菊属植物远缘杂交亲和性研究

 开展了不同倍性菊属物种间远缘杂交试验,比较不同杂交组合的杂交亲和指数,并对授粉后生殖生物学过程（柱头花粉附着、花粉萌发、花粉管生长、受精及子房发育）进行荧光显微观察。结果表明,具相同倍性的种间及四倍体与六倍体物种间杂交较易结籽,而二倍体与四倍体或六倍体间难以结籽,表现杂交不亲和性。菊属远缘杂交不亲和表现为柱头上花粉粒粘附少,花粉萌发率低,花粉管生长异常难以进入花柱,诱导柱头胼胝质生成,受精胚败育。     

核桃雌花状态和不同授粉方式对花粉萌发及花粉管生长的影响

【目的】从核桃生殖生物学角度出发,研究雌花状态和不同授粉方式对新疆早实核桃花粉萌发及花粉管生长的影响,旨在了解核桃授粉受精过程的基本规律,以期为提高核桃坐果率及果实品质提供科学依据,对于核桃品种选育、品种改良以及生殖隔离研究等均具有重要意义。【方法】以乌什县主栽核桃品种‘新新2号’(Juglans regia‘Xinxin 2’)为试材,运用荧光显微技术研究核桃雌花状态附着花粉的能力和不同授粉方式(自然授粉、人工辅助自花授粉、人工辅助异花授粉)下花粉粒在柱头上的萌发及花柱中花粉管的生长状况。【结果】(1)各时期雌花柱头附着花粉数量之间存在极显著差异(P<0.01),显花期和始花期柱头不具备附着花粉的能力,V字期柱头附着花粉的数量明显低于小八字期、大八期字和翻卷期。小八字期和翻卷期的花粉附着力之间差异不显著(P>0.05),但花粉萌发率之间存在较大差异。(2)核桃不同授粉方式下,花粉在柱头上的萌发时间格局、花粉管生长延伸完成受精的时间格局存在极显著差异(P<0.01)。花粉在柱头上8~36 h完成萌发,其中人工辅助异花授粉所需时间最短(8 h),自然授粉所需时间最长(36h)。授粉后36 h,各授粉方式之间花粉萌发率差异不显著(P>0.05)。核桃花粉从萌发到完成受精至少需要10 d,其中人工辅助异花授粉所需时间最短。在授粉受精过程中,花粉管从柱头穿过引导组织所需时间最长,为76~108 h。授粉后240 h,人工辅助异花授粉花粉管长度占花柱长度的比例极显著高于人工辅助自花授粉(P<0.01),与自然授粉之间差异显著(P<0.05)。【结论】核桃大八字期柱头的花粉附着力最强,且可授性最强,为核桃最佳授粉期。人工辅助异花授粉比自然授粉、人工辅助自花授粉先形成受精核。     

垫江白柚花粉萌发的试验研究

垫江白柚花粉萌发和花粉管伸长试验及不同授粉品种组合下的着果率调查.结果表明:垫江白柚自花不结果或结果率低的真正原因不是花粉萌发本身,而是花粉管在柱头内生长过程中的中途停止,花粉管不能正常伸长至胚珠,阻抑部位在柱头的2/5～1/2处.     

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。     

紫花含笑与含笑、深山含笑和阔瓣含笑杂交亲和性分析

以紫花含笑（Michelia crassipes）为母本,含笑（M. figo）、深山含笑（M. maudiae）和阔瓣含笑（M. platypetala）为父本,研究其杂交亲和性。采用离体培养法对父本花粉生活力进行检测,利用荧光显微镜观察不同杂交组合花粉萌发和花粉管伸长情况,并调查种间杂交坐果率和杂种萌发特性。结果表明：紫花含笑、含笑和深山含笑的花粉萌发率达65%以上,而阔瓣含笑的花粉萌发率较低,为29.07%。荧光显微观察发现,紫花含笑 × 含笑、紫花含笑 × 深山含笑的花粉萌发率和花粉管生长速度比紫花含笑自交快,且花粉管能正常伸长完成授精;而紫花含笑 × 阔瓣含笑的花粉虽能在柱头表面萌发,但花粉萌发和花粉管生长速度均慢于紫花含笑自交,且出现花粉管膨大、花粉管停止生长、柱头和花柱内胼胝质堆积等现象。紫花含笑 × 含笑、紫花含笑 × 深山含笑的坐果率和种子萌发率均达80%以上,表明杂交亲和性较好;而紫花含笑 × 阔瓣含笑的坐果率仅有11.1%,且杂种胚败育,受精前障碍可能是影响其杂交的主要原因之一。     

