第十一章雄性不育及其杂种品种的选育
1. 概念：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。
2. 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。
3. 雄性不育可作为重要工具用于各种作物的杂交育种和杂种优势利用。
4. 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。
5. 雄性不育可分为能遗传的和不能遗传的。
第一节雄性不育的遗传
遗传的雄性不育分为质核互作不育和核不育两种类型。
一、质核互作雄性不育的遗传解释
(一)质核互作雄性不育的遗传解释
1.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(CMS)。
2.遗传：①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，才表现不育。②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。③如果细胞质基因是正常可育基因N，即使核基因是rr，仍然正常可育；④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种基因型如表11-1。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)。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：
(1)S(rr)×N(rr)→S(rr)，Fl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)。
(2)S(rr)×N(RR) →S(Rr)，或S(rr) ×S(RR) →S(Rr)，F1全部正常能育，说明这两种基因型都能使不育性恢复正常，具有N(RR)或S(RR)基因型的品系或自交系称雄性不育恢复系，简称恢复系(R)。
(3)S(rr)×N(Rr) →S(Rr)+S(rr)，或S(rr)×S(Rr) →S(Rr)+S(rr)，F1表现育性分离，说明N(Rr)或S(Rr)具有杂合的恢复能力，N(Rr)的自交后代能选育出纯合的保持系N(rr)或恢复系N(RR)；而S(Rr)的自交后代能选育出不育系S(rr)和纯合恢复系S(RR)。
3.应用：质核互作雄性不育的一大特点是能实现三系配套，并能通过三系法将杂种优势应用于生产。
(二)多种质核基因对应的遗传
1.同一植物内可以有多种质核不育类型。例如：玉米中38种不同来源的质核型不育系，根据其恢复性反应的差别，大体可分为T、S、C三组
2.每种不育类型都需要某一特定的恢复基因来恢复，反映恢复基因有专效性和对应性。
①多样性和对应性表现在细胞质中和染色体上分别有多个对应位点与雄性不育有关。
②在细胞质中存在多个可育基因N1、N2…Nn，它们不育性的变异便对应为：N1→S1，N2→S2，…Nn→Sn。
③在核内染色体上相对的不育基因分别为r1、r2、…rn；其可育基因则相对应为r1→R1、r2→R2、…rn→Rn。
④核内的育性基因总是与细胞质的育性基因发生对应互作，不同的质核对应互作有不同的遗传基础和育性表现，它们之间是相互独立，互不干扰的。
3.在不育系的选育实践中，正反交育性见表11-2。
(三)孢子体不育和配子体不育的遗传
按照雄性不育花粉败育发生的过程，可分为孢子体不育和配子体不育两种类型。
1．孢子体不育
①孢子体雄性不育是指花粉育性的表现由孢子体(母体植株)的基因型控制，与花粉(配子体)本身的基因无关。②花粉败育发生在孢子体阶段，当母体植株是S(rr)不育时，花粉全部败育，而当母体植株可育时，不管基因是纯合还是杂合，全部花粉都是可育的。③孢子体不育的特点是：不育系与恢复系杂交，杂种一代，花粉全部正常，但杂种二代因不育基因分离重组，将有不育株产生。水稻野败型、玉米T型不育系就属于这一类型。
2．配子体不育
①配子体雄性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，因此配子体基因为不育时花粉表现不育，配子体基因为可育时花粉表现正常。②配子体不育的特点是：不育系与恢复系杂交所获得的杂种一代，花粉有二类(不育和可育)，且各占一半。但是它并不影响结实，子一代的结实率全部正常，由于子一代带不育基因的花粉败育不参加受精，因此子二代配子有二种基因型(RR、Rr)存在，但都结实正常，没有不育株出现。水稻包台型，玉米M 型不育系均属此一类型。
(四)主基因不育和多基因不育
1.主基因控制的质核互作不育：指一对或两对核基因与对应的不育胞质基因决定的不育性。一对或两对显性的核基因就能使育性恢复正常（如油菜波里马和陕2A不育系）。
2.多基因不育性：指由两对以上的胞质基因与对应的核基因共同决定的。
