9个新疆杏品种间杂交亲和性研究

【目的】了解新疆杏品种间杂交亲和性,为授粉树的配置提供理论依据。【方法】以9个新疆杏品种为试材,测定各品种的花粉量、花粉活力,设置不同品种间72个授粉组合,测定杂交组合的花粉管生长状况及坐果率等指标,以判定不同杂交组合的亲和性。【结果】9个品种平均花粉量为每花药1 474.4粒,品种间差异极大。各品种平均花粉萌发率为44.0%,其中,‘库曼提’花粉萌发率较高,为80.0%,‘树上干’较小,仅17.5%。不同授粉组合的平均坐果率为25.9%,较自然授粉平均高2.7倍,以‘阿克阿依’为母本,‘轮台白杏’为父本的授粉组合坐果率最高,达64.2%。荧光显微观察结果表明,所有杂交组合花粉多在授粉后24 h萌发并伸长,授粉96 h后到达花柱基部进入子房,但各组合花粉在花柱原位萌发的速度及花粉管生长速度存在差异,以‘佳娜丽’为母本,‘库尔勒托永’为父本等9个组合,花粉管生长延长到花柱中下部后,停止向下生长,只有个别能正常生长到达子房。【结论】各品种间花粉量、花粉活力差异极大。在72个授粉组合中,坐果率小于6%的授粉组合,花粉管未到达花柱基部或到达基部的速度慢,比率小,表现为杂交不亲和;坐果率较高的授粉组合,花粉管到达花柱基部的速度快,比率大,亲和性强,适宜搭配建园。     

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。     

建阳桔柚花粉育性、授粉受精和胚胎早期发育的观察

以3年生枳砧建阳桔柚为试材,观察花器官结构、花粉育性、授粉后花粉管生长过程和早期胚胎发育情况。结果表明,建阳桔柚的花为完全花,花粉染色活力为66.42%,花粉萌发率为8.68%。自花和异花(沃柑花粉)授粉4h后花粉都开始萌发;授粉8h后异花授粉的花粉大量萌发,自花授粉萌发量比授粉4h时多,但低于异花授粉;异花授粉24h后少量花粉管伸入子房,异花授粉48h后大量花粉管进入子房中且部分完成受精;自花授粉48h后花粉管进入子房,但并没有受精成功,自花授粉72h后可观察到少量受精成功。自花授粉于授粉2周后观察到胚珠内部出现空腔、早期败育;异花授粉于授粉3周后观察到部分胚珠内部出现空腔、早期败育。     

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。     

温度对枇杷花粉管生长和胚囊寿命的影响

【目的】阐明温度对枇杷花粉原位萌发、花粉管生长和胚囊寿命的影响,明确枇杷花粉萌发、花粉管生长的最适温度,为枇杷花期管理及生态区划提供新的科学依据。【方法】以‘大五星’为试材,将其离体花枝置于不同温度的恒温箱中进行培养,用‘龙泉5号’进行异花授粉,授粉后不同时间段分别采集花朵,采用荧光显微观察方法观察统计花粉萌发和花粉管生长和胚囊活力情况。【结果】在10.0、15.0和20.0℃的温度条件下花粉萌发率、被花粉管生长穿过的花柱比率和有花粉管的胚珠比率显著高于其他温度,当温度为5.0℃时花粉的萌发率仅为10%,温度升高至25.0、30.0℃时,萌发率又分别显著下降至65%和45%。当温度为5.0、30.0℃时,在授粉后120 h均未发现有花粉管穿过花柱生长至胚珠。【结论】温度对枇杷花粉萌发、花粉管生长和胚囊寿命有显著影响,枇杷花粉萌发的最适温度为19.9℃,花粉管最适宜的生长温度为18.0℃。     

