牡丹与芍药的授粉亲和性表现及其生理机制分析

【目的】探究花粉-柱头相互作用及主要保护酶、内源激素与牡丹芍药远缘杂交不亲和性的关系,为阐明不亲和的生理机制奠定基础。【方法】对芍药与牡丹杂交授粉及芍药自交授粉过程中,花粉在雌蕊上不同时间(1,3,5,8,12,24,36,48,72,96h)的生长动态进行荧光显微观察,并对此过程中雌蕊内的保护酶(SOD、POD)活性和内源激素(ZR、ABA、IAA、GA3)含量变化进行比较,分析其形态变化的内在生理机制。【结果】芍药自交授粉后花粉大量萌发,花粉管伸长速度先慢后快,并通过花柱基部;芍药与牡丹杂交后,花粉大部分不能萌发,并在柱头上出现扭曲、肿胀等现象,且产生强烈的胼胝质反应。自交亲和及杂交不亲和授粉雌蕊的POD和SOD活性在授粉过程中发生明显变化,且2种雌蕊的变化趋势存在明显差异;当POD和SOD处于高活性时,花粉管迅速向胚囊伸长并进入胚囊(授粉后3h)。高含量的ZR、IAA和GA3有利于花粉-柱头识别、萌发和受精作用(授粉后3h);整个受精过程中,自交亲和授粉雌蕊的IAA和GA3含量均显著高于杂交不亲和授粉雌蕊,而杂交授粉雌蕊中的ABA含量高于自交授粉,说明高含量的ABA与杂交不亲和性相关。【结论】芍药与牡丹远缘杂交过程中的不亲和性与内部酶活性变化及内源激素含量的动态变化有关。     

外源GA_3和ABA处理条件下‘兰州百合’鳞茎内源激素的变化

【目的】研究外源激素赤霉素(GA_3)与脱落酸(ABA)处理对休眠解除过程中兰州百合鳞茎内源激素的变化规律.【方法】以百合品种‘兰百1号’为试验材料,采取外源GA_3与ABA浸泡处理百合种球12h,测定在2℃贮藏条件下,兰州百合鳞茎内源激素的含量.【结果】在打破休眠过程中,外源GA_3处理的百合鳞茎内源GA_3、ABA、IAA与ZR含量及比值变化的速率加快、提前达到最值,且百合鳞茎萌发时间提前15d;ABA处理结果正好相反,变化速率变缓、延缓到达最值,且百合鳞茎萌发时间推迟20d.【结论】根据相关分析结果初步判定,‘兰州百合’打破休眠主要受内源GA_3和ABA的调控,可能还与两者的比值有关.外源GA_3会促进‘兰州百合’休眠的解除,外源ABA则会抑制休眠解除,二者均可通过使与休眠相关的内源激素变化来调控休眠进程.     

山药块茎生长期5种内源激素含量变化对块茎膨大的影响

【目的】探讨山药不同生长发育阶段主要内源激素含量的变化规律,以及不同山药品种形态指标与5种内源激素的相关性,为进一步研究山药生长发育的生理机制和指导山药的高产优质栽培奠定基础。【方法】以毕克齐山药和河北安平白山药7个不同生长发育时期块茎为材料,采用酶联免疫吸附法分别测定了脱落酸(ABA)、赤霉素(GA_3)、生长素(IAA)、茉莉酸(JA)、玉米素(ZR)等5种内源激素含量,并分析不同生长期内源激素含量的动态变化,以及山药形态指标与内源激素的相关性。【结果】在两个山药品种块茎膨大的生长发育过程中,内源激素IAA和ABA含量总体呈逐渐上升的趋势;内源激素ZR和GA_3含量有变化,但比较稳定;内源激素JA含量,两个品种均呈下降趋势,尤其是河北安平白山药的JA含量与形态指标呈极显著的负相关,说明JA明显抑制了河北安平白山药块茎的周长增加、重量增加及伸长生长;内源激素IAA和JA在不同生长期的含量水平高低,两个品种表现出不同的变化趋势。【结论】内源激素ABA、GA_3、IAA可促进2个山药品种块茎生长发育,其中ABA、IAA对毕克齐山药块茎伸长的促进作用更显著;而内源激素ZR、JA可促进河北安平白山药的块茎形成及初期块茎周长的增加。     

