大白菜花粉壁蛋白和柱头表膜蛋白与自交不亲和的关系

以6个纯合S基因型(SaSa,SdSd,SfSf, SgSg,SiSi,SjSj)和1个杂合S基因型(SgSi)的大白菜自交不亲和株系为材料,提取花粉壁蛋白和柱头表膜蛋白。用花粉壁蛋白处理相同S基因型的柱头,可诱导乳突细胞的胼胝质反应:处理不同S基因型的柱头,可“蒙导”自交亲和。经SiSi柱头表膜蛋白处理过的SiSi花粉,授于花期的SjSj和SaSa以及蕾期的SiSi柱头上,原来的亲和性消失。显然,花粉壁蛋白和柱头表膜蛋白分别是花粉侧和柱头侧不亲和反应的识别物质。用等电聚焦法分析花粉壁蛋白和柱头表膜蛋白中的糖蛋白,结果表明,其等电点因S基因不同而特异。由此进一步推测,花粉壁蛋白和柱头表膜蛋白中的识别物质为S基因特异糖蛋白。     

等电聚焦电泳法测定甘蓝自交不亲和性

采用等电聚焦电泳法对１０个甘蓝自交不亲和系、５个亲和系的柱头、花粉蛋白质谱带进行了分析。对比自交不亲和系开花前２～３ｄ的柱头与成熟柱头,发现各试材在等电点为８．３～８．５的区域内有一条特异带,该带在成熟柱头中清晰可见,在开花前２～３ｄ的柱头中没有或较弱。据此特征推断该带即为Ｓ蛋白质特征谱带。以双蒸水和巯基乙醇作为提取液处理花粉,均未发现自交不亲和系共有的特征带。     

砂梨不同S基因型异花授粉和蕾期自花授粉试验

绝大多数梨品种自花授粉结实率极低,有的甚至不结实,这种现象叫自交不亲和。当不同品种异花授粉时,自交不亲和基因型相同也会出现结实率低或不结实,这种现象在遗传学上也归属于自交不亲和现象[1-4]。自交不亲和性的本质是成熟雌蕊分泌的一种RNase抑制其相同S基因型花粉在柱头上萌发后的继续生长,造成授粉、受精受阻[1-2]。因此,梨属植物生产上为提高产量、品质和效益,配置授粉品种是常用而有效的栽培措施之一。日本已对梨自交不亲和现象进行了广泛深入的研究[1-2,5-11]。在蕾期这种RNase基因的表达量较少,其雌蕊抑制花粉在柱头上继续生长…     

用花粉提取液克服大白菜自交不亲和性研究

用花粉提取液涂抹大白菜自交和不亲和系的柱头，自交不亲和系的每 花结子数与不进行处理的花期自交相比，存在显差异；并且用提取液Ⅰ处理的自交不亲和系的结实能力与用３％ＮａＣｌ喷花自理伯自交不亲和系的结存在差异。     

沙田柚自交和异交亲和性观察

用荧光显微镜和扫描电镜对沙田柚（Ｃｉｔｒｕｓｇｒａｎｄｉｓｖａｒ．ｓｈａｔｉｎｙｕＨｏｒｔ．）自交和异交亲和性进行了观察。沙田柚自、异交授粉后，花粉管通过柱头乳突细胞间隙进入柱头，先是在柱头区沿细胞间隙生长，长到花柱区后，一直沿花柱道内缘通道细胞长入子房。当花粉管伸长到花柱１／４～１／２时，自异交的花粉管生长速度和管壁胼胝质积累出现差异，自交花粉管在花柱１／２左右处停止生长，异交花粉管正常进入胚囊受精。花柱切面自交授粉管能萌发，但不能进入花柱道。花柱切面异交授粉和胎座授粉，花粉管均能进入胚囊，进行受精。柱头分泌液和柱头匀浆提取液进行花粉离体萌发，花粉能正常萌发和生长。实验结果表明，沙田柚自交不亲和识别和阻抑部位在花柱，属配子体不亲和型。     