自花和异花授粉对蓝莓花粉管动力学的影响

以‘园蓝’和‘蓝金’为试材,以‘灿烂’为异花授粉品种,开展自花和异花授粉,授粉后不同时间取样观察花粉原位萌发和花粉管生长情况,分析自花和异花授粉对参试品种花粉管动力学的影响。结果表明:自花和异花授粉对‘园蓝’的花粉管动力学有显著影响,其自花授粉花粉管生长速度显著低于异花授粉,胚珠的退化速度显著加快,至授粉后120h,异花授粉处理被花粉管生长穿过的花柱比率显著高于自花授粉,表现出自交不亲和性;自花和异花授粉对‘蓝金’的花粉管动力学有一定影响,但至授粉后120h,其异花授粉处理被花粉管生长穿过的花柱比率与自花授粉无差异,表现为自交亲和。综合分析表明,参试材料自花授粉受精生物学特性具有明显的种群特异性,‘园蓝’自交不亲和反应发生在花柱基部,属于配子体自交不亲和中的合子前不亲和类型。     

亚洲百合与东方百合远缘杂交花粉管生长荧光观察及胚培养

以亚洲百合杂种系的3个不同倍性品种"布鲁拉诺"(‘Brunello’,4x)、"耀眼"(‘Dazzling’,3x)和"多安娜"(‘Pollyanna’,2x)与东方百合杂种系的2个二倍体品种"西伯利亚"(‘Siberia’,2x)和"索邦"(‘Sorbonne’,2x)为试材,采用荧光显微镜观察法和胚培养法,研究了亚洲百合与东方百合几个品种正反交授粉后花粉萌发及花粉管生长过程和不同方法处理幼胚对胚萌发及幼苗生长的影响,以期获得亚洲百合与东方百合远缘杂交新品种。结果表明:除"耀眼"外,杂交中其它百合品种柱头上的花粉均能萌发并形成花粉管,但多数花粉管在授粉72h后表现出顶端膨大、缠绕折叠或出现胼胝质等异常现象,只有少量花粉管到达子房。其中,"布鲁拉诺"×"西伯利亚"、"布鲁拉诺"×"索邦"、"索邦"×"布鲁拉诺"和"索邦"×"多安娜"组合花粉管在授粉120h后到达子房;而"西伯利亚"×"布鲁拉诺"、"西伯利亚"×"多安娜"、"多安娜"×"索邦"和"多安娜"×"西伯利亚"组合中,花粉管生长缓慢甚至在花柱中停止生长,授粉120h后仍未伸向子房。同时,通过胚培养获得了种间杂种,胚培养时以授粉后40d左右胚龄为宜;最佳幼胚处理方法为剥离种皮和胚乳,只取幼胚的方法;MS+NAA 0.01mg·L~(-1)+BA 0.1mg·L~(-1)是胚培养的最适培养基。     

密斯蒂蓝莓花粉形态及授粉亲和性观察

以密斯蒂蓝莓为试材,进行花粉粒电镜扫描及自花授粉和异花授粉试验,观察花粉管萌发及生长动态荧光显微,调查不同授粉方式的着果率,测定果实品质。结果表明,密斯蒂花粉形态均为四合花粉,呈四面体排列,近似圆角三角形,极轴×赤道轴为28.5μm×26.02μm;荧光显微观察发现自花授粉和异花授粉8h花粉开始在柱头萌发,14h有大量花粉萌发,花粉管进入花柱;24h花粉管进到花柱底部;48h花粉管进入胚珠,到达胚囊,完成双受精,自花授粉和异花授粉均有较好的亲和性;密斯蒂异花授粉着果率最高,两种授粉方式果实品质无显著性差异。     

