、技术上、管理上的种种原因，使我国玉米雄性不育杂种优势的研究和推广应用受到严重挫折，国家“八·五”攻关期间研究课题被取消，拉大了我国与国际的差距。 尽管如此，由于玉米雄性不育特性的利用在杂交种制种上的明显优越性，国内外玉米育种家仍坚持探索，旨在让这种特性更好地为人类服务。1986年以来云南省保山市农业科学研究所在西南山区开展玉米不育特性的研究应用，先后鉴定了T、C、S型不育胞质在本区生态条件下的育性表现，并对很多自交系进行不育系的转育和恢复系的筛选工作，目前已有3个组合实现三系配套使用。因此，利用玉米细胞质雄性不育特性以提高杂交种质量，仍不失为当前一项十分切实而有效的措施。在玉米细胞质雄性不育类型中，C型细胞质不育特性属较为稳定的类型之一，因此，结合杂交玉米育种工作，先后对自交系B107、V8112、M206和M 丹1511等进行C型雄性不育的转育和利用转育成功的不育系选育三系配套杂交种的研究应用。 1材料与方法 1.1材料用外引C型不育系材料（Cb37）为母本与本所正在育种上重点使用的11个自交系杂交，观察它们测交一代的育性表现，对其中不具备恢复性能的B107、V8112、M206和M丹1511等优良系继续采用回交方法进行核转换，以转育同型不育系。在回交转育过程中，对纯度不足的自交系单株成对测验法筛选留种。所用的C型不育系，使用前曾经过2年3代育性鉴定，其雄性不育特性十分稳定，B107是从掖107的杂株自交选育而成的，M206是从MO17Ht1中分离选育而成的，V8112和M丹1511是从省内引入的自交系。 1.2方法恢复系是从不育系转育后第3代开始测配筛选，每代用20～30个材料，3年5代共测配107份材料，其中，高代系34个，中低代材料73个。选育的重点放在有苗头组合上。对共测材料中某些纯合度较差，但配合力和恢复力较好的系采用“单株花粉两分法”测交选育。 育性的鉴定（包括不育系的雄花不育性和杂交种 基金项目：云南省玉米育种推广协作攻关项目；云南省现代农业玉米产业 技术体系建设项目 67
温敏性石墨烯纳米复合水凝胶
温敏性石墨烯纳米复合水凝胶 摘要：将氧化石墨烯（Graphene Oxide,GO）添加到以锂藻土Laponite为交联剂，N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）为单体所制备的纳米复合水凝胶（简称NC凝胶）中。通过改变GO的含量，研究此类NC凝胶的红外响应性的变化。 关键词：氧化石墨烯；纳米复合NC凝胶；红外响应性 1 前言 1.1 水凝胶简介 凝胶是含有大量溶剂的具有三维网络结构的高分子[1]。吸收溶剂时会溶胀，排出溶剂时会收缩。因为其是交联结构，故凝胶一般只能溶胀不能收缩。凝胶的交联可以为物理交联，也可以是化学交联，物理交联是通过氢键、范德华力等物理相互作用实现的，而化学交联则是通过分子链间形成化学键实现的。 水凝胶就是以水为分散介质的凝胶，是一种能吸收大量水分并将其保留在三维网络结构的软质材料。水凝胶的这种高吸水高保水的性能使其在多种领域中有着广泛的应用。此外，水凝胶的固有特性与许多类型的生物组织非常地相似。因此水凝胶是近年来也是生物医用高分子材料研究的热点之一，具有良好的应用前景。 1.2 智能水凝胶及其应用 智能型水凝胶是指能够通过外界的刺激而自身产生敏感响应的水凝胶。根据外界刺激的响应情况，我们可以把智能水凝胶分为：温度响应性水凝胶、pH响应性水凝胶、光响应性水凝胶、压力响应性水凝胶、生物分子响应性水凝胶、电场响应性水凝胶等[2]。这类凝胶的智能性使其有可能应用在化学传感器、记忆元件开关、人造肌肉、化学存储器、分子分离体系、调光材料以及药物载体释控等方面。 1.3 高性能纳米复合水凝胶 纳米复合材料（Nanocomposite）的概念最早是由Roy于1984年提出的，它是指两相或多相的混合物中至少有一相的一维尺度小于100纳米量级的复合材料[3]。 2002年，日本Haraguchi[4]等将锂藻土（Laponite）纳米粒子分散在水中，使用N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）作为单体，在Laponite分散液中原位自由基聚合，不添加化学交联剂，得到了聚N-异丙基丙烯酰胺-Laponite纳米复合水凝胶（Nanocomposite Hydrogel，简称NC凝胶）。这种纳米复合水凝胶拉伸强度不仅约为常见水凝胶的10倍，而且断裂伸长率可以达到1300%，为常见水凝胶的50