十字花科蔬菜的自交不亲和性

十字花科蔬菜的杂种优势十分明显，利用自交不亲和系制种是简化制种的主要途径。研究自交不亲和性的文献非常丰富，本文试图对十字花科蔬菜自交不亲和性的遗传规律、生理机制及其克服途径作一综述。 遗传规律 所谓自交不亲和就是植株开花时用同株或同一纯合自交系的花粉授粉不易结籽或结籽很少的现象。Ｋａｋｉｚａｋｉ（１９３０）认为十字花科植物自交不亲和性属于配子体型体系，即亲和与否取决于花粉本身所带的Ｓ基因是否和雌蕊所带的Ｓ基因相同。但Ｂａｔｅｍａｎ（１９５４）等多数学者认为属于孢子体型体系，即亲和与否不取决于花粉本…     

甘蓝自交不亲和系、自交系花粉、柱头蛋白质的等电聚焦电泳和游离氨基酸分析

结球甘兰(Brassica oleracea L. var. capitata)自交不亲和系的测定,通常是用田间自交法来进行,这种方法费工费时。自建立了用水溶性苯胺蓝显示花柱中花粉管的技术后,又逐渐发展了利用荧光染色法快速测定自交不亲和性的方法。此法根据柱头上花粉萌发的数量确定不亲和程度,尚欠精确。研究表明,孢子体自交不亲和系统的花粉与柱头的识别机制是由S等位基因编码的S蛋白质决定的。美、英、日等国已先后分离鉴定出了这类S蛋白质。本试验旨在通过对甘蓝自交不亲和系及自交系花粉、柱头的蛋白质和氨基酸组分的分析,探讨利用蛋白质特性来快速测定植物孢子体型自交不亲和性的可能性。 材料与方法 试材采用西南农大园艺系蔬菜育种教研室选育的甘蓝自交不亲和系‘二乌叶86057’、‘北黑大86035’,二系统均是多代自交、高度稳定的自交不亲和系,1983年以来田间自交亲和指数均接近于0;自交系‘虹桥86047’,该材料也为多代自交,但亲和性稳定,1986年田间自交亲和指数达13.06。 等电聚焦电泳和氨基酸分析均测试“花粉”(P)、“柱头”(S)和“受粉后柱头”( P S)三项。花粉:取自开花前套袋隔离的花枝;枝头:隔离袋内,开花前1-2天彻底去雄,     

自交不亲和甘蓝亲和花粉授粉早期差异蛋白质分析

 为从蛋白质的角度揭示自交不亲和甘蓝亲和授粉早期花粉与柱头相互作用,将蛋白质组学方法应用于自交不亲和性甘蓝柱头与亲和花粉互作早期差异蛋白质的研究。结果表明,亲和授粉后3 ~ 5 min与1 h对比,有116个差异蛋白质点,而授粉后1 h与2 h差异不显著。按照特异表达与变化量大的蛋白质点优先原则,初步选取差异点中71个点做质谱分析,鉴定出31个可信差异蛋白质。与亲和授粉后3 ~ 5 min组相比,1 h组中特异表达蛋白质有19个,上调表达9个,下调表达3个。31种蛋白质的生物信息学分析表明,有两种蛋白与前人发现的与花粉管在柱头中生长发育相关蛋白相同,其他29种参与包括胁迫与防御应答在内多种生理过程。对早期差异蛋白中这种“既有促进花粉管发育的蛋白,也有与防御相关蛋白”现象分析表明,花粉管生长性侵入柱头的过程有可能伴随着柱头抗性的提高。     

西番莲自交和异交的花粉管荧光显微观察及授粉亲和性分析

【目的】通过比较不同西番莲品种（系）自交和异交授粉后花粉萌发及花粉管生长差异和授粉亲和性的强弱，阐明不同亲和性类型的花粉管生长行为，为西番莲授粉及杂交育种提供参考。【方法】以主栽品种台农1号（TN）和编号为H2、MB、H6、ZS的西番莲品系为试验材料，试验共设置4个自交授粉组合，分别为TN、H2、MB、H6自交，以及6个异交授粉组合，分别为H6×MB、H6×TN、MB×H6、MB×TN、ZS×MB、ZS×H6，分别对授粉后0.5～24 h的花粉管进行荧光显微观察并计算授粉亲和性指数，同时对雌蕊进行解剖观察，并统计H6×MB等4个组合的坐果率。【结果】（1）西番莲雌蕊柱头上密布乳突，花粉管穿过柱头乳突细胞间隙进入柱头引导组织，引导组织呈漏斗形，从柱头延伸至花柱基部。（2）具有亲和性的西番莲自交和异交组合的花粉粒附着在柱头后，萌发出花粉管进入柱头乳突，之后经过柱头和花柱引导组织，于授粉后18～24 h进入胚珠；而具有不亲和性的西番莲自交和异交组合的花粉粒可以附着在柱头上并萌发出花粉管，但花粉管出现末端膨大变粗的畸形形态，不能正常伸长，最终只能停留在柱头乳突中，表现出孢子体不亲和类型的特征。...     

