天然三倍体枇杷小孢子母细胞减数分裂研究

摘要

本研究选取从三个国内主栽枇杷品种中实生筛选出的四个天然三倍体枇杷株系(D425(金丰)、D327(金丰)、A313(大五星)、E39(早红3号))，采用去壁低渗——火焰干燥法进行减数分裂染色体制片，对小孢子母细胞减数分裂过程进行了观察，主要分析了枇杷小孢子母细胞减数分裂发育时期与花蕾横径大小、花药颜色的相关性，各株系终变期染色体构型、染色体分离情况及减数分裂过程中的异常现象，并分别对这四个大然三倍体枇杷株系所含染色体组的同源性进行了推测，主要结果如下： 1、枇杷花粉母细胞减数分裂方式同大多数双子叶植物一样，为同时型，减数分裂过程基本同步，雄配子各发育时期与花蕾的横径大小、花药颜色存在一定的相关性，表现为：花蕾横径为4.2mm～5.6mm时，小孢子母细胞处于减数分裂时期，随着减数分裂的进行，花颜色由白色逐渐变为乳白色、浅黄色、黄色及褐黄色。不同的株系之间，花蕾横径大小与花粉母细胞发育时期的关系差异不显著。 2、D425株系小孢子母细胞终变期染色体构型以三价体、二价体和单价体为主，存在少数的四价体、五价体和六价体。主要构型有17Ⅲ、13Ⅲ+2Ⅱ+4Ⅰ+1Ⅳ、12Ⅲ+2Ⅱ+6`+Ⅳ、14Ⅲ+3Ⅲ+3Ⅰ、10Ⅲ+7Ⅱ+7Ⅰ、10Ⅲ+3Ⅱ+5Ⅰ+1Ⅳ+1Ⅵ、13Ⅲ+2Ⅱ+4Ⅰ+1Ⅳ等，平均构型为10.85Ⅲ+4.37Ⅱ+4.81Ⅰ+0.59Ⅳ+0.37Ⅴ+0.13Ⅵ。三价体约占价体总数的51.39％，单个细胞中最少含有10个三价体，最多则全部形成17个三价体。其次是二价体和单价体，分别占20.68％和22.77％。所含染色体组之间具有较高的同源性，因此，推断此株系可能是天然同源三倍体。 3、D327株系小孢子母细胞终变期染色体构型以三价体、二价体和单价体为主，存在少数的四价体、五价体和六价体。主要有14Ⅲ+3Ⅱ+3Ⅰ、17Ⅱ+17Ⅰ、9Ⅲ+8Ⅱ+8Ⅰ、17Ⅲ、12Ⅲ+5Ⅱ+5Ⅰ、12Ⅲ+5Ⅱ+1Ⅰ+1Ⅳ、14Ⅲ-1Ⅱ+1Ⅰ+1Ⅵ、14Ⅲ+2Ⅱ+1Ⅰ+1Ⅴ、13Ⅲ+2Ⅱ+4Ⅰ+1Ⅴ等几种构型，其平均构型为9.06Ⅲ+6.63Ⅱ+6.16Ⅰ+0.44Ⅳ+0.14Ⅴ+0.11Ⅵ。三价体约占价体总数的52.98％，单个细胞中含有三价体的变幅为7～17个；二价体和单价体分别占价体总数的22.41％和21.33％。与D425株系相似，D327可能是天然同源三倍体。 4、A313株系小孢子母细胞终变期染色体构型以三价体、二价体和单价体为主，存在少数的四价体、五价体和六价体。主要有17Ⅲ、13Ⅲ+13Ⅱ+2Ⅰ+1Ⅳ、14Ⅲ+1Ⅱ+3Ⅰ+1Ⅳ、14Ⅲ+3Ⅱ+3Ⅰ、10Ⅲ+7Ⅱ+7Ⅰ、11ⅢI+1Ⅱ+1Ⅰ+lⅣ+1Ⅴ+1Ⅵ、11Ⅲ+2Ⅱ十2Ⅰ+3Ⅳ等几种构型，其平均构型为10.30Ⅲ+5.43Ⅱ+2.76Ⅰ+0.91Ⅳ+0.41Ⅴ+0.09Ⅵ。单个细胞中最少含有3个三价体，最多则全部形成17个三价体。二价体和单价体分别占价体总数的28.1％和27.65％，二价体和单价体总共占了价体总数的55.82％，而三价体构型仅仅占了价体总数的40.75％，说明该株系所含有的三个染色体组之间的同源性较低，该株系可能是天然同源异源三倍体。 5、E39株系小孢子母细胞终变期染色体构型以三价体为主，约占价体总数的81.68％，只形成少数的二价体、单价体、四价体和六价体。主要构型有17Ⅲ、16Ⅲ+1Ⅱ+1Ⅰ、15Ⅲ+2Ⅱ+2Ⅰ、14Ⅲ+3Ⅱ+3Ⅰ、2Ⅳ+14Ⅲ+1Ⅰ、3Ⅳ+13Ⅲ、2Ⅳ+13Ⅲ+2 Ⅱ、1Ⅵ+13Ⅲ+2 Ⅱ+2 Ⅰ和1Ⅵ+2Ⅳ+12Ⅲ+1Ⅰ等，其平均构型为13.97Ⅲ+6.63Ⅱ+6.63Ⅰ+0.12Ⅳ+0.06Ⅵ。单个细胞中最少含有12个三价体，最多则全部形成17个三价体。二价体和单价体分别占6.57％和6.57％。较多的三价体构型说明了该株系所含有的三个染色体组之间具有很高的同源性，据此推断该株系是一天然同源三倍体。 6、本研究观察的四个天然三倍体枇杷株系的减数分裂过程中都存在异常现象，包括了中期1落后染色体，后期Ⅰ落后染色体和染色体单桥，染色体不均等分离，微核仁，末期Ⅰ落后染色体，中期Ⅱ平行纺锤体，后期Ⅱ落后染色体，染色体不均等分离形成三分体等。减数分裂中的异常常导致同源三倍体批杞育性下降。 本文对三倍体枇杷四株系减数分裂过程进行了观察与分析，推测了各株系所含染色体组间的同源性，为三倍体无籽枇杷育种提供理论支持。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章文献综述