①在这种情况下，有关的基因有较弱的表现效应，但是它们彼此间往往有累加效果。
②当不育系与恢复系杂交时，F1的表现常因恢复系携带的恢复基因多少而表现不同，F2的分离也较为复杂，常呈从育性较好到接近不育的许多过渡类型（如小麦T型不育系）。
二、核雄性不育的遗传
(一)核雄性不育的遗传
1.核雄性不育是受细胞核不育基因控制的，与细胞质没有关系。
2.一般核不育基因是隐性的，而正常品种具有可育基因是显性的，所以核不育的恢复品种很多，但保持品种没有，不能实现三系配套。
3.实践表明：一些自然突变产生的不育株及通过理化诱变获得的不育株多属核不育类型，一般都是单基因控制的不育，它的细胞核内含有纯合的不育基因(msms)，而在正常品种细胞核内含有纯合的可育基因(MsMs)
4.当不育株与正常株杂交，Fl便恢复可育，F2分离出不育株，一般可育株与不育株的比例为3：1。核不育后代分离符合孟德尔定律。
(二)显性核雄性不育的遗传
不育性受一对显性基因(MsMs)控制时，用带隐性基因(msms)的可育材料与它杂交，杂种为杂合基因型(Msms)，全部植株都是雄性不育的，继续用可育株(msms)与它杂交，杂种是1：1(可育：不育)分离。
(三)环境诱导核雄性不育的遗传
20世纪70年代以来，我国陆续在水稻、小麦、大豆等主要农作物中发现了光温敏核不育种质，表现出光温等环境因子诱导性不育的现象。水稻光温诱导雄性不育的特性有：
(1)诱导育性转换的主导因子是光和温。根据光温作用可分为三类：①第一类，光照长度是决定育性转换的主要因子，温度只起协调作用，称光敏型，这类型包括长光不育、短光可育和短光不育、长光可育二种；②第二类，育性受控于幼穗发育敏感期的温度，光照长度基本不起作用，称温敏型，这类型包括高温不育低温可育和高温可育低温不育二种；③第三类，难以分清楚光、温的主次作用，表型上是一种互作关系，称光温互作型。
(2)光诱导的敏感期是幼穗发育期中的第二次枝梗原基分化至花粉母细胞形成期，对光敏感的部位，也就是调节育性转换的光受体是光敏色素。温诱导的敏感时
期是幼穗发育的整个时期，特别是花粉母细胞减数分裂前后，即花粉母细胞形成至花粉内容充实期。对温敏感的部位是生长点的分生细胞。
(3)育性的转换是量变到质变的过程，在不育的光温条件得到满足时，植株的不育率和不育度都可达到100％，在可育的光温条件得到满足时，植株的可育率可达到100％。但是可育度与正常品种稍有差异，只能达到基本正常。
光温诱导雄性不育的遗传研究已获得了以下结果：①细胞核隐性基因控制，不表现细胞质效应，属孢子体不育类型；②有些种质及部分组合杂交F2和BCF1群体中，可育株与不育株分别表现为3：1和1：1分离，即表现受一对主效基因控制；另一些种质及部分组合杂交F2和BCFl群体中，可育株和不育株分别表现15：1和3：1分离，即受二对主效基因控制；③不论是一对主基因或二对主基因控制都认为有微效基因的修饰作用存在；④在进行了基因的等位性分析后，证实目前水稻的光温敏核不育基因有些等位有些不等位，最少涉及到5个以上不同位点的基因。
(4)应用意义：①开辟了二系法利用杂种优势这一重要途径，在理论和实践上都具有重要意义。②可以免去不育系繁殖的异交过程；③免去不育细胞质带来的各种负作用；④以及由于恢复源广，配组自由，获得强优组合的几率大大提高。⑤但是光温敏核不育系的繁殖、制种过程受到一定光温条件的制约。
第二节雄性不育的生物学特性
一、雄性不育的形态差异
1.雄性不育植株在外部形态上与同品种的正常株极为相似；
2.不育株和可育株可以从雄花的形态上加以辨别：①正常植株的花药都是黄色肥大饱满的，内含很多成熟花粉，在适宜条件下能够充分裂开将花粉散出。而不育株的花药则色浅瘦小干瘪，内无花粉或无正常花粉，在适宜条件下，花药不能开
裂，也无花粉散出；②正常植株的花粉粒充实饱满，形状大小一致，数量多，散粉明显。而不育株的花粉粒畸形皱缩不规则，无内容物不能散粉，也有一些小粒花粉虽然形状一致但没有淀粉充实，形如一个空泡。
3.其他的异常形式，如花丝畸形、花药退化等。
二、雄性不育的细胞学特征
雄性不育的细胞学特征主要反映在花粉败育过程和花药组织结构异常两方面。
(一)雄性不育的花粉败育特征
单子叶植物的花粉败育多数达到或接近双核期；双子叶植物花粉败育则多在四分体形成以前的时期。
不育系花粉的败育或退化，大都发生在以下四个时期：小孢子母细胞形成期；小孢子母细胞减数分裂期；单核花粉期；二核和三核花粉期。其中前两个时期败育的较少，以单核花粉期的败育最为普遍。
花粉败育根据败育时期和形成结构可划分为三种类型。
1．无花粉型细胞解体成碎片状最后导致花粉囊中无花粉。
2．单核败育型通过减数分裂形成的四分体进一步发育形成花粉粒，刚形成的花粉粒是一个单核的细胞，在单核花粉晚期败育的称单核败育型，花粉囊中有各种畸形花粉粒。
3．双核败育型花粉发育进入双核以后至花粉发育成正常花粉以前败育的称双核败育型，这时生殖核和营养核逐步解体消失，多成空壳花粉或小粒花粉。