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。     

枣自交与异交花粉管生长行为及早期胚胎发育研究

【目的】比较不同枣品种自交与异交授粉后花粉管在花柱组织中生长行为及早期胚胎发育的差异,明确枣自交不亲和性的特征及类型,完善枣生殖生物学,进而从自交不亲和性方面探明枣低含仁率问题,为枣果实生殖学和枣树杂交育种提供理论基础。【方法】设计自交授粉组合‘冬枣’和‘灰枣’以及异交授粉组合‘蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’‘、蜂蜜罐’ב延川老牙酸枣’‘、灰枣’ב晋枣’‘、襄汾圆枣’ב永济蛤蟆枣’。根据枣雌蕊特点,经改良软化法处理后,综合运用花粉管荧光显微及石蜡切片观察授粉后自交与异交授粉组合花粉管在雌蕊中的生长及早期胚胎发育情况,从解剖学角度研究枣自交不亲和性。【结果】枣(品种)自交与异交授粉后3 h和6 h均观察到花粉粒在柱头上的萌发,花粉管顺利穿透乳突细胞侵入柱头,向花柱通道内生长。自交授粉组合‘冬枣’和‘灰枣’的花粉管授粉后24 h,生长至花柱三分之一处;授粉后48 h,花粉管生长至花柱二分之一处;授粉后72 h、96 h花粉管处于停滞状态,保持在花柱组织二分之一处。异交授粉组合‘蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’‘、蜂蜜罐’ב延川老牙酸枣’‘、灰枣’ב晋枣’‘、襄汾圆枣’ב永济蛤蟆枣’授粉后24 h,花粉管生长至花柱二分之一处;授粉后48 h,花粉管生长至花柱的基部;授粉后72 h,花粉管穿透花柱基部,到达胚珠。授粉后13 d‘,蜂蜜罐’ב襄汾圆枣’的胚胎发育正常,胚胎发育处于合子横向分裂后向小球形胚发育阶段,胚乳的发育则处胚乳游离核时期。但‘灰枣’自交授粉组合表现出由于传粉受精不良导致的胚败育现象。【结论】解剖研究发现枣自交不亲和反应发生在花柱组织内,其类型属配子体自交不亲和中的合子前不亲和类型;枣自交不亲和性与胚败育共同导致枣果实的低含仁率和低坐果率问题,严重制约枣树的杂交育种工作。     

Gametophytic self-incompatibility causes seedlessness in ‘Kagzi Kalan’ lemon (Citrus limon)

The present study aimed to study the flower and pollen structure, pollen viability, in vitro pollen germination of ‘Kagzi Kalan’ lemon (Citrus limon (L.) Osbeck), and in vivo pollen tube growth in self- and cross pollination to understand the mechanism of seedlessness. The results revealed that Kagzi Kalan had tetra-colporate spherical shaped pollen of uniform size. The results of Acetocarmine and FDA test and in vitro germination indicated normal pollen viability and germinability in Kagzi Kalan. In vivo pollen tube growth showed > 50% pollen germination on stigma in all treatments though a greater number of pollen tubes at the mid style, base of the style, and near the ovule was found in cross pollination. Contrary to this, despite optimum pollen germination (53.51–70.37%) in self-pollination treatments, none of the pollen tubes reached the base of the style due to abnormal growth of pollen tubes, viz. curvatures, inhibition of pollen tube growth, and callose deposition. The inhibition of pollen tubes at the mid style under self-pollination treatments, and production of seeded fruits under cross pollination treatments, indicate the presence of self-incompatibility and the site of inhibition of pollen tubes. Thus, gametophytic self-incompatibility (SI) caused seedlessness in Kagzi Kalan by blocking fertilization in the ovary.     

寒富苹果授粉花柱的荧光显微观察与自交亲和性分析

以寒富苹果为试材,进行自花和异花授粉后花朵和花序坐果率、平均种子数调查试验和荧光显微观察,结果表明,寒富苹果自花授粉的花朵坐果率高达92.8%,花序坐果率为98.3%,平均种子数为7.9粒;略低于异花授粉的96.6%、100%和9.5粒。自花授粉8 h后花粉开始萌发,花粉管能够正常生长,48 h花粉管伸入花柱中部,并在72 h后通过花柱基部,进入子房室。而异花授粉后8 h花粉管开始进入花柱,24 h花粉管伸入花柱中部,48 h花粉管穿过花柱的基部并进入子房室。     