植物雄性不育类型及其遗传机制的研究进展
植物雄性不育类型及其遗传机制的研究进展 李泽福1) 夏加发2) 唐光勇2) (1)安徽省农业科学院省部共建水稻遗传育种重点开放实验室,合肥230031;2)安徽省农业科学院水稻研究所) 摘要 对植物雄性不育分类方法和类型进行了概述;对细胞质雄性不育的经典遗传及其分子遗传机制、细胞核雄性不育的遗传及不育基因的定位等研究进展进行了综述。 关键词 植物雄性不育;类型;遗传机制 Types and G enetic Mechanisms of P lant M ale Sterility Li Z efu et al (K ey Lab of Rice G enetics and Heredity,Anhui Academy of Agricultural Sciencs Hefei230031) Abstract The classification methods and types of plant male sterility was concluded;Classic genetic researches and m olecular mechanisms of cyto2 plasm ic male sterility(C MS),classic genetic researches and m olecular-marked sterile genes of genetic male sterility(G MS)were reviewed in this paper. K ey w ords Plant male sterility,Classification,G enetic mechanism 植物雄性不育是一种植物在有性繁殖过程中不能产生正常的花药、花粉或雄配子的遗传现象,它广泛存在于开花植物中。早在1763年K olreuter就观察到雄性不育现象,一个世纪后,C oleman(1876)首先引入“植物雄性不育”概念。据K aul(1988)报道,已经在43科、162属、320个种的617个品种或种间杂种中发现雄性不育[1]。植物雄性不育是作物杂种优势利用的重要途径,杂种优势利用已成为许多作物育种的主要方向和目标,并在生产上取得了很大地成功,如我国杂交水稻种植面积占水稻总面积的46%～55%,其产量比常规品种增产20%～30%[2]。植物雄性不育性状的分类和遗传机制是杂种优势利用的基础,在这方面已取得许多研究进展,尤其是在不育性遗传上,已形成了较为科学的理论,并且用于指导雄性不育系的选育和改良。基于此,笔者对植物雄性不育的类型及其遗传机制的研究进展作一综述,以期为雄性不育系的选育提供理论参考。 1 植物雄性不育的类型 1.1 植物雄性不育类型概述 导致雄性不育的因素是多种多样的,因此,在分类上也因标准不同出现不同的分类系统。Sears(1947)根据雄性不育材料基因型的差异,将雄性不育划为3类,即细胞质不育型、细胞核不育型和质核互作不育型,即“三型学说”;Edwarson(1956)将“三型学说”修改为“二型学说”,即核不育型和核质互作不育型两类;G abelman(1956)根据花粉、雄蕊的形态将雄性不育划分为花粉型、雄蕊型和功能型3类;Heslop-Harrison(1971)按世代交替把雄性不育划分为孢子体不育和配子体不育2种类型。这说明只要分 作者简介:李泽福(1965-),男,安徽霍邱县人,副研究员,主要从事水稻遗传育种研究。 