茄子功能性雄性不育的细胞学及内源激素变化研究

摘要

雄性不育(male sterility)是自然界中广泛存在的一种现象。它在农作物的杂种优势利用上具有显著的作用，茄子在生产上获得F1代种子仍然是采用传统的人工去雄方法，而利用雄性不育系生产杂交一代种子可以简化繁琐的育种程序，保证种子的纯度，因而在生产上引起育种学家的大力关注。人们对于雄性不育的机制已进行了大量的研究，认为植物器官的物质代谢、细胞结构异常、体内激素的变化及基因的改变都与雄性不育的发生有关。茄子由于其较高的营养价值及保健价值，已经成为人们生活中不可或缺的蔬菜之一。然而，相比于其他作物而言，对于茄子雄性不育的研究相对较少，主要集中在对其生理生化特性的研究，关于花药发育过程中组织细胞结构和功能的研究还相对甚少。
　　本研究以茄子功能性雄性不育系(F13-1-7和F16-5-6)及可育系(142)为试验材料，通过石蜡切片技术对茄子不育系及可育系花药不同发育时期的细胞学特征进行观察并通过酶联免疫技术测定不同花蕾发育时期内内源激素的变化情况进行了研究。通过对细胞学及内源激素的比较分析来探讨茄子功能性雄性不育的可能原因，以期为茄子雄性不育的机理研究提供一定的理论基础，也为加速茄子育种提供可行的理论参考。主要结果如下:
　　1、通过对茄子功能性雄性不育系及可育系进行形态学观察及花粉活力鉴定，发现茄子功能性雄性不育系的花粉活力与可育系的相近，只是在开花期其花药紧闭不开裂，花药口呈现一道紫线。
　　2、石蜡切片显微观察表明:茄子功能性雄性不育花药中环形细胞簇的解体时期相比可育系要晚两个发育时期，且解体程度不如可育系;开花当天，可育株中裂口细胞及内绒毡层细胞死亡并解体，而不育株中未发生此种现象。推测花药中环形细胞簇的解体时期及解体程度可能与茄子功能性雄性不育的发生有关，并认为解体轻微不利于花药开裂;开花当天裂口细胞的凋亡也可能与茄子功能性雄性不育有关。
　　3、在花蕾发育整个过程中，不育株(F13-1-7和F16-5-6)与可育株(142)中四种激素的变化趋势基本一致，但含量存在一定的差异。不育株(F13-1-7和F16-5-6)中JA含量均低于可育株，IAA含量高于可育株，且在花蕾发育时期⑦，即萼裂基部之差为8～10mm，有大量累积的现象，GA3与ZR在花蕾发育前期，含量差别不大，花蕾发育后期，出现累积的现象，GA3在花蕾发育时期⑥，即萼裂基部之差为6～8mm，大量累积，ZR在花蕾发育时期⑧，即萼裂基部之差＞10mm时少量累积。本研究认为JA的缺乏，IAA，GA3的大量累积都可能是影响花药开裂的因素;ZR的少量累积也可能参与了雄性不育的发生过程。
　　4、在茄子花蕾发育过程中，不育株(F13-1-7和F16-5-6)与可育株的花蕾中IAA/JA、JA/GA3、变化趋势基本一致，但比值差异明显;JA/ZR变化趋势基本一致，比值差异也不显著。认为较高的IAA/JA、(IAA+GA3+ZR)/JA，较低的JA/GA3、JA/ZR可能与茄子功能性雄性不育的发生有关。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 植物雄性不育研究进展

1．1．1 雄性不育的细胞学研究

1．1．2 雄性不育的生理生化研究

1．1．3 雄性不育的分子生物学研究

1．2 茄子雄性不育研究进展

1．2．1 茄子雄性不育遗传特性的研究

1．2．2 茄子雄性不育生理特征的研究

1．2．3 茄子雄性不育的基因工程研究

1．3 花药开裂的相关机理

1．3．1 花药发育及开裂的过程

1．3．2 花药开裂的组织细胞学研究

1．3．3 花药壁的脱水及酶解与花药开裂的研究

1．3．4 植物激素参与花药开裂研究

1．3．5 转录因子与花药开裂

第二章 引言

第三章 实验材料及方法

3．1 材料

3．2 研究内容与方法

3．2．1 不育系与可育系植株的形态学观察与比较

3．2．2 花粉活力的测定

3．2．3 花蕾的分级

3．2．4 石蜡切片法观察花药的细胞学特征

3．2．5 花蕾内源激素含量的测定

第四章 结果与分析

4．1 茄子功能性雄性不育系与可育系植物的形态学比较

4．2 花粉活力的测定

4．3 茄子功能性雄性不育系与可育系的细胞学特征

4．4 茄子功能性雄性不育系内源激素含量的动态变化分析

4．4．1 花蕾中JA含量的动态变化

4．4．2 花蕾中IAA含量的动态变化

4．4．3 花蕾中GA3含量的动态变化

4．4．4 花蕾中ZR含量的动态变化

4．5 茄子功能性雄性不育系与可育系内源激素之间的平衡关系

4．5．1 花蕾中IAA与JA的比值变化

4．5．2 花蕾中JA与GA3的比值变化

4．5．3 花蕾中JA与ZR的比值变化

4．5．4 花蕾中(IAA+GA3+ZR)／JA的比值变化

第五章 讨论

5．1 茄子功能性雄性不育系与可育系的组织细胞学差异

5．2 内源激素含量与功能性雄性不育的关系

5．3 内源激素间比值与功能性雄性不育的关系

第六章 结论

参考文献

附录 实验所用试剂的配制

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致谢

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