西瓜四倍体与二倍体正反交果实发育过程中内源激素的变化

为了探究西瓜四倍体与二倍体反交种子败育的原因,以蜜枚的二倍体和四倍体为材料,采用酶联免疫法(ELISA)对授粉后1~13 d果实内赤霉素(GA)、玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)和生长素(IAA)4种内源激素进行测定。结果表明:蜜枚二倍体与四倍体西瓜正交果实发育过程中,ZR和ABA呈现升高-降低-升高-降低的趋势,GA_3和IAA呈现降低-升高-降低-升高的趋势,蜜枚二倍体与四倍体西瓜反交授粉后3~4 d ABA含量较高,授粉后7 d GA和IAA含量较低,授粉后5 d GA_3平均水平低于正交。这样的差异可能就是反交种子败育的原因。     

海南油茶授粉后雌蕊内源激素的动态变化

为了研究内源激素与海南油茶自交不亲和性的关系,利用酶联免疫检测法,研究了海南‘青果油茶’（Camellia vietnamensis）和‘糙果油茶’（Camellia furfuracea）授粉过程雌蕊内源激素（赤霉素GA₃、吲哚乙酸IAA、脱落酸ABA、玉米素核苷ZR）含量的动态变化规律。结果表明:花粉管进入胚囊后,IAA的水平降低,抑制了后期花粉管的生长,较低水平的GA₃也抑制了花粉管的生长;当花粉管进入胚囊后,高水平的GA₃抑制了花粉管的生长和配子体的释放,但高水平的ZR能促进花粉管在柱头中的正常生长,同时高水平的ABA也能促进花粉管的生长和受精;内源激素的比例失调也是海南油茶的自交不亲和性的影响因素。     

同源四倍体及其原二倍体黑皮冬瓜光合参数比较

为明确同源四倍体黑皮冬瓜的光合特性参数与倍性的关系,以同源四倍体及其原二倍体为试验材料,比较研究不同生育期内叶片总叶绿素含量、叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO_2浓度及蒸腾速率等光合参数。结果表明:同源四倍体黑皮冬瓜的叶片总叶绿素含量、气孔导度在3个生育期内均极显著高于原二倍体(P0.01);净光合速率在抽蔓期略高于原二倍体(P0.05),在开花期及果实膨大期则极显著高于原二倍体(P0.01);胞间CO_2浓度在抽蔓期略高于原二倍体(P0.05),在开花期及果实膨大期则显著高于原二倍体(P0.05);蒸腾速率在3个生育期均显著高于原二倍体(P0.05)。同源四倍体黑皮冬瓜较原二倍体具有更强的光合能力。     

山木通扦插生根过程中内源激素的动态变化

为了建立高效的山木通扦插繁殖体系,用吲哚丁酸(IBA)处理插穗,以清水处理为对照,采用酶联免疫吸附测定法(简称ELISA),研究插穗生根过程中韧皮部吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA_3)及玉米素(ZR)4种内源激素含量的动态变化。结果表明,山木通扦插过程中内源激素含量与生根关系密切,处理组与对照组内源激素含量除ZR外变化趋势均相同。内源IAA含量与IAA/ABA值的变化趋势一致,均在不定根诱导期上升,表达期下降,伸长期回升;ABA、GA_3含量与IAA含量变化趋势相反,即诱导期下降,表达期升高,伸长生长期又下降;对照组插穗ZR含量整体呈下降趋势,处理组则整体呈上升趋势,含量变化趋势不明显。不定根诱导阶段和伸长生长阶段需要较高含量的IAA和较低浓度的ABA、GA_3,IBA处理能够提高插穗内IAA含量,降低ABA、GA_3、ZR的含量,对山木通插穗生根起到一定的促进作用。     

