Стерильность пыльцы лука известна с 1924 г., когда был изолирован сорт лука Итальянский красный под номером 13-53. Но природа стерильности пыльцы была идентифицирована позже.
Установлено, что стерильность клона 13-53 обусловлена взаимодействием цитоплазмы и генов. Были открыты новые источники стерилизующей цитоплазмы у лука в Америке, Турции, Дании, Англии, ГДР, но они ничем не отличались от цитоплазмы клона 13-53, так как все они имели одинаковую систему генов восстановления фертильности пыльцы. Рецессивный ген ms широко распространен в местах выращивания лука во всем мире. В природе этот ген проявляется в основном в гетерозиготном состоянии и лишь в некоторых разновидностях — в гомозиготе ms ms. Полная стерильность пыльцы у лука наблюдается только в случае идиотипа 5 ms ms. В гетерозиготном растении N Ms ms образуется нормальная фертильная пыльца. Следовательно, стерилизация пыльцы определяется не генетической конституцией гамет, а зависит от генетической конституции материнского растения. Таким образом, для лука характерно спорофитное проявление ЦМС.
Среди других культур, у которых открыта ЦМС, лук значительно выделяется тем, что восстановление фертильности пыльцы у него определяется единственным доминантным геном; кроме того, как это подчеркнуто Дьювиком, условия среды не оказывают значительного действия на степень стерильности; рецессивный ген ms не подвержен модификации.
К настоящему времени определена частота появления у лука стерилизующей цитоплазмы и рецессивного гена ms. В широко распространенной в Дании разновидности Rijnsburger хромосомный фактор ms встречается с частотой 0,95, а цитоплазматический фактор S — с частотой менее чем 0,01. Показано также, что эти частоты имеют некоторые колебания как по годам, так и по сортам.
В практике получения гибридных семян большое значение имеет полнота стерилизации пыльцы у растений лука, используемых при скрещивании в качестве материнских растений.
Мейоз и дегенерационные процессы в пыльниках. В мейозе фертильных форм лука встречаются отклонения от нормы. Самые значительные нарушения обнаружены в анафазе I и телофазе I, где в 3,54% мейотических фигур имелись отклонения от нормального деления. Ко времени формирования тетрад только 0,41% их оказались с явным нарушением — с микроклетками и микроядрами. Вероятно, в тетрадах не всегда можно обнаружить при делении результа-ты нарушений, хорошо различимых в анафазе I и телофазе I.
В мейозе стерильного лука самый высокий процент нарушений падает на анафазу I. Найдено 1,3% тетрад с микроядрами, микроклетками и пикнотическими ядрами.
В целом можно заключить, что у стерильных форм лука, хотя и формируется 1,3—6,4% тетрад с явными нарушениями деления, может образоваться достаточное количество жизнеспособной пыльцы, которая мог-ла бы обеспечить опыление, если бы не было дегенерации пыльцы на более поздних этапах развития.