油茶自交不亲和性初步研究

摘要

油茶(Camelliaoleifera)是我国重要的木本食用油料树种之一，现有栽培面积约4500万亩，平均亩产茶油5.8kg，在生产上存在“花多果少、座果率低、产量低”的现象。为探明油茶低产的内在症因，本研究以油茶‘湘林XLC15'（即‘茶陵166'，母本）和‘湘林XLJ14'（即‘巨建2号'，父本）为试材，通过自花授粉和异花授粉对比试验，采用田间控制授粉与座果率调查，并结合石蜡切片、荧光显微观察和胚珠整体透明等方法，对其自交不亲和性进行了研究，主要结果如下:
　　 1.油茶开花传粉生物学研究。‘湘林XLC15'花期为10月中下旬至12月上旬，40-50天，访花昆虫主要为蜂、蝶、蚁。其新鲜花粉萌发率可达40％以上，花粉可育。对其繁育系统的研究表明其为异交型。田间授粉试验表明，不存在无融合生殖现象;异花授粉的结实率和结籽率均显著高于自花授粉，异花授粉结实率为71％，种子的败育率为46.65％，亲和指数为7.21;自花授粉结实率为32％，自交种子败育率为89.88％，亲和指数仅为0.64，存在大量的败育现象，认为油茶为自交不亲和性植物。
　　 2.油茶自交与异交亲和性的荧光显微观察。通过对油茶自交与异交的花粉管生长过程进行荧光显微观测，自交与异交花粉均能在柱头上正常萌发，但自交花粉管的生长势和生长速度均弱于异交;自交60h、异交48h花粉管能够分别生长至花柱基部，自交花粉管的平均生长速度为0.239mm/h，异交为0.303mm/h。异交花粉管能成功进入子房和胚囊，对异交15个子房、339个胚珠切片荧光的统计发现有78个胚珠中有花粉管进入胚囊，进入的比例为23％;自交花粉管除极少部分能正常进入胚囊外，自交60h后大部分发育异常，观察到花粉管生长扭曲，先端膨大等现象;对自交20个子房、412个胚珠切片荧光的统计，仅24个胚囊中有自交花粉管进入，进入的比例为5.8％。表明油茶属于后期自交不亲和性(LSI)植物。
　　 3.油茶自交与异交解剖学观测。通过胚珠整体透明和石蜡切片方法对其细胞解剖学研究表明:异交授粉子房能够正常的进行双受精作用，胚胎也能正常发育，对异交180个子房、3736个胚珠进行石蜡切片发现，双受精发生于授粉后60h至20d这段时间内，授粉后200d形成球形胚。而自交授粉组合中，仅有少部分子房能够如异交授粉一样进行正常的生长发育，其双受精过程发生于84h至35d，此后胚胎发育进程与异交在时间上相差不大，授粉后210d形成球形胚。自交大部分不能正常发育，自交后6d，可发现大量的胚囊萎缩、无胚囊、或胚囊逐渐解体、死亡等败育现象。对自交不同时间的214个子房、4242个胚珠的发育情况进行石蜡切片发现，授粉后35d，自交胚珠败育率达85％以上，此后一直维持相对稳定水平，这与田间统计的最终自交种子败育率89.88％较为一致，表明败育发生于自交35d之内，而在这段时间内，败育种子的变异范围相对较小，表明油茶存在着合子前期的后期自交不亲和现象。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 油茶概述

1．2 植物自交不亲和性研究进展

1．2．1 自交不亲和性的概念

1．2．2 自交不亲和性的分类及遗传学机制

1．2．3 后期自交不亲和机制

1．2．4 自交不亲和性的鉴定

1．3 本项研究的目的意义

1．3．1 课题来源及研究目的意义

1．3．2 技术路线

2 油茶开花传粉生物学研究

2．1 材料与方法

2．1．1 材料

2．1．2 试验地概况

2．1．3 试验方法

2．2 结果与分析

2．2．1 开花物候与花部特征观测

2．2．2 花粉质量研究

2．2．3 传粉昆虫访花行为的研究

2．2．4 花粉胚珠比(P／0)和杂交指数(OCI)测定

2．2．5 田间授粉坐果动态调查及亲和指数测定

2．2．6 果实性状与品质测定

2．3 小结与讨论

2．3．1 油茶的传粉生物学

2．3．2 油茶自交亲和性探讨

3 油茶自交与异交亲和性观察

3．1 材料与方法

3．1．1 材料

3．1．2 试验方法

3．2 结果与分析

3．2．1 自交与异交花粉管在柱头和花柱中的行为

3．2．2 自交与异交花粉管在子房中的行为

3．2．3 自交花粉管在子房中的不正常行为

3．2．4 自交与异交花粉管生长情况比较

3．3 小结与讨论

4 油茶自交与异交细胞解剖学研究

4．1 材料与方法

4．1．1 材料

4．1．2 试验方法

4．2 结果与分析

4．2．1 异交受精及早期胚胎发育观察

4．2．2 自交受精及早期胚胎发育观察

4．2．3 自交败育胚珠发育情况

4．2．4 自交与异交胚珠发育情况统计分析

4．3 小结与讨论

5 结论与创新点

5．1 结论

5．1．1 油茶开花传粉生物学研究

5．1．2 油茶自交与异交亲和性观察

5．1．3 油茶自交与异交细胞解剖学研究

5．2 创新点

参考文献

图版说明

图版标注说明

图版

攻读学位期间的主要学术成果

致谢