1.1减数分裂的定义、类型、过程及意义

1.1.1减数分裂的定义及类型

1.1.2减数分裂的过程及意义

1.2减数分裂的研究进展

1.2.1减数分裂研究简史

1.2.2减数分裂染色体配对研究

1.2.3减数分裂异常行为与花粉育性

1.2.4减数分裂机制的研究

1.2.5减数分裂过程异常与未减数配子的形成

1.3减数分裂研究在果树中的应用

1.4三倍体研究进展

1.4.1三倍体的概念

1.4.2三倍体的形成与遗传特点

1.4.3天然三倍体产生的途径

1.4.4人工获得三倍体的方法

1.4.5植物多倍体的特征特性

1.4.6植物三倍体的鉴定

1.4.7三倍体的应用

1.4.8三倍体在农业上的应用

1.5植物多倍体的减数分裂研究

第2章引言

第3章枇杷小孢子母细胞减数分裂研究

3.1试验材料

3.2小孢子母细胞减数分裂制片

3.3结果与分析

3.3.1天然三倍体枇杷花蕾横径大小与花粉母细胞发育时期的关系

3.3.2三倍体枇杷小孢子母细胞减数分裂过程

3.3.3三倍体枇杷减数分裂过程中的异常现象

3.3.4四个天然三倍体枇杷株系终交期染色体构型及价体频率比较

3.3.5四个三倍体株系的类型推测

3.4讨论

3.4.1枇杷小孢子母细胞减数分裂观察的制片方法

3.4.2材料的获取

3.4.3天然三倍体枇杷的减数分裂过程

3.4.4天然三倍体枇杷的育性

第四章结论

参考文献

图版

致谢

在校期间参与的课题

在校期间发表的论文