桃早花种类雌雄配子体发育特性的研究

桃一些早花种类雌雄配子体发育具有特殊性。甘肃桃（ＰｒｕｎｕｓｋａｎｓｕｅｎｓｉｓＲｅｈｄ．）、山桃（Ｐ．ｄａｖｉｄｉａｎａＦｒａｎｃｈｅｔ）和白碧桃（Ｐ．ｐｅｒｓｉｃａＢａｔｓｃｈ．ｆ．ａｌｂａ－ｐｌｅｎａＳｃｈｎｅｉｄ）花粉发育远远早于栽培桃（Ｐ．ｐｅｒｓｉｃａＳｉｅｂ．ｅｔＺｕｃｃ．），冬季已经形成花粉粒，栽培桃春季才形成花粉粒。桃与山桃的杂种后代花粉发育与山桃相似，而且深冬寒冷条件下仍能发育。山桃雌雄配子体的发育不同步。山桃雌配子体发育既早于栽培桃又表现各发育时期持续的时间较栽培桃长，二者雌配子体发育上最大的区别是，山桃冬前形成胚珠原基而后越冬，而栽培桃以子房阶段越冬，春季才形成胚珠原基。     

甘蓝自交不亲和相关转录因子BosiPA1 蛋白基因的克隆与表达分析

 通过自交不亲和甘蓝‘A1’自花授粉1 h 和未授粉柱头蛋白质表达谱的对比,鉴定出1 个受 自花授粉诱导上调表达的蛋白,通过PCR 技术获取了其编码序列,命名为BosiPA1 蛋白,其基因全长为 3 730 bp,具有1 个1 092 bp 的完整编码框（KF314579）。BosiPA1 由6 个外显子、5 个内含子组成,编码 363 个氨基酸。序列分析表明BosiPA1 蛋白具有典型的basic helix-loop-helix（bHLH）功能域,在SCR、SRK、 Exo70A1 基因的ATG 上游启动子序列中存在可以被bHLH 功能区识别并结合的E-box（CANNTG）序列。 在分子进化上甘蓝BosiPA1与AtbHLH128 距离最近,与AtHEC1/2/3 和TgGBOF-1 处在同一个分支。RT-PCR 检测表明甘蓝BosiPA1 基因在花瓣、萼片、花粉、柱头和叶片中均有表达;荧光定量PCR 分析表明BosiPA1 基因在自花授粉10 min、30 min、1 h 的柱头中呈逐渐上升趋势。上述结果说明BosiPA1 与bHLH 的进化 分支较早,可能是一个参与甘蓝多器官发育的自交不亲和相关的转录因子。     

槲皮素对甘蓝自交不亲和性及SRK活性的影响

 对甘蓝自交不亲和系‘022E1’, ‘022A1’, ‘02259’开花前两周的花蕾进行不同浓度的槲皮素处理, 开花后自交。与花期对照相比, 3个自交不亲和系的亲和指数差异达到显著性水平, 其中以1 500 μmol·L ^{- 1}槲皮素溶液处理效果最佳, 在022E1系中其亲和指数由原来的0.03增至4.35, 完全转化为了自交亲和系。采集开花前1 d的花蕾切取柱头进行SRK活性测定, 结果表明, 槲皮素处理后可显著抑制甘蓝自交不亲和系柱头中SRK活性, 从而阻止了自交不亲和性的信号传导, 达到了克服甘蓝自交不亲和性的目的。     

肋柱花开花动态及繁育系统的研究

以肋柱花[Lomatogonium rotatum（L.）Fries ex Nym.]为材料,通过野外定点观察其花器官形态特征、开花动态和传粉昆虫,并采用花粉活力、柱头可授粉性、花粉/胚珠比（P/O）与杂交指数（OCI）估算及人工控制授粉等方法对其繁育系统进行测定。结果表明：（1）肋柱花单花花期6 ~ 7 d,单花开放分为花蕾期、初开期、盛开期、衰落期和凋落期,整个开放过程中柱头始终高于花药,开花后2 ~ 3 d花粉活力和柱头可授性均较强;（2）花粉/胚珠比（P/O）为551.02,杂交指数（OCI）为4,繁育系统以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者,以蓟马为主要传粉媒介;去雄后套袋不授粉,果实结籽率为0,说明不存在无融合生殖。     

