玉米細胞質雄性不育與恢復基因研究進展

張懷勝，張曉祥，王平喜，進茜寧，吳向遠

（河南科技學院生命科技學院，河南 新鄉 453003）

玉米（Zea maysL.）為禾本科（Gramineae）玉蜀黍屬1 年生草本植物，有玉蜀黍、苞谷、棒子等俗名。玉米起源于南美洲墨西哥地區，從北緯58°的加拿大到南緯40°的阿根廷都有種植，相比水稻和小麥而言，玉米已成為全世界范圍種植最廣的農作物，為全球糧食安全提供了重要保障［1-3］。

雄性不育是高等植物中普遍的生物學現象，指植物在生長發育過程中由于受到環境條件和自身遺傳基因的影響所導致的雄花不能產生裂開的花藥、有功能的花粉但植株的雌性生殖系統發育正常，可以接受外來的花粉而受精的一種生物學現象［4-6］。雄性不育普遍存在于開花植物中，1763 年德國植物學家Joseph Gottlieb K?lreuter 首先發現雄性不育現象以來，已經在主要農作物如玉米、水稻、小麥、棉花、高梁、油菜及其他作物如甜菜、向日葵、洋蔥、辣椒、菜豆、蘿卜等在內的43 科162 屬617 個種或種間雜種中發現了雄性不育現象［7-8］。植物雄性不育根據其表型主要有5 種類型：（1）雄花退化或畸形導致產生花粉的功能喪失；（2）花藥里的孢子囊退化導致敗育的花藥雖然與正常花藥外形相似但不能產生有功能的花粉；（3）花藥內部小孢子退化，引起產生畸形花粉與敗育花粉；（4）花藥中的花粉存在功能缺陷，授粉后不能正常萌發；（5）花藥中的花粉雖然有活力但花藥不開裂［9-10］。

玉米為異花授粉作物，雌花和雄花分開的特征使其成為最早利用雜種優勢的作物并取得了巨大成功，雜種優勢的利用使雜交種的產量比自交系提高15%～50%［11］。……