有些不育系可能只表现在同一时期败育的一种花粉败育型，但有些不育系则可能同时存在不同时期败育的多种花粉败育型。一般规律显示，孢子体不育遗传型的花粉败育相对较早，多为单核败育型，而配子体不育的花粉败育相对较迟，多为双核败育型。
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
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。
实验十作物雄性不育系的鉴定 一、实验目的 学习和初步掌握雄性不育系的植物学形态特征和花粉育性鉴定技术. 二、内容说明 雄性不育是指雌雄同株作物中，雄性器官发育不正常，不能产生有功能的花粉，但它的雌性器官发育正常，能接受正常花粉而受精结实的现象。雄性不育一般可分为3种类型：①细胞质雄性不育型，简称质不育型，表现为细胞质遗传。②细胞核雄性不育型，简称核不育型，表现为细胞核遗传。③核-质互作不育型，表现为核-质互作遗传。无论植物的不育性是那种类型，它们都会在一定的组织中表现出来。雄性不育系花粉的败育，一般出现在造孢细胞至花粉母细胞增殖期、减数分裂期、单抱花粉期(或单抱晚期)、双核和三核花粉期。其中出现在单孢花粉期较为普遍。雄蕊败育大概可分成以下几种类型： (一)花药退化型一般表现为花冠较小，雄蕊的花药退化成线状或花瓣状，颜色浅而无花粉。 (二)花粉不育型这一类花冠、花药接近正常，往往呈现亮药现象或褐药现象，药中无花粉或有少量无效花粉、镜检时，有时会发现少量干瘪、畸形以及特大花粉粒等，大多数是无生活力的花药。 (三)花药不开裂型这类不育型虽然能形成正常花粉，但由于花药不开裂不能正常散粉，花粉往往由于过熟而死亡。 （四)长柱型功能不育这一类型花柱特长，往往花蕾期柱头外露，虽然能够形成正常花粉但散落不到柱头上去。 (五)嵌合型不育在同一植株上有的花序或花是可育的，而有的花序或花则是不育的，在一朵花中有可育花药，也有不育花药。 作物雄性不育系则是具有雄性不育现象，并能将雄性不育性遗传给后代的作物品系。 我们都知道，杂种优势普遍存在，在很多植物由于单花结籽量少，获得杂交种子很难，从而是杂交种子生产成本太高而难以在生产上应用，利用雄性不育系配制杂交种是简化制种的有效手段，可以降低杂交种子生产成本，提高杂种率，扩大杂种优势的利用范围。因此，雄性不育在杂交过程中有着重要的作用。当前，农作物杂种优势主要是利
第十一章雄性不育及其杂种品种的选育 1.概念：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。 2.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。 3.雄性不育可作为重要工具用于各种作物的杂交育种和杂种优势利用。 4.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。 5.雄性不育可分为能遗传的和不能遗传的。 第一节雄性不育的遗传 遗传的雄性不育分为质核互作不育和核不育两种类型。 一、质核互作雄性不育的遗传解释 (一)质核互作雄性不育的遗传解释 1.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(CMS)。 2.遗传：①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，才表现不育。②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。③如果细胞质基因是正常可育基因N，即使核基因是rr，仍然正常可育；④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种基因型如表11-1。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)。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：
第十一章雄性不育及其杂种品种的选育 1. 概念：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。 2. 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。 3. 雄性不育可作为重要工具用于各种作物的杂交育种和杂种优势利用。 4. 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。 5. 雄性不育可分为能遗传的和不能遗传的。 第一节雄性不育的遗传 遗传的雄性不育分为质核互作不育和核不育两种类型。 一、质核互作雄性不育的遗传解释 (一)质核互作雄性不育的遗传解释 1.