葡萄雄性不育种质特性及其花粉败育的细胞学研究

通过对‘2004-6-12’(魏可实生)、‘2004-2-30’(巨峰实生)及魏可(对照)葡萄花器官特征、花粉萌发率、花粉粒形态、成熟花粉粒内部结构以及花药、小孢子发育过程细胞学特征的观察,研究了葡萄雄性不育的特性。结果表明,‘2004-6-12’和‘2004-2-30’的花粉无生活力,花粉粒P/E值分别为(1.13±0.05)和(1.12±0.04),均为近球形,且无发芽孔和发芽沟;花粉粒横切面边缘光滑,外壁纹饰分别为网状和穴状。魏可(对照)花粉粒极轴值与赤道轴值之比(P/E值)(2.11±0.08),为长球形,萌发沟为三孔沟型,外壁纹饰为孔穴状。‘2004-6-12’和‘2004-2-30’小孢子败育主要发生在单核早期,但‘2004-6-12’在小孢子母细胞减数分裂期就表现出部分异常,表明2者的小孢子败育可能与绒毡层提前解体有关。     

‘新高’梨雄性不育与IAA和ABA含量变化的关系

 以雄性不育的‘新高’梨和可育的‘丰水’梨为试材, 研究花粉发育过程中IAA和ABA含量及其与IAA代谢相关酶和微量元素的变化。结果表明: 丰水花蕾中IAA含量从四分体后极显著地高于新高, 在新高花粉败育期(单核花粉早期到单核花粉晚期) 是新高的3.70～4.47倍, 新高IAA含量的亏缺可能是导致败育的原因之一; 新高在花粉发育前期IAA氧化酶活性显著高于丰水, 而两个品种POD活性变化一致, 差异不显著, 说明POD不是导致新高IAA含量的亏缺的关键酶; 新高Zn含量低于丰水, 而Mn含量从单核花粉期以后却高于丰水; 新高ABA含量从四分体到二核花粉期显著高于丰水, 而丰水在成熟的花药中积累了大量的ABA。     

GA3 和PP333调控苹果花芽孕育机理的研究

 连续3 年用多效唑(PP₃₃₃) 1 000 mg/L 和赤霉素(GA₃) 1 000 mg/L 处理‘首红’苹果, 结果表明, PP₃₃₃处理降低了芽内吲哚乙酸( IAA) 和赤霉素( GAS) 含量, 增加了玉米素核苷(ZR) 和脱落酸(ABA) 含量, 提高了ZR/ IAA、ZR/ GAS、ABA/ IAA 和ABA/ GAS 比值,从而促进了花芽形成。GA₃ 处理则增加了IAA、GAS 含量, 降低了ZR、ABA 含量, 降低