油茶芽苗砧嫁接口愈合与内源激素的关系

以油茶芽苗砧嫁接口为材料,研究内源激素GA_3、IAA、ABA和ZR对油茶芽苗砧嫁接口愈合的作用机理。结果表明,GA_3、IAA、ABA和ZR都影响油茶芽苗砧嫁接口的愈合。激素间相互作用中,以GA_3/ZR、ZR/IAA和ABA/ZR显著影响愈合,其中ZR/IAA主要影响嫁接口形态建成方向,GA_3/ZR和ABA/ZR影响嫁接口的形态形成;嫁接体各组织内源激素相关分析得出,4个内源激素间ZR与GA_3相关性最大,并达到极显著水平(P)。综合分析得出油茶芽苗砧嫁接可通过GA_3调控内源激素水平。结果为油茶芽苗砧嫁接科学研究奠定基础,推广应用提供理论指导。     

干旱胁迫下银杏雌雄植株的生长及内源激素含量的差异

采用2 a生"大佛指"雌雄银杏扦插苗,温室盆栽方法模拟自然干旱,研究干旱胁迫下银杏雌雄植株的生长及内源激素含量的性别差异。结果表明:(1)同一干旱胁迫阶段,雄性银杏叶片的萎蔫现象更加严重,株高和地径的增长量减小速度更快。雌性银杏表现出更好的生长情况。(2)同一干旱胁迫阶段,雌性银杏比雄性银杏具有更高含量的促进生长型内源激素IAA、GA_3和ZR,而抑制性内源激素ABA含量更低。(3)与雄性银杏相比,同一干旱阶段雌性银杏具有更高的IAA/ABA、GA_3/ABA、ZR/ABA比例和更低的GA_3/IAA比例。综上所述,干旱胁迫下,雌性银杏比雄性银杏具有更好的干旱适应性。另外干旱胁迫下雌性银杏比雄性银杏具有更高的株高和地径增长量可能是受生长型内源激素IAA含量及IAA/ABA、GA_3/IAA比例的影响。     

中国沙棘平茬萌蘖能力对内源激素的响应

为探讨中国沙棘平茬后萌蘖能力对内源激素的响应机制,采用单因素回归设计,平茬梯度分为0、10、20 cm,观测萌蘖发生及生长动态,分析内源激素含量、比值与萌蘖数量、生长量的时空动态关系。结果表明:萌蘖数量及生长量与ABA含量呈负相关,与IAA、ZR、GA_3含量及IAA/ABA、ZR/ABA、GA_3/ABA比值呈正相关,但激素比值的相关显著水平更高。因此,ABA对萌蘖发生、生长具有抑制作用,IAA、ZR、GA_3具有促进作用,但IAA/ABA、ZR/ABA、GA_3/ABA比值的调节作用更加重要。     

Expression of an Antisense BcMF3 Affects Microsporogenesis and Pollen Tube Growth in Arabidopsis

In an effort to provide some information relevant to the molecular mechanism of genic male sterility in plants, BcMF3 gene that encodes a pectin methylesterase was isolated from the fertile B line of Chinese cabbage-pak-choi （Brassica rapa ssp. chinensis, syn. B. campestris ssp. chinensis）. In the present paper, a 455-bp antisense cDNA fragment of BcMF3 was introduced to binary vector pB1121, and then was mobilized into Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404. The A. tumefaciens harboring the BcMF3 antisense fragment was transformed to Arabidopsis thaliana by floral dip. Scanning electronic microscopy examination demonstrated that 47.8% of BcMF3 antisense pollen grains exhibited abnormal shape, which might lead to decreased germination of pollens, suggesting that the product of BcMF3 gene plays an important role during microsporogenesis. The evidence on burst of 45.7% of BcMF3 antisense pollen tubes in vitro and a majority of BcMF3 antisense pollens restricted within the stigmatic tissue revealed that BcMF3 is involved in aiding the growth of pollen tubes. The results suggest that BcMF3 acts at both stages of microsporogensis and pollen tube growth.     

耧斗菜(Aquilegia viridiflora)开花生物学特性初步研究

对Aquilegia viridiflora的开花动态、花粉贮藏特性、柱头可授性及花粉在柱头萌发情况的观察等开花生物学特性进行观察研究。结果表明,Aquilegia viridiflora单朵花期为12~15 d左右;新鲜花粉较适宜萌发的培养液为10%蔗糖+0.05%氯化钙,萌发率可达到87.6%,-20℃条件下花粉保存3个月以后仍有活力;不同发育时期均具有不同程度的可授性,授粉最佳时期为开花后4~5 d;通过观察Aquilegiaviridiflo-ra的花粉在Aquilegia parviflora柱头上的萌发情况,花粉可在柱头上正常萌发并到达子房与胚珠结合,发现两者之间不存在不亲和的现象。     