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(CMS)。 2.遗传：①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，才表现不育。②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。③如果细胞质基因是正常可育基因N，即使核基因是rr，仍然正常可育；④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种基因型如表11-1。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)。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： (1)S(rr)×N(rr)→S(rr)，Fl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)。 (2)S(rr)×N(RR) →S(Rr)，或S(rr) ×S(RR) →S(Rr)，F1全部正常能育，说明这两种基因型都能使不育性恢复正常，具有N(RR)或S(RR)基因型的品系或自交系称雄性不育恢复系，简称恢复系(R)。 (3)S(rr)×N(Rr) →S(Rr)+S(rr)，或S(rr)×S(Rr) →S(Rr)+S(rr)，F1表现育性分离，说明N(Rr)或S(Rr)具有杂合的恢复能力，N(Rr)的自交后代能选育出纯合的保持系N(rr)或恢复系N(RR)；而S(Rr)的自交后代能选育出不育系S(rr)和纯合恢复系S(RR)。 3.应用：质核互作雄性不育的一大特点是能实现三系配套，并能通过三系法将杂种优势应用于生产。 (二)多种质核基因对应的遗传 1.同一植物内可以有多种质核不育类型。例如：玉米中38种不同来源的质核型不育系，根据其恢复性反应的差别，大体可分为T、S、C三组
雄性不育系：是一种雄性退化（主要是花粉退化）但雌蕊正常的母水稻， 由于花粉无力生活，不能自花授粉结实，只有依靠外来花粉才能受精结实。因此，借助这种母水稻作为遗传工具，通过人工辅助授粉的办法，就能大量生产杂交种子。 保持系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系后，所产生后代，仍然是雄性不育的。因此，借助保持系，不育系就能一代一代地繁殖下去。 恢复系：是一种正常的水稻品种，它的特殊功能是用它的花粉授给不育系所产生的杂交种雄性恢复正常，能自交结实，如果该杂交种有优势的话，就可用于生产。 三系杂交水稻：是指雄性不育系、保持系和恢复系三系配套育种，不育系为生产大量杂交种子提供了可能性，借助保持系来繁殖不育系，用恢复系给不育系授粉来生产雄性恢复且有优势的杂交稻。 两系杂交稻：一种命名为光温敏不育系的水稻，其育性转换与日照长短和温度高低有密切关系，在长日高温条件下，它表现雄性不育；在短日平温条件下，恢复雄性可育。利用光温敏不育系发展杂交水稻，在夏季长日照下可用来与恢复系制种，在秋季或在海南春季可以繁殖自身，不再需要借助保持系来繁 殖不育系，因此用光温敏不育系配制的杂交稻叫做两系杂交稻。 超级杂交稻：水稻超高产育种，是近20多年来不少国家和研究单位的重点项目。日本率先于1981年开展了水稻超高产育种，计划在15年内把水稻的产量提高50%。国际水稻研究所1989年启动了“超级稻”育种计划，要求2000年育成产量比当时最高品种高20%－25%的超级稻。但他们的计划至今未实现。我国农业部于1996年立项中国超级稻育种计划，其中一季杂交稻的产量指标为，第一期（1996－2000年）亩产700公斤，第二期（2001－2005年）亩产800公斤。 三系杂交水稻 三系杂交水稻是水稻育种和推广的一个巨大成就，所谓三系是：（1）雄性不育系。雌蕊发育正常，而雄蕊的发育退化或败育，不能自花授粉结实。（2）保持系。雌雄蕊发育正常，将其花粉授予雄性不育系的雌蕊，不仅可结成对种子，而且播种后仍可获得雄性不育植株。（3）恢复系。其花粉授予不育系的雌蕊，所产生的种子播种后，长成的植株又恢复了可育性。
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2016， 42（6）： 787-794 http：//https://www.doczj.com/doc/238111741.html,/ ISSN 0496-3490； CODEN TSHPA9 E-mail： xbzw@https://www.doczj.com/doc/238111741.html, 本研究由国家重点基础研究发展计划项目（2011CB100101）和江苏高校优势学科建设工程项目资助。 