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。     

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。     

甘菊与栽培菊‘金陵黄玉’种间杂交失败的原因

 二倍体野菊与栽培菊种间杂交常不能结实, 从而严重影响了野菊优异基因的利用, 为了揭示其原因, 以栽培菊(Dendranthema grandiflorum) ‘金陵黄玉’为母本, 二倍体野生菊甘菊(D. lavandulifolium ) 为父本, 开展了种间杂交, 测定了父本花粉活力, 研究了授粉后花粉在柱头萌发行为及胚胎发育情况等。结果发现, 父本甘菊的花粉活力在授粉时为11.2% , 人工授粉4 h内未观察到柱头上有花粉萌发;授粉后8 h时平均每个柱头上只有7.5粒花粉萌发; 到授粉后12 h时数量达到最多, 为16.1粒; 随后数量急剧下降, 到24和48 h时柱头萌发花粉数量分别只有3.2粒和2.4粒, 且大部分花粉管生长异常并停留在柱头表面。此外, 在授粉8 d后观察到12.0%子房中含有正常的球形胚, 但之后就未观察到正常胚胎, 最终未获得杂交种子, 而母本自然开放结实率高达42.3%。以上结果表明, 受精前、后的生殖障碍, 即母本柱头上花粉萌发数量少且萌发异常和受精后胚胎大量败育, 是引起种间杂交不结实的主要原因。     

Pollen tube growth in macadamia

Pollen tube growth in macadamia was studied by fluorescence microscopy. The cultivars ‘Kakea’, ‘Keauhou’, ‘Hinde’ and ‘Renown’ showed some self-incompatibility, with pollen tube growth arrested in the style. Inhibited tubes had swollen tips and appeared to discharge their contents through a sub-terminal pore. Cross-pollination resulted in a single pollen tube reaching the ovary in from 0 to 48% of the pistils observed. The pollen tube took up to 7 days to reach the ovary. Random samples of open-pollinated flowers were taken from 5 cultivars: ‘Kakea’, ‘Keauhou’, ‘Hinde’, ‘Renown’ and ‘Nutty Glen’. The pistils had fewer ovaries with a pollen tube than those which were hand-pollinated.     

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。     

果梅花不同发育阶段花粉原位萌发及花粉管生长特性

为探明自花、异花花粉在果梅花的不同发育阶段原位萌发及生长的特性,以细叶青果梅为材料,取开花前6、4、2d、开花当天和花后2d的花(花蕾),分别于自花、异花授粉(莺宿)后12、24、48、72、96h切取花柱,用FAA固定液处理,荧光染色后压片观察。结果表明,自花花粉在柱头上的萌发率略低于异花(开花前4d存在显著差异),开花前6、4d极显著低于其他各阶段,花蕾越幼小花粉萌发越差,开花当天花粉萌发率超过80%;开花前4d之前的花柱内异花花粉管数量显著低于开花前2d及之后各期的,果梅开花前4d以前的花发育不充分;开花后2d生长到花柱基部的异花花粉管数量较多,属于有效授粉期。果梅在开花前4d开始具备抑制自花花粉管生长的能力,并且随着花的发育逐渐增强,开花当天最强,开花后开始减弱。果梅自交授粉期以开花前2～3d为宜。     

蝴蝶兰精细胞的分离和收集

 以蝴蝶兰（Phalaenopsis hybrid）为材料,观察授粉后花粉的萌发,并进行精细胞的分离和收集。观察发现,蝴蝶兰花粉管萌发后营养核退化,生殖细胞进入花粉管,授粉后5 d,生殖细胞尚处于分裂期。通过授粉使花粉管在子房内发育,再利用5% ~ 12%的甘露醇将花粉管直接爆破,成功分离出成对的蝴蝶兰精细胞,用显微操作仪30 min 可收集精细胞4 ~ 5 对。成对的两个精细胞在直径、荧光强度方面均有较大差异,预示两个精细胞具有不同的前途。蝴蝶兰精细胞分离的成功为进一步开展兰花离体受精研究打下了良好的基础。