厚轴茶雄性不育株花药败育的生物学特性和细胞学研究

摘要

为明确厚轴茶(Camellia crassocolumna H.T.Chang)雄性不育株花器发育形态、花药和花粉败育时期及其细胞学特征,利用体视显微镜、石蜡切片技术、染色体制片和DAPI染色法,对厚轴茶雄性不育株和可育株开花进程、花器形态、花药发育过程、花粉母细胞减数分裂及小孢子发育过程比较观察.结果显示,厚轴茶花属于完全花,花药具四室、呈蝶形,花药壁发育为基本型,绒毡层细胞具双核,于四分体时期形成分泌型细胞,单核花粉期开始降解,花粉母细胞经过减数分裂I、减数分裂II和胞质分裂后形成四面体型四分体,小孢子呈三角形,成熟花粉为二细胞型花粉.花蕾发育早期,不育株雄蕊发育正常,与可育株无明显差异.花蕾发育后期,不育株花丝弯曲,花药粘连、干瘪、褐化、坏死,不裂药.不育株减数分裂期绒毡层细胞异常增生、排列混乱,单核至双核花粉期绒毡层延迟降解.不育株花粉母细胞减数分裂过程中存在环状单价体、滞后染色体、染色体桥、染色体缺失、不均等分离、微核和多分体等异常现象.不育株小孢子胞质紊乱,单核期花粉粒相互粘附,花粉壁皱缩变形,花粉细胞质和细胞核模糊不清,成熟花粉细胞空瘪凹陷.研究结果表明,厚轴茶雄性不育花器形态属雄蕊萎缩型和花药异常型,花药发育受阻于减数分裂至单核花粉期,存在花粉母细胞败育型和单核败育型.单核花粉期是其花药败育的主要时期.花药绒毡层异常发育和延迟降解,花粉母细胞减数分裂染色体行为异常,小孢子和花粉粒发育异常可能是其花药败育的主要原因.