This study was supported by the Key Project of Chinese National Programs for Fundamental Research and Development （2011CB100101） and the Project Funded by the Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions. * 通讯作者（Corresponding author）： 汤述翥， E-mail： sztang@https://www.doczj.com/doc/238111741.html, **同等贡献（Contributed equally to this work） 第一作者联系方式： 张宏根， E-mail： zhg@https://www.doczj.com/doc/238111741.html, ； 张丽佳， E-mail： 1255012022@https://www.doczj.com/doc/238111741.html, Received（收稿日期）： 2015-12-08； Accepted（接受日期）： 2016-03-14； Published online（网络出版日期）： 2016-03-22. URL： http：//https://www.doczj.com/doc/238111741.html,/kcms/detail/11.1809.S.20160322.1600.002.html DOI： 10.3724/SP.J.1006.2016.00787 9311与日本晴间一个杂种不育基因的鉴定与定位 张宏根** 张丽佳** 孙一标 司 华 刘巧泉 汤述翥* 顾铭洪 扬州大学江苏省作物遗传生理国家重点实验室培育点 / 粮食作物现代产业技术协同创新中心 / 教育部植物功能基因组学重点实验 室， 江苏扬州225009 摘 要： 以克服亚种间杂种不育来充分发掘亚种间杂种优势是提高水稻单产的一条有效途径。本研究从一套以日本 晴为背景、9311为供体的染色体片段代换系中鉴定出一个系T9424， 其与日本晴配置的F 1植株小穗与花粉育性较双 亲显著降低， 双亲间存在不亲和。重测序结果表明T9424在第1、第4和第5染色体上导入9311片段。日本晴/T9424 F 2群体内单株基因型及育性鉴定结果表明， T9424与日本晴间杂种不育基因位于第5染色体上。利用F 2群体内790 株单株将该杂种不育基因定位于第5染色体分子标记PSM8与A14之间110 kb 的物理区段内。对日本晴/T9424 F 1 植株花粉与胚囊育性鉴定结果表明该杂种不育基因同时控制雌、雄配子败育， 将该基因暂命名为S39（t）。相关结果有 助于加深对水稻亚种间杂种不育现象的认识， 为该基因克隆及其育种利用奠定基础。 关键词： 水稻； 杂种不育基因； 基因定位 Identification and Mapping of a Hybrid Sterility Gene between 9311 and Nip- ponbare ZHANG Hong-Gen **， ZHANG Li-Jia **， SUN Yi-Biao， SI Hua， LIU Qiao-Quan， TANG Shu-Zhu *， and GU Ming-Hong Jiangsu Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology / Co-Innovation Center for Modern Production Technology of Grain Crops / Key Labora- tory of Plant Functional Genomics of the Ministry of Education， Yangzhou University， Yangzhou 225009， China Abstract： Exploitation of subspecific heterosis is an effective method to improve rice yield by overcoming hybrid sterility between subspecies. In this study， F 1 plants of the cross between Nipponbare and T9424， a line from a set of chromosome segment substitution lines with Nipponbare background as recipient and 9311 as donor， showed the decreasing spikelet and pollen fertility compared with the two parents， indicating that there was the