生长调节剂对降香黄檀营养生长与生殖生长的影响

【目的】研究生长调节剂对降香黄檀Dalbergia odorifera营养生长与生殖生长的影响,为不同经营目标的降香黄檀人工林生产提供技术支撑。【方法】以10年生降香黄檀为研究材料,采用随机区组试验设计,通过叶面喷施3种不同浓度的赤霉素(GA3)、多效唑(PP333)和6-苄氨基嘌呤(6-BA),测定盛花期内一年生新梢、花、叶的形态生长和干质量变化,再运用统计分析软件,对各种生长调节剂处理后营养生长和生殖生长的变化规律进行分析。【结果】不同种类和不同浓度的生长调节剂对降香黄檀营养生长和生殖生长的影响差异均达显著水平(P0.05)。叶面喷施200、100 mg·L~(-1)的GA3和500 mg·L~(-1)的6-BA均能显著促进降香黄檀的营养生长,抑制其生殖生长;其中,200 mg·L~(-1)的GA3对生殖生长的抑制效果最理想,施用后其营养枝率比对照显著提高140.84%,花序数显著降低79.41%;100 mg·L~(-1)的GA3对营养生长效果显著,施用后其营养枝枝长、直径、复叶数和单叶干质量分别比对照提高218.08%、120.70%、132.38%和217.33%,且均达显著水平。1 500、2 000 mg·L~(-1)的PP333和50 mg·L~(-1)的6-BA均能显著促进降香黄檀的生殖生长,以2 000 mg·L~(-1)的PP333作用效果较好,处理后其花枝率、花序数量和花序径依次比对照提高73.50%、50.37%和31.30%,且均达显著水平。【结论】降香黄檀人工林培育中,叶面喷施200或100 mg·L~(-1) GA3能显著抑制生殖生长、促进营养生长,有利于大径级木材培育,2 000 mg·L~(-1)的PP333则有利于生殖生长,有利于良种壮苗生产。     

白魔芋开花过程内源激素动态变化

为探讨白魔芋开花过程中激素与雌、雄蕊成熟时间的关系,利用酶联免疫吸附法(ELISA)对白魔芋从佛焰苞形成前期到开花后期6个不同时期雄蕊和雌蕊中4种内源激素:生长素(IAA)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)和玉米素(ZT)的质量比进行测定和分析.结果表明,IAA,GA3,ABA和ZT 4种激素的质量比均呈现出不同的变化规律,IAA在雄蕊和雌蕊中均表现为下降—上升—下降的变化趋势;ABA表现出上升—下降—上升的变化趋势,与IAA的趋势相反;GA3在整个过程中没有明显的变化规律,雄蕊在佛焰苞成形后期达到最大值,约为195ng/g,而雌蕊GA3的质量比晚于雄蕊达到最大值,雌蕊在开花前期才达到最大值,约为188ng/g;ZT质量比的变化为先升后降、再升再降.在花芽形态分化,即雌、雄蕊成熟的关键时期,雌蕊中内源IAA,GA3和ZT的质量比均高于雄蕊,且GA3表现明显,说明较高浓度的IAA,GA3和ZT在成熟过程中起促进作用,在同一过程中,雄蕊中ABA的质量比却高于雌蕊的,而雄蕊晚熟于雌蕊,表明较高浓度的ABA抑制雄蕊的成熟.ABA/IAA和ABA/ZT的比值呈现出与ABA相同的变化趋势,高浓度的ABA/IAA,ABA/ZT和ABA/GA3均不利于雄蕊的成熟,进一步证明高浓度ABA是抑制雄蕊成熟的关键因子.     