夏蜡梅与美国蜡梅属间杂交障碍的组织学机理

 以夏蜡梅属夏蜡梅（Sinocalycanthus chinensis）和美国蜡梅属美国蜡梅变种光叶红蜡梅（Calycanthus floridus var. oblongifolius）为试验材料进行属间杂交,通过荧光镜检观察花粉在柱头上的附着和萌发以及利用石蜡切片观察杂种胚发育情况,探讨其杂交障碍机制。结果表明：不论正反交,花粉均能在柱头上粘附36 h到达胚囊,表明花粉萌发和花粉管生长阶段不存在杂交障碍。杂种胚发育观察结果表明,无论正反交均可以实现双受精,但结实率极低,说明属间杂交存在受精后障碍,且正反交杂交障碍机制有所不同：当以夏蜡梅为母本时,杂交障碍主要由受精后杂种胚早期的不正常解体造成;而当以光叶红蜡梅为母本时,杂交障碍主要由母本雌蕊较高比例的发育异常和杂种胚的早期败育共同引起。 、萌发并生长到达胚囊;以夏蜡梅为母本时父本花粉管生长进程较以光叶红蜡梅为母本时更加一致,大部分花粉管在授粉后     

夏蜡梅与美国蜡梅属间杂交障碍的组织学机理

以夏蜡梅属夏蜡梅（Sinocalycanthus chinensis）和美国蜡梅属美国蜡梅变种光叶红蜡梅（Calycanthus floridus var. oblongifolius）为试验材料进行属间杂交,通过荧光镜检观察花粉在柱头上的附着和萌发以及利用石蜡切片观察杂种胚发育情况,探讨其杂交障碍机制。结果表明：不论正反交,花粉均能在柱头上粘附、萌发并生长到达胚囊;以夏蜡梅为母本时父本花粉管生长进程较以光叶红蜡梅为母本时更加一致,大部分花粉管在授粉后 36 h 到达胚囊,表明花粉萌发和花粉管生长阶段不存在杂交障碍。杂种胚发育观察结果表明,无论正反交均可以实现双受精,但结实率极低,说明属间杂交存在受精后障碍,且正反交杂交障碍机制有所不同：当以夏蜡梅为母本时,杂交障碍主要由受精后杂种胚早期的不正常解体造成;而当以光叶红蜡梅为母本时,杂交障碍主要由母本雌蕊较高比例的发育异常和杂种胚的早期败育共同引起。     

大百合与百合属间授粉后花粉管生长发育的观察

 对大百合×百合属间杂交授粉后花粉管的行为进行了观察, 结果表明百合的花粉能在大百合的柱头上萌发, 伸入中央花柱道, 到达花柱基部, 进入子房。杂交后, 花粉萌发与花粉管的伸长速度相对于自交滞后, 个别花粉管出现末端分叉、膨大或变细或中间部分折叠, 花粉管内胼胝质不规则的大量沉积等现象。     

G蛋白调节剂对梨花粉原位萌发和花粉管生长的影响

用荧光显微镜观察了G蛋白调节剂处理柱头后对梨花粉萌发和花粉管伸长的影响,结果表明:1)G蛋白激活剂霍乱毒素(CTX)处理柱头后进行自花授粉,授粉后24h和48h,可明显促进自花花粉的萌发;而G蛋白抑制剂百日咳毒素(PTX)处理柱头后异花授粉则抑制异花花粉萌发。2)CTX处理柱头后自花授粉对自花花粉管的生长具有促进作用;而PTX处理柱头后异花授粉,表现出对异花花粉管生长的抑制作用。     

紫薇新品种‘玲珑’

‘玲珑’是从紫薇品种‘Pocomoke’（Lagerstroemia indica‘Pocomoke’）开放授粉得到的半同胞家系中选育出的新品种。低矮灌木，枝条下垂。花粉红色，花期7—9月。     