incompatibility between the parents. Three substituted chromosome segments on chromosome 1， 4， and 5， respectively， were identified by whole genome re-sequencing of T9424. Analysis of the genotypes and spikelet fertility of plants in Nipponbare/T9424 F 2 population indicated that hybrid sterility gene between T9424 and Nipponbare was located on chromosome 5. A total of 790 plants were then used for mapping the hybrid sterility gene， and the target gene was mapped to a candidate region with the physical distance of 110 kb between PSM8 and A14 on chromosome 5. The hybrid sterility gene， named S39（t） temporarily ， controlled partial abortion of both pollen grains and embryo-sac of Nippon- bare/T9424 F 1 plants . These results are useful for deepening understanding of the phenomenon of hybrid sterility， and lay the groundwork for the gene cloning and its use in breeding. Keywords： Rice； Hybrid sterility gene； Gene mapping 水稻籼粳亚种间杂交较品种间杂交具有更强的 杂种优势， 利用籼粳亚种间杂种优势打破限制水稻 产量大幅提升的瓶颈， 成为育种研究者的共识。但 是籼粳亚种间遗传距离远， 遗传背景差异大， 亚种间存在生殖隔离。根据发生时间可将其分为合子形成前的生殖隔离和合子形成后的生殖隔离， 前者包
水稻籼粳亚种间杂种不育性的遗传分析 论文标题:水稻籼粳亚种间杂种不育性的遗传分析 Genetic Analysis for Inter-subspecific Hybrids Sterility in Rice (Oryza Sativa L.) 论文作者井文 论文导师翟虎渠,论文学位硕士,论文专业作物遗传育种 论文单位南京农业大学,点击次数28,论文页数68页File Size3521k 2004-05-01论文免费下载https://www.doczj.com/doc/238111741.html,/lunwen_738731707/ 水稻;小穗不育;花粉不育;SSR;QTL rice; spikelet sterility; pollen sterility; SSR; QTL 水稻广亲和品种N22在S-5、S-7、S-8、S-15和S-16等籼粳杂种雌性不育位点携带有中性亲和基因，但N22与粳型品种USSR5杂种后代的花粉育性与小穗育性偏低，表现为部分不育。本研究同时构建USSR5／N22／／USSR5 BC_1F_1和USSR5／N22 F_2群体，分别调查花粉和小穗育性，并构建两个群体的分子连锁图谱，进行了花粉和小穗育性的QTL定位与分析。结果如下：1．分子连锁图谱的构建USSR5／N22／／USSR5 BC_1F_1群体由97个单株组成，图谱包含101个SSR标记，基本覆盖全基因组，总长为1560.5cM，标记问平均距离为15.5cM；USSR5／N22 F_2群体由189个单株组成，图谱包含103个SSR标记，基本覆盖全基因组，总长度为1921.0cM，标记间平均距离为18.7cM。两图谱的标记均匀分布在12条染色体上。2．作图群体中分子标记的偏分离利用构建的分子连锁图谱，对各SSR标记的基因型频率进行分析，检测作图群体中分子标记的偏分离情况。结果发现：在利用BC_1F_1群体构建的连锁图谱中，检测到42个发生偏分离的标记，位于全部12条染色体上，在第1、2、3、6、7和12染色体有偏分离的热点；在利用F_2群体构建的连锁图谱中，检测到32个发生偏分离的标记，分别位于除第5染色体以外的其它11条染色体上，在第1、3和10染色体有偏分离的热点。3．水稻籼粳亚种间杂种花粉不育和小穗不育的QTL分析利用MAPMAKER／QTL 1.1软件，分别检测了USSR5／N22／／USSR5 BC_1F_1和USSR5／N22 F_2群体中控制小稳不育和花粉不育的QTL。