收稿日期:2000210226类的依据和标准不同,分类的结果就不同。即使在同一作物内,也会因分类标准不同而有不同分类系统。如水稻雄性不育就有4种分类方法[3],分别是按恢保关系、不育细胞质来源、花粉败育形态和遗传特点来划分的。 K aul[1]在总结前人研究的基础上将植物雄性不育归纳为非遗传型和可遗传型2大类。非遗传的类型根据不育性诱发原因被分为化学诱导、生理诱导和生态诱导3个类型;可遗传型又分为表现型雄性不育和基因型雄性不育2类。前者是以不育性表现为基础的,后者是以不育性的遗传本质为基础的。表现型雄性不育又根据导致雄性不育的表现型异常的不同划分为孢子发生型、结构型和功能型3类;基因型雄性不育又分为核不育型、胞质不育型和核质互作型。随着与细胞质不育基因特异作用的核基因的发现,已经证实,细胞质雄性不育仅仅是核质互作雄性不育的一个短暂的过程,不能被认为一种雄性不育类型,因此,从不育性的基因型组成角度上划分,植物雄性不育有核质互作雄性不育和细胞核雄性不育2种类型。 1.2 核质互作雄性不育 雄性不育性由核不育基因和细胞质不育基因相互作用而产生的,为了与核雄性不育对应,称为细胞质雄性不育(C ytoplasm ic m ale sterility,C M S)。根据水稻、玉米、小麦和油料等作物C M S分类研究情况,C M S可进一步做以下分类。 1.2.1 按不育胞质来源分类。核置换法是C MS选育的重要方法,大多数的C MS都是通过该方法选育成的,因此,按细胞质来源不同进行分类具有简单明了、易于应用的特点,而被广泛应用。水稻C MS可分为种间核置换,野生稻和栽培稻之间的核置换,栽培稻和野生稻之间的核置换,籼稻和粳稻亚种间的核置换,粳稻和籼稻亚种间的核置换及进化程度不同或地理上远距离的籼籼间或粳粳间的核置换等6种类型[4]。傅寿仲[5]按细胞质来源的不 安徽农业科学,2000,28(6):742-746 Journal of Anhui Agricultural Sciences
温敏型水凝胶的制备与性能研究
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/2c10938758.html, 温敏型水凝胶的制备与性能研究 作者：聂文洁邓云红刘洪玲于伟东 来源：《纺织导报》2013年第01期 1.4.1 常温下凝胶溶胀率的测定 常温下，将一定量的凝胶浸入特定浓度的NaOH溶液中，定时取出凝胶，用滤纸拭去表面吸附的水分后，准确称取湿凝胶的重量（w1），浸泡前凝胶的重量记为（w2），按下式计算水凝胶的溶胀比（S）。 由图 1 和表 1 可知，在不同聚合度的单体中，峰位和峰强都发生了有规律的变化。同一峰的峰强都随聚合度（n）的增大发生不同程度的增大，峰位的具体变化如下。 （1）随聚合度的变化（3→9），CH2不对称收缩振动的频率值（v）恒定在2 923.5 cm-1，CH3对称变形振动的v值恒定在1 465.7 cm-1，CH2非平面摇摆振动的v值恒定在1 350.9 cm-1，脂肪醚对称伸缩振动VS（C—O—C）在950.2 cm-1处保持稳定，中间组成 （CH2CH2O）中CH2平面摇摆振动的v值在846.1 cm-1处恒定。 （2）发生低移的峰是脂肪醚不对称伸缩振动Vas（C—O—C）（1 118.9→1 111.2 cm-1）和末端CH2CH2OH中CH2平面振动（887.8→883.1 cm-1）。 （3）在所有峰中，只有一个峰CH2对称收缩振动往高波数发生位移（2 853.4→2 856.5 cm-1）。 2.2 不同聚合度MOA/丙烯酸共聚酯的红外光谱分析 由图 1 和图 2 可以看出，1 550 ～ 2 850 cm-1处峰的形状反应前后发生了明显的变窄现象，1 735 cm-1左右出现新峰为—C=O的伸缩振动引起的特征吸收谱带。与已知文献[5]中的图谱对照可知，单体MOA与丙烯酸发生了反应。 2.3 不同聚合度水凝胶的红外表征 MOA-3与MOA-4聚合水凝胶的谱图近似图 3 ，在脂