早生黄金梨授粉、受精生物学研究

摘要

植物的授粉受精生物学特性对其栽培和育种具有重大影响。以砂梨优良新品种‘早生黄金’梨为材料,运用田间观察、授粉试验、石蜡切片解剖和荧光显微观察等方法,对其开花物候期、花粉与授粉受精的关系、授粉品种的选择、授粉期和有性生殖过程等方面进行系统观察研究,得出如下主要结果:
　　 1.‘早生黄金’梨自花授粉的座果率为0,表现出强自交不亲和性。异花授粉组合中除‘新世纪’出现异交不亲和外(座果率为0),其余授粉组合花序座果率及单花座果率分别为74％～100％和56％～89％,比自然授粉有明显提高。综合筛选确定最佳授粉品种为‘黄花’,其次为‘丰水’。
　　 2.‘早生黄金’的花粉量为5650粒/花药；在授粉品种中以‘黄花’最高,达到9730粒/花药,‘新高’最低,仅为656粒/花药,其余品种在5000～8160粒/花药之间。
　　 3.‘早生黄金’的花粉活力为77.2％,萌发率为56.6％,花粉育性较强,可作其它梨品种的授粉品种。在7个授粉试验品种中,除‘新高’的花粉活力和萌发率分别为20.4％和15.0％较低外,其余6个品种的活力和萌发率都较高,花粉活力为64.3％～85.6％,萌发率为50.2％～70.2％之间。根据不同时期花粉的萌发率情况,确定‘早生黄金’梨的最佳采粉期为开花前1天和开花当天。
　　 4.结合柱头的有效期观察和对不同时期雌蕊授粉后座果率的结果,认为‘早生黄金’梨的有效授粉期为开花前2天至开花第4天,共6天；最佳授粉期为开花前2天至开花第2天,共4天。
　　 5.‘早生黄金’梨花药4室；药壁发育属双子叶型；腺质绒毡层；小孢子母细胞减数分裂为同时型,四分体排列多为正四面体,极少数左右对称型；开花前7～9天花粉成熟,成熟花粉为2-细胞型。雌蕊子房为5心皮5室,每室有胚珠2个；大孢子母细胞减数分裂形成的4个大孢子呈直线排列,其中合点端的大孢子具功能,经过3次有丝分裂后,于开花当天形成成熟八核胚囊,胚囊发育属蓼型。在发育过程中,不仅小孢子发生和雄配子体形成与大孢子发生和雌配子体形成之间有比较稳定的对应关系,而且它们与花芽、花形态特征之间也有着相对稳定的关系,可以通过雌雄蕊的外部形态观察来推测内部发育进程。
　　 6.自花授粉(‘早生黄金’ב早生黄金’)和异花授粉(‘早生黄金’ב黄花’)的花粉均能在柱头上萌发,但自花和异花的授粉受精过程存在明显差异,自花花粉在授粉后2h开始萌发,8h花粉管生长至离柱头约1/3处停止生长,顶端膨大呈球形,表现出自交不亲和性；异花花粉在授粉后1h开始部分萌发,8h花粉管生长至花柱中部,24h到达花柱基部并进入子房,48h进入胚囊,72h完成双受精过程。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 开花生物学

1.1.1 花芽分化

1.1.2 梨的开花物候学

1.1.3 梨属的孢粉学研究

1.2 授粉生物学

1.2.1 花粉发育对授粉效果的影响

1.2.2 雌蕊发育对授粉效果的影响

1.2.3 自交不亲和性

1.3 胚胎学研究

1.3.1 性细胞的发育

1.3.2 花粉萌发及花粉管生长

1.3.3 双受精过程

1.3.4 胚和胚乳的发育

1.4 研究的背景、目的意义和技术路线

1.4.1 课题来源及研究的背景

1.4.2 本研究的目的意义

1.4.3 技术路线

2 材料和方法

2.1 试验概况

2.2 花粉的采集

2.3 去雄与授粉

2.4 开花物候期观察

2.5 花粉量的测定

2.6 花粉活力测试

2.7 花粉萌发率测试

2.8 不同授粉品种对‘早生黄金’梨授粉后坐果的影响

2.9 不同发育程度花粉萌发力测试

2.10 柱头有效期的观察

2.11 雌蕊发育程度对‘早生黄金’梨坐果的影响

2.12 有性生殖过程的组织解剖学观察

2.13 花粉萌发及花粉管生长的荧光观察

2.14 图片放大倍数的计算

3 授粉生物学

3.1 ‘早生黄金’梨及其授粉品种的开花物候期

3.2 ‘早生黄金’梨及其授粉品种花粉的数量、活力及萌发率测定

3.2.1 各品种花粉数量的比较

3.2.2 各品种花粉活力和萌发率的比较

3.3 不同授粉品种对‘早生黄金’梨授粉后座果率的影响

3.4 花粉发育程度与花粉萌发率之间的关系

3.5 ‘早生黄金’梨授粉期的研究

3.5.1 柱头有效期的观察

3.5.2 雌蕊发育程度对‘早生黄金’梨坐果的影响

3.6 讨论

3.6.1 花粉量

3.6.2 授粉品种的选择

3.6.3 异交不亲和现象

3.6.4 花粉萌发率与座果率之间的关系

4 受精生物学

4.1 大小孢子发生和雌雄配子体发育的解剖学观察

4.1.1 小孢子发生和雄配子体发育

4.1.2 大孢子发生及雌配子体发育

4.2 雌雄蕊发育与外部形态的相关性

4.3 花粉萌发及花粉管生长过程的荧光观察

4.3.1 异花花粉萌发和花粉管生长的动态变化

4.3.2 自花和异花花粉管生长的比较

4.3.3 异花花粉管不同时间段平均生长速度的比较

4.4 双受精过程及胚的发育

4.5 分析与讨论

4.5.1 绒毡层的作用

4.5.2 雌雄异熟现象

4.5.3 雌雄蕊发育与外部形态的相关性

4.5.4 不同授粉方式花粉管的生长特性

4.5.5 完成双受精的时间

5 结论与创新点

5.1 本研究的结论

5.2 本研究的创新点

参考文献

图版说明

图版

附录 A

致谢

攻读学位期间的主要学术成果