杏(Prunus armeniaca)自交不亲和强度及其授粉受精相关特性

为了解杏自交不亲和性强度与授粉受精相关特性的关系,以自交亲和(Self-compatibility:SC)品种凯特(Prunus armeniaca L．cv．Katy)和自交不亲和(Self-incompatibility:SI)品种新世纪(P.armeniaca L.cv．Xinshiji)及凯特×新世纪杂种群体为试材,荧光显微镜观察自交亲和与自交不亲和杏花粉管生长动态。结果表明,授粉后初期,自交亲和性与自交不亲和性的杏花粉都能正常萌发、生长,但是在花粉管生长延伸到花柱1／2以后,自交亲和性的花粉管能顺利进入子房,而自交不亲和性的花粉管多数顶端膨大呈球形,停止向下生长,只有极个别能正常生长到达子房;杂种后代的可溶性蛋白含量和RNA酶比活力,与亲本相比无明显的趋中变异表现,而且在自交亲和与自交不亲和杏之间无显著性差异。     

日光温室条件下甜樱桃授粉受精期间环境因子对花粉行为的影响

以甜樱桃(Prunus avium L.)红灯为试材,采用荧光显微技术研究了日光温室和露地条件下甜樱桃花粉行为的差异,并观察记载了授粉受精期间日光温室和露地环境因子的变化情况。结果表明,环境因子影响了甜樱桃的花粉行为,日光温室内花粉萌发和花粉管伸长速率明显落后于露地。日光温室条件下,授粉后6h花粉萌发,120h花粉管进入子房;而露地条件下,授粉后3h花粉萌发,72h花粉管进入子房。其中,气温是影响日光温室甜樱桃授粉受精进程延缓的主要环境因子。     

小型四倍体西瓜低稔性胚胎发育研究

以小型西瓜自交系049(2X)和049(4X)为材料,对二、四倍体花粉萌发、花粉管生长及受精后的胚胎发育进行观察分析。分析结果表明,二倍体西瓜花粉萌发率较高,达96.3%,花粉管生长整齐一致,生长速度快,授粉后9 h进入子房;四倍体花粉粒形态异常的较多,花粉萌发率较低,仅为63.7%,花粉管生长易扭曲、折叠、盘绕,生长速度慢,授粉后12 h才进入子房。在胚胎发育过程中,小型二倍体西瓜胚胎发育速度快,胚体退化现象少;四倍体西瓜胚胎发育速度慢,从原胚到鱼雷胚期间容易出现因胚乳游离核或胚乳细胞解体而导致胚败育。可见四倍体西瓜正常花粉减少、花粉管生长异常及胚体退化是造成四倍体低稔性的重要原因。     

辣椒受精过程及其经历时间的研究

 运用常规石蜡制片技术与光学显微镜技术研究了辣椒（Capsicum annuum L.）受精过程及其经历的时间。结果表明：辣椒为自花授粉植物;成熟雄配子体为二细胞型花粉,生殖细胞在花粉管内分裂产生二个精子;花粉管破坏一个助细胞并释放精子,二精子同时移向卵细胞与次生核,精卵融合速度较慢,精子和次生核融合较快;辣椒为细胞型胚乳。自花授粉后2–4 h在柱头上大量花粉萌发;授粉后8–12 h左右花粉管长过花柱进入子房腔;授粉后12–20 h左右花粉管在助细胞里释放精子;授粉后14–30 h左右雌雄性细胞融合;授粉后18–40 h初生胚乳核分裂,初生胚乳核休眠期约为4–6 h;授粉后4 d左右合子分裂,合子休眠期为3 d左右。     

玫瑰杂交花柱半离体培养研究

 以1份野生玫瑰种质为母本,2个玫瑰栽培品种和2个月季品种为父本进行杂交,取杂交后的花柱进行半离体培养,并采用荧光显微技术观察花柱中花粉管的生长状况。结果表明：（1）玫瑰花柱半离体培养的最适培养基为15%蔗糖,0.005%硼酸,0.1%琼脂,pH 7.0。（2）授粉后4 h取花柱培养的效果较好。（3）花柱截取长度对种间杂交组合的花柱半离体培养结果的影响明显,只有截取花柱上部1/3进行培养时能长出少量的花粉管。（4）授粉花粉萌发率大于40%,才能保证授粉的良好效果。（1 山东农业大学林学院,山东泰安 271018;2 山东农业大学园艺科学与工程学院,山东泰安 271018）     