结果表明：(1) 小穗不育的QTL分析在BC_1F_1群体中检测到3个小穗不育QTL，qSS-1、qSS-2和qSS-7，分别位于第1染色体标记RM490、第2染色体标记RM341和第7染色体标记RM1335附近，各自解释表型变异的22.5％、36.2％和19.1％；在F_2群体中检测到2个小穗不育QTL，qSS-1和qSS-5，分别位于第1染色体标记RM490和第5染色体标记RM169附近，各自解释表型变异的学位论文水稻亚种间杂种不育性的遗传分析48.2%和6.1%。(2)花粉不育的QTL分析在FZ群体中检测到2个花粉不育QTL，叮尸￡.了和qpS-lo，分别位于第1染色体标记RM490和第10染色体标记RM467附近，各自解释表型变异的7.6%和11.5%。4.小穗育性与花粉育性的关系BC，F;和F:两群体中小穗育性与花粉育性的相关系数分别为0.27和0.26，达到了显著水平。通过比较发现，在第1染色体上检测到的小穗不育QTL(qss-j)与花
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
远缘杂交的遗传学效应和远缘杂种不育性的克服方法 远缘杂交的遗传学效应 内容导读 远缘杂交就是不同种间属间甚至亲缘关系更远的物种之间的杂 交。新教材中出现了远缘杂交有关的简答题（如下所示），以下通 过试题解析和实例分析拓展远缘杂交有关的知识。 01
试题：油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产，萝卜具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交，通过下图所示途径获得抗线虫病油菜。 (1)自然界中，油菜与萝卜无法通过杂交产生可育后代，其原因是，与种植单一品种相比，在不同地块种植不同品种油菜，可增加的多样性。 (2)F1植株高度不育的原因是，将异源多倍体与亲本油菜杂交（回交)，获得的B C1植株体细胞中的染色体组成为(用字母表示）。获得的B C2植株个体间存在胞囊线虫抗性的个体差异，其原因是不同植株获得的不同。 (3)从B C2植株中筛选到胞嚢线虫抗性强的个体后，使其抗性基因稳定转移到油菜染色体中并尽快排除萝卜染色体的方法是。 (4)除上图所示获得抗线虫病油菜的途径外，还可采用技术定向获得抗线虫病油菜。通常在田间种植抗线虫病油菜的同时，间隔种植少量非抗线虫病油菜或其他作物，该做法能使胞囊线虫种群。 答案： （1）生殖隔离基因 （2）减数第一次分裂前期染色体不能发生联会A A C C R R（基因组）的染色体 （3）与油菜多代杂交（回交） （4）基因工程抗性基因频率上升速率减缓 解析：
综合考查育种方法的应用，重在理解细胞融合的染色体的变化以及杂交育种的相关知识的分析。 （1）自然界中油菜与萝卜是两个物种，存在生殖隔离，无法通过杂交产生可育后代；与种植单一品种相比，在不同地块种植不同品种油菜，可增加基因的多样性。 （2）由分析可知，F1植株属于萝卜A A C C和油菜R R为亲本的杂交种，其染色体组成为A C R，由于该品种没有同源染色体，减数第一次分裂时染色体不能联会，因而高度不育。将异源多倍体A A C C R R形成的配子为A C R与亲本油菜A A C C形成的配子为A C杂交（回交），获得B C1的染色体组为A A C C R。B C1减数分裂时同源染色体分离，因此产生的配子中均含有A C，但是由于染色体组R只有一个，因此这个染色体组中的染色体在减数分裂过程中不发生联会，减数分裂时也会随机分配到配子中，因此导致不同配子中R（基因组）的染色体不同，则不同植株获得的R（基因组）的染色体不同，因此获得的B C2植株个体间存在胞囊线虫抗性的个体差异。 （3）从B C2植株中筛选到胞囊线虫抗性强的个体后，使其抗性基因稳定转移到油菜染色体中并尽快排除萝卜染色体的方法是与油菜多代杂交（回交）。 （4）除如图所示获得抗线虫病油菜的途径外，还可采用基因工程技术定向获得抗线虫病油菜．在田间种植转基因抗虫棉的同时，间隔种植少量非转基因棉或其他作物，降低抗性基因频率上升的速率，延缓抗性品种的出现。 02
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
农学院 本科课程论文 题目：玉米雄性不育的细胞学机理 专业班级：农学1002班 学号： 2010014010220 学生姓名：倪志玲 指导教师：祝丽英 职称：副教授 二O一三年十月二十日