蜀葵开花与繁育特性研究

通过野外观察,对蜀葵自然居群的花部特征、开花过程、花粉/胚珠比、花粉生活力和柱头可授性及繁育特性等进行初步研究。结果表明:蜀葵群落花期约91 d,单花持续时间为(3.57±0.14)d。雄性先熟,雄性持续时间为(2.45±0.16)d,雌性持续时间为(1.55±0.16)d。花柱伸出时为直立状态,属柱头探出式雌雄异位,与花药间距离约3 mm。柱头伸出后约2~4 h后开始弯曲,直至与花药接触,此时的花粉生活力为42.33%,柱头可授性最强,存在潜在的延迟自交。授粉处理的结果表明,蜀葵不存在无融合生殖,自交亲和,以异交为主。其柱头裂片的反转运动有可能保证传粉者不足或缺乏时传粉的成功发生。     

甘蓝自交不亲和性相关基因BoPLL的克隆、定位与表达分析

对高度自交不亲和甘蓝柱头进行自花授粉和异花授粉处理后,取柱头进行蛋白质表达谱的比较研究,获得一种受自花授粉诱导下调表达,异花授粉诱导上调表达的蛋白,命名为BoPLL。进一步分析转录组数据发现,BoPLL在自花授粉0 ~ 30 min上调表达,30 ~ 60 min下调表达,而在异花授粉0 ~ 60 min一直上调表达。克隆获得cDNA为1 212 bp,编码含403个氨基酸残基的蛋白质BoPLL。序列分析发现BoPLL含有高度保守的PASTA结构域和CMM-10结构域、中度保守的PbH1结构域、低度保守的HYDRO结构域,说明该蛋白是典型的PLL家族蛋白。染色体定位结果表明,该基因与自交不亲和性相关基因不连锁。进化分析表明,甘蓝BoPLL与拟南芥AtPLL亲缘关系最近,与苜蓿MtPLL亲缘关系较远。RT-PCR发现,BoPLL在甘蓝花粉和柱头中表达,且柱头中的表达量明显低于花粉,在叶片、花蕾、萼片和花瓣中均没有检测到表达信号。荧光定量PCR结果显示,BoPLL在自花授粉和异花授粉15 ~ 60 min的表达变化趋势与转录组分析结果基本一致。根据上述结果推测BoPLL可能是一种参与甘蓝自交不亲和反应过程的基因。     

百合授粉亲和性与雌蕊中保护酶和激素的关系

对百合自交和杂交授粉过程中花粉在雌蕊上的生长动态进行了荧光观察, 并对雌蕊内保护酶和内源激素变化进行了比较分析。结果表明, 自交亲和、杂交不亲和授粉均引起了保护酶、内源激素的协同作用, 并随花粉萌发生长而变化。高水平的SOD、POD与IAA、GA₃和ZR有利于亲和花粉与柱头的识别黏附及萌发(授粉后1～3 h) , 且在此阶段SOD、POD活性变化与IAA、GA₃和ZR的合成趋势相似。不亲和授粉雌蕊中ABA始终高于自交授粉, 说明高水平的ABA与杂交不亲和授粉相关。     

转MLPK反义基因对甘蓝自交不亲和性的影响

对反义MLPK基因在甘蓝柱头特异启动子SLR的驱动下,通过农杆菌介导转化法将其导入高度自交不亲和甘蓝材料‘TF’。转基因甘蓝T0代植株定量PCR分析结果显示,不同的转MLPK反义基因单株内源MLPK mRNA积累量具有明显差异,其中转基因植株花期柱头内源MLPK mRNA积累量明显低于野生型对照。花粉原位萌发的荧光显微镜观察结果显示,转基因甘蓝植株花期自交后,吸附在柱头上的花粉粒大量萌发,且穿过柱头的花粉管明显增加,并导致花期自交结籽数上升,转基因植株花期和蕾期自交亲和指数均明显高于野生型对照植株。结果表明,下调MLPK基因表达能部分打破甘蓝自交不亲和,提高其花期自交结籽能力。     