黄花菜受精过程的研究

 利用常规石蜡切片技术对黄花菜受精过程进行了详细的研究, 获得如下结果: 1. 授粉后1～2 h花粉在柱头上萌发长出花粉管, 只有生殖细胞进入花粉管内。2. 花粉管在花柱道内生长历经20～22 h,生殖细胞分裂形成2个精子。3. 花粉管在子房室中轴胎座表面生长经历2～4 h。4. 授粉后26～28 h花粉管进入1个助细胞, 释放2个精子。5. 精卵融合经历4～6 h, 形成合子。6. 精核与次生核融合经历2～4 h, 形成初生胚乳核。7. 自花粉在柱头萌发至合子形成, 受精过程持续总时间为29～36 h。8. 合子分裂发生在授粉后39～48 h。9. 讨论了研究结果对黄花菜遗传育种与分子育种的意义。     

君子兰（Clivia miniata Regel）的贮藏花粉时间与受精过程

 利用花粉低温冷藏技术与常规石蜡制片技术研究了大花君子兰的贮藏花粉寿命以及受精过程，为其杂交育种提供基础资料。结果如下：新鲜花粉结籽率为35%；-21℃贮藏70 d的花粉结籽率为22%；贮藏140 d的花粉结籽率为4%；贮藏180 d的花粉结籽率为0。两个精细胞具有二型性。成熟胚囊里次生核位于反足细胞端。胚珠发育不同步，胚珠没有受精与胚珠败育成为结籽率低的内部原因。君子兰受精过程经历时间为：人工异花授粉2 h左右花粉萌发；花粉管在花柱中生长26 h左右；花粉管在子房腔内生长12 h左右；授粉后42～50 h雌雄性细胞融合；授粉后44～46 h初生胚乳核分裂；授粉后的第6～7 d，合子进行分裂，合子休眠期为4～5 d。     

杏品种授粉生物学研究

以红丰、新世纪等11个杏品种及特新一号等4个新品系为试材,对自交与杂交亲和性、花粉管形态及花粉、花柱氨基酸组分进行了研究,旨在为杏生产和进一步研究提供科学依据。结果表明:(1)按照白花授粉坐果率≥6％为自交亲和这个标准,红丰、新世纪等10个品种为自交不亲和品种(SI),而特新一号等4个新品系是自交亲和的(SC);(2)选自同一杂交组合不同姊妹系的红丰与新世纪杏品种相互授粉坐果率仅为0~0.73％,属于杂交不亲和;(3)不同品种间相互授粉的坐果率差异很大,据此筛选出特早红、红玉杏及凯特等品种是红丰杏适宜的授粉品种;而新世纪用骆驼黄及金太阳等品种授粉的坐果率最高;(4)自交不亲和组合在授粉后72 h花粉管到达花柱3／4处,末端膨大,停止生长,而自交亲和组合的花粉管可以继续生长,并在授粉后96 h进入子房;(5)自交不亲和品种(系)与自交亲和品种(系)花粉的17种氨基酸含量并无显著差异,而花柱氨基酸的组分与花粉氨基酸组分有所不同,其中自交不亲和品种(系)酪氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸和精氨酸含量明显高于自交亲和品种(系),差异显著或极显著。     

果梅花粉原位萌发及花粉管生长特性的研究

以软条红梅为试材,分别于白花授粉和异花授粉后的1、3、6、12、24、48、72、96、120 h切取花柱,用FAA固定液处理、荧光染色后压片观察,结果表明:异花和自花花粉都能在柱头上萌发,但在授粉后的48 h之内异花花粉的萌发率显著高于自花花粉的萌发率,如在授粉6 h后,异花花粉萌发率高达58％,而自花花粉的萌发率仅为23％。花柱内异花花粉管生长速度明显比自花的快,在授粉后花粉管到达花柱上部、中部及基部的数目均是异花高于白花。如授粉24 h后异花花粉管平均有30余根穿过花柱上部,约有14根到达中部,有2根到达基部;而自花授粉的花粉管分别仅有18、7和0根,且白花授粉时在72 h内均未见有花粉管到达花柱基部,主要在花柱中部前后停止生长。结果表明软条红梅自花授粉的花粉管主要是在花柱中部被抑制而停止生长,从而不能完成受精,表现出典型的配子体型自交不亲和性。