玉米雄性不育的细胞学机理 摘要：随着生产和科研的需求，玉米雄性不育的细胞学机理及其利用已成为国内外众多学者研究的热点。本文从玉米细胞质雄性不育的分类、败育的细胞学特征、败育机理等方面对近年来国内外关于玉米雄性不育细胞学机制研究的最新进展进行了综述，并探讨了今后该领域的研究前景。 关键词：玉米；雄性不育；败育；小孢子 Cytological Mechanism of Male Ster ility in Maize Abstracts: With the need of production and research, the study of cytological mechanism of male sterility and its use has become a hot at home and abroad.This article summarized the latest progress on the cellular mechanisms of male sterility in maize from the classification of maize cytoplasmic male sterility, abortion cytologic features, mechanism and other aspects of abortion at home and abroad in recent years. It also recapitulated the development foreground of this research fields. Key words:Maize; male sterility; abortion; small spores 1.前言 雄性不育是指植物本身不能产生正常可育花粉的一种生物学现象。雄性不育系是保证杂交种纯度、降低种子生产成本的最佳材料。雄性不育生产杂交种是作物育种中利用杂种优势的重要途径。利用雄性不育系生产杂交种不仅节省了人工去雄环节，减轻了劳动强度, 降低了种子生产成本；同时, 由于雄性不育使玉米生长发育节省了大量的养分消耗，雌穗发育得到充足的养分，从而大幅度地提高玉米制种的产量[1]。玉米是最早应用雄性不育性的作物之一，但大部分玉米不育系并不是全部不育，因此生产的杂交种中会混有大量自交系种子，严重影响种子质量。随着生产和科研的需求，寻找和创造育性稳定、败育彻底的新材料仍是育种专家们亟待解决的问题之一。 2.雄性不育的分类 雄性不育可由环境因素诱导形成，如高温、干旱、盐碱害、低温冻害等，但是这些不育不能遗传给后代。可遗传的雄性不育按照遗传特点的不同，分为细胞核雄性不育（genome male sterility,GMS）和胞质雄性不育（cytopiastic male sterility,CMS）。
第十一章 雄性不育及其杂种品种的选育 雄性不育性： （ male sterility ） 雄性器官发育不正常，不能产生有功能的花粉，雌蕊发育正常，可接受正常花粉而受精结实。 第一节雄性不育的遗传 质核互作不育 核不育 一、质核互作雄性不育的遗传 （一）质核互作雄性不育的遗传解释 受细胞质雄性不育基因和对应的细胞核不育基因共同控制的不育类型，常被称为胞质不育（CMS）。 细胞质不育基因S，可育基因N 核内不育基因rr，可育基因RR 由上可知，质核雄性不育性是核和胞质基因两个体系相互作用的结果，通过“三系”配套可保持雄性不育性，生产杂交种子、在生产上利用。 三系： 雄性不育系S(rr) 雄性不育保持系N(rr) 雄性不育恢复系N(RR)和S(RR) 雄性不育系S(rr) 由于体内生理机制失调，以致雄性器官不能正常发育，没有花粉或花粉粒空瘪缺乏生育力。雌蕊发育正常，能接受外来花粉受精结实。 雄性不育保持系N(rr) 用来给不育系授粉，保持其不育性的品种或自交系叫做保持系。 不育系是和保持系同时产生的，或是由保持系转育而得来的。每一个不育系都有其特定的同型保持系，利用其花粉进行繁殖。它两互为相似体，除在雄性的育性上不同外，其它的特性、特征几乎完全一样。 雄性不育恢复系N(RR)和S(RR)
一些正常可育的品种或自交系的花粉授给不育系后，不但结实正常，而且其后代的不育特性消失了，具有正常散粉生育的能力。也就是说，它恢复了不育系的雄性繁育能力，因此叫恢复系。 （二）多种质核基因对应的遗传 玉米：T、S、C 每种不育类型都需要某一特定的恢复基因来恢复，恢复基因有专效性和对应性。 （三）孢子体不育和配子体不育的遗传 1、孢子体不育 花粉育性的表现由母体植株（孢子体）的基因控制，与花粉（配子体）本身的基因无关。当母体植株是S(rr)时，花粉全部败育。 2、配子体不育 不育系花粉败育发生在配子体阶段，花粉育性受配子体的基因控制。 特点：杂种一代的不育和可育花粉各占一半，不影响结实，子一代的结实率正常。 （四）主基因不育和多基因不育 主基因不育：一对和两对核基因与对应的不育胞质基因决定的不育性。 多基因不育：由两对以上的胞质基因与对应的核基因决定的不育性。 二、核雄性不育的遗传 （一）隐性核雄性不育的遗传 不育基因（msms） 可育基因（MsMs） ms ms × Ms Ms ↓ F1 Ms ms 雄性可育 ↓ F2 Ms Ms Ms ms ms ms