茄子[Solanum melongena linn.]单性结实生殖发育特性及内源激素调控研究

摘要

茄(SolanummelongenaLinn.)属双子叶植物纲(Dicolyledoneae)菊亚纲(Asteridae)茄目(Solanales)茄科(Solanaceae)茄属(Solanum)，起源于亚洲东南部热带地区，原产于印度，在其原产地至今仍有茄子的野生种和近源种。野生茄子果实小、味苦，后经过长期地栽培以及选育工作，现已培育出许多能够适应各地栽培的不同优良品种。由于栽培历史悠久，栽培区域广泛，茄子目前已经成为我国最主要的食用蔬菜之一。
　　 茄子正常开花的实用温度是20℃，而其花粉萌发、花粉管伸长的最低界限是15～17℃，15℃以下则完全不萌发。单性结实现象作为一种特殊的性状，可以在较低温度下避免落花落果现象，并发育形成无籽果实，对育种工作中选育耐低温、适合早春露地栽培的品种具有非常重要的意义，近年来受到了越来越多研究者的关注。所取得的研究成果涵盖了资源筛选，特性鉴定，激素、酶、蛋白以及多糖的生理测定，遗传机制，分子标记，相关基因克隆和转基因等方面，但在单性结实雌性器官的发育特异性方面的研究还鲜有报道。
　　 本研究旨在通过对显微切片的制作观察和花器官各部位不同激素的测定结果进行对比分析，探索茄子单性结实过程中的组织形态学变化特性和花器官不同部位内源激素相互调控对单性结实生殖发育特性的影响，从而为丰富单性结实的发生机理研究以及生化诱导单性结实提供一定的理论依据，也为加速茄子单性结实的品种选育提供可行的参考，主要研究结果如下:
　　 1、茄子胚胎发育的切片图像观察及分析
　　 运用石蜡切片的方法，对不同处理后单性结实和非单性结实茄子的胚胎发育过程进行观察，通过图像比较分析，发现茄子单性结实品种的胚胎发育与典型的茄型胚胎发育方式存在明显的差别，持续时间长，但能够完成正常发育，表现在:适宜温度下，单性结实品种比非单性结实品种较晚完成授粉受精过程。单性结实品种去柱头后1d，单核胚囊中的核和卵器液化解体;去柱头后3d，初生胚乳核分裂异常;去柱头后6d，胚乳退化，以致合子不能分裂或分裂延迟;去柱头后10d，胚囊出现萎缩退化的现象。在较低温度下，无论人工授粉还是去柱头的单性结实，胚胎的发育情况与适温下去柱头的单性结实品种基本一致，而两种处理的非单性结实品种，在处理后2-4d花蕾陆续脱落。表明低温不是单性结实胚胎发育异常的必要条件，但会诱导非单性结实品种胚柄离层细胞的形成，最终导致落花落果现象的出现。
　　 2、花粉管萌发与伸长过程的观察与分析
　　 采用石蜡切片和花粉管水溶性苯胺蓝染色的方法，对单性结实和非单性结实品种不同温度条件下的授粉受精过程进行观察。结果表明，茄子的花柱类型为开放型花柱，花柱结构中具有较宽的花柱道，在花柱道的周围是一层特化的内表皮细胞，花粉管沿花柱道表面生长。在茄子的授粉受精过程中，适宜温度下，单性结实品种柱头具有花粉萌发的必要条件，人工授粉的单性结实和非单性结实相比，花粉在柱头上的萌发时间基本一致，但花粉管在花柱组织中的伸长时间相对要长，花粉管前端到达珠孔的时间相对较晚，雌性器官可以完成双受精作用正常结实。10月份的低温条件下单性结实和非单性结实的品种在人工授粉后，两个品种柱头上的花粉虽然有萌发现象，但观察发现花粉管伸长到未及花柱长度一半时就开始出现解体的不连续状态。可见茄子的兼性单性结实特性是由低温条件下花粉管在花柱组织内伸长异常受阻导致，与雌性器官的结构没有必然的关联。
　　 3、花器官不同部位内源激素含量变化的测定及分析
　　 运用酶联免疫吸附法(ELISA)，对授粉和去柱头处理的单性结实及非单性结实品种的子房（幼果）和花柄中IAA、ZR、ABA、GA3的含量进行测定，数据分析表明，授粉处理的单性结实品种与去柱头处理的单性结实品种相比，子房（幼果）内四种激素的变化趋势基本一致，但含量都要略高一些。授粉或去柱头处理对单性结实品种子房（幼果）内源激素的含量影响不明显，对非单性结实影响明显。非单性结实品种在去柱头处理后，ABA/IAA+ZR+GA3＞1即生长抑制物质对其花的发育起到主要作用;而授粉和去柱头处理的单性结实以及授粉的非单性结实品种，ABA/IAA+ZR+GA3＜1即生长促进物质对其生长发育起到主要作用。相同处理的单性结实品种子房（幼果）中IAA、ZR、GA3的含量均高于非单性结实品种，而ABA的含量不同基因型之间表现差异。去柱头的非单性结实花柄中，表现出激素积累的现象，特别是在去柱头处理后4-6d富含极高的ABA含量，从而促进这个时期花柄离层细胞的活动与分化，最终导致茄子的落花落果现象的发生。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 植物的单性结实