甜樱桃‘拉宾斯’自交亲和性与SFB4′基因的关系研究

甜樱桃品种‘拉宾斯’与‘雷尼’均为S1S4基因型。调查其自花结实率,‘拉宾斯’为31.3%,表现自交亲和;‘雷尼’为0,表现为自交不亲和。将‘拉宾斯’与‘雷尼’相互授粉,‘拉宾斯’为父本时表现亲和,反之不亲和,推断‘拉宾斯’的自交亲和性由花粉侧突变导致;调查花粉萌发率,‘拉宾斯’为58.08%,‘雷尼’为57.82%。鉴定‘拉宾斯’自交后代及其与‘雷尼’杂交后代的S-RNase的基因型,发现所有后代中均出现S4基因型,部分后代中出现S1基因型,证明‘拉宾斯’花粉育性是正常的,其亲和性可能是由S4基因座上花粉侧的基因突变导致。测序发现‘拉宾斯’花粉SFB4′在911 bp处有4个碱基缺失。分析‘拉宾斯’花粉SFB4′与花柱S4-RNase的连锁性,发现两者连锁率为100%。以‘拉宾斯’为父本的带有SFB4′的杂交后代的自花结实率为23.3%~61.4%,表现自交亲和,说明来源于‘拉宾斯’的SFB4′基因与自交亲和性有关。RT-PCR及测序显示‘雷尼’SFB4与‘拉宾斯’SFB4′均能正常转录,但4个碱基缺失导致其C端翻译提前终止,原核表达SFB4和SFB4′蛋白发现SFB4略大于SFB4′,推测是由于SFB4′的翻译提前终止导致的。以上结果表明:‘拉宾斯’的自交亲和性可能是由花粉侧SFB4′C端的氨基酸缺失导致,该缺失可能使其丧失了与S-RNase的识别能力。     

湖南报春苣苔的花部特征及其繁育系统研究

为揭示湖南报春苣苔（Primulina hunanensis）花部特征和繁育系统对有性繁殖过程的影响，合理开发利用其野生种质资源，对其开花物候、花部特征以及访花昆虫类型进行了野外定点观测，测量和分析了花粉活力及柱头可授性、花粉胚珠比值、杂交指数，并结合人工辅助授粉试验对其繁育系统进行了检测。结果表明，（1）湖南报春苣苔花期在 5—7 月，长约 40 d，单花周期 3 ? 8 d；雌雄异熟，开放当天花粉活力最强（> 90%），柱头无活性；雌雄异位，开放后雄蕊几乎不再生长，而雌蕊继续伸长。（2）花粉胚珠比值为 518.36，杂交指数为 5，繁育系统以异交为主，部分自交亲和，需要传粉者；去雄不授粉套袋结实率为 0，不存在无融合生殖。（3）开花期间存在多种传粉者，熊蜂与其花部特征相适应，为最有效传粉者。（4）自然状态下结实率较高；存在无性繁殖，作为生殖补偿机制维持种群的数量。     

牛角瓜花部综合特征与繁育系统

野外调查发现,牛角瓜（Calotropis gigantean）的自然坐果率较低,影响了利用其种子纤维的开发前景。研究了牛角瓜的传粉生物学,观察了云南元江牛角瓜居群的开花进程、花部特征和访花昆虫,检测了其花粉活力与柱头可授性,并对其进行了人工授粉辅助试验。结果表明：（1）牛角瓜花为聚伞形花序,花冠蓝紫色,花期全年,单花花期7 ~ 8 d,在开花整个过程中花粉一直保持较强活力且柱头具有可授性,花药一直低于柱头,由蜡质薄膜包裹的花粉粒形成花粉块,无法散落至柱头,花药和柱头间存在空间隔离。（2）牛角瓜的杂交指数为4,说明其繁育系统以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者。（3）人工授粉试验显示,牛角瓜不能在柱头表面完成授粉,而是在柱头腔中,且存在一定的传粉限制;没有自发的自花传粉现象,在自然条件下也没有无融合生殖现象,人工异株授粉结实率比自花授粉结实率高。（4）昆虫借助足部特殊结构将花粉块移出并将花粉块通过花药裂口插入柱头腔中以完成授粉;牛角瓜访花昆虫共有10余种,传粉昆虫主要有膜翅目的黑小蜜蜂、圆柄木蜂和木蜂。花粉限制是牛角瓜坐果率低的主要原因,可通过放养传粉昆虫来提高牛角瓜的坐果率,从而增加其种毛纤维的产量。