海州常山授粉受精及杂交育种

为推进海州常山杂交育种进程,以11个地理种源为试材,采用荧光显微镜及石蜡切片法观察授粉受精过程,亦对21个种内杂交组合进行人工杂交授粉,统计座果率探究杂交亲和性。结果表明：授粉0.5 h,母本柱头上花粉未萌发;授粉1 h有少量花粉萌发;授粉2 h花粉管生长至花柱基部;授粉4 h,花粉大量萌发,花粉管伸入胚珠;授粉8 h,大量花粉管达花柱基部,胼胝质增多;花粉管伸入胚囊发生在授粉后1 d,精细胞与卵细胞、极核融合发生授粉后2 d,授粉后3 d合子开始原胚生长。杂交组合座果率分布范围0.00%～73.33%,母本座果率分布为0.00%～52.94%,父本座果率在0.00%～46.08%,通过正反交可提高座果率0.00%～363.00%。     

同源四倍体结球甘蓝胚胎发育和结实性研究

利用Flankling荧光染色和石蜡切片技术观察了同源四倍体和二倍体结球甘蓝的授粉受精及胚胎发育过程,探讨了同源四倍体结籽率降低的原因。结果表明:四倍体结球甘蓝自交授粉后部分胚囊能够正常受精和胚胎发育,最终形成正常的种子;但与二倍体相比,四倍体雌蕊柱头上花粉萌发量相对较少,进入花粉管的胚珠数和完成受精的胚珠率明显降低;胚胎发育进程一般晚2~3 d;胚乳发育无明显的细胞化阶段。因此认为导致结球甘蓝四倍体结籽率降低的主要原因是四倍体花粉在其柱头上的萌发率和胚囊正常受精率都较低所致。     

草原樱桃与欧洲甜樱桃远缘杂交不亲和原因初探

通过对草原樱桃与欧洲甜樱桃种间远缘杂交及草原樱桃品种间杂交后花粉管行为的荧光观察发现,草原樱桃品种间杂交授粉后花粉在柱头上能正常萌发生长,花粉管沿花柱到达胚珠完成受精过程,平均座果率为２７％。而草原樱桃与欧洲甜樱桃种间杂交授粉后花粉在柱头上虽少量萌发,但花粉管在柱头上横向生长,或盘绕,扭曲不能伸入花柱;个别进入花柱的花粉管先端因沉积胼胝质而中途停止伸长未能进入子房到达胚珠,从而说明这种杂交授粉后花粉管的不正常行为是导致草原樱桃与欧洲甜樱桃远缘杂交不亲和的主要原因。     

盐胁迫下赤霉素对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响

研究外源GA3对盐胁迫下黄瓜种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,添加不同质量浓度GA3的各处理,其发芽率、发芽势和发芽指数均显著高于NaCl胁迫处理,其中以100mg/L GA3处理的发芽势、发芽率和发芽指数最高,幼苗的叶面积、根长、根冠比也最大,同时叶片中叶绿素含量最高,幼苗叶片的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2摩尔分数(Ci)及蒸腾速率(Tr)等均达到最大;而当赤霉素的质量浓度为50mg/L时,叶片中的POD活性为2 005U/(g·min),达最大值。     

毛葡萄花粉管的萌发与生长情况的观察

分别于人工授粉后的不同时间段对毛葡萄雌能花株雌蕊进行荧光染色后压片观察,结果表明:人工授粉后花粉的萌发率显著高于自然授粉状态,且环境条件在很大程度上制约花粉的萌发。人工授粉72 h花粉管从珠孔进入胚珠内部,且参与受精的花粉管由于先端膨大出现了生长受阻现象;而自然授粉72 h内均未见有花粉管到达花柱基部,主要在花柱中部停止生长。2种授粉方式出现的花粉管生长停滞现象,均对毛葡萄结实率产生一定影响。     

影响野生杜梨种胚离体培养的因素

研究了离体培养条件下不同浓度激素、活性炭、低温及其处理方式和种皮等因素对打破杜梨种胚休眠促进萌发的影响.结果表明,1/2MS培养基上附加GA3和6-BA可以有效地促进去皮杜梨种胚的萌发,以6-BA的促进萌发作用优于GA3,其中分别以7.5 mg/L 6-BA和15.0 mg/L GA3促进萌发和成苗效果较好,但根系发育以附加GA3的培养基为好,易发生侧根.低温和去种皮处理均有利于种胚的萌发,且表现接种后低温预培养方式优于低温处理后再接种培养.活性炭有利于侧根的发生,以0.1%水平促进萌发成苗作用较好;IAA具有很好的促进生根的作用,平均生根率可达89.54%,且以IAA为2 mg/L时侧根条数较多.