1．1．1 影响单性结实的内因

1．1．2 影响单性结实性状的外因

1．1．3 茄子的单性结实

1．2 胚胎显微结构

1．2．1 双受精作用

1．2．2 雌性生殖器官的形态发生与发育

1．3 花柄离层细胞与落花落果

1．3．1 花器脱落的组织和细胞形态学研究

1．3．2 内源激素对落花落果的影响

第二章 引言

第三章 茄子胚胎发育过程的观察

3．1 实验材料

3．1．1 材料来源

3．1．2 材料的生长条件

3．1．3 材料的处理

3．1．4 取材时四种茄子花蕾外观对比

3．2 取材方法

3．3 实验试剂

3．4 常规方法介绍

3．4．1 石蜡切片改良技术流程

3．4．2 图片的处理方法

3．5 结果与分析

3．5．1 适温条件下单性结实与非单性结实茄子胚胎发育的比较

3．5．2 低温条件下单性结实与非单性结实茄子发育的比较

3．6 小结

第四章 低温对茄子单性结实形成的作用

4．1 实验材料

4．1．1 材料的来源

4．1．2 材料的生长条件

4．1．3 材料的处理

4．1．4 取材方法

4．1．5 主要实验试剂及仪器

4．2 实验方法

4．2．1 花粉管伸长的水溶性苯胺蓝染色

4．2．2 花柱离体授粉后花粉管的生长

4．2．3 分析方法

4．3 结果与分析

4．3．1 花柱结构横切面的观察

4．3．2 适温下四个茄子品种授粉后花粉管伸长的比较

4．3．3 低温下四种茄子品种授粉后花粉管伸长的比较

4．3．4 单性结实花柱离体授粉后花粉管伸长的观察

4．4 小结

第五章 花器官不同部位内源激素的免疫定量分析

5．1 实验材料

5．1．1 材料的来源

5．1．2 材料的生长条件

5．1．3 材料的处理

5．1．4 取材方法

5．1．5 主要实验试剂与仪器

5．2 实验方法

5．2．1 激素的提取

5．2．2 样品的测定

5．2．3 结果计算

5．2．4 数据分析

5．3 结果与分析

5．3．1 子房(幼果)中IAA含量的变化

5．3．2 子房(幼果)中ABA含量的变化

5．3．3 子房(幼果)中GA3含量的变化

5．3．4 子房(幼果)中ZR含量的变化

5．3．5 子房(幼果)中激素平衡与单性结实

5．3．6 花柄中激素含量的变化与落花落果

5．4 小结

第六章 讨论

第七章 结论

参考文献

图版

附录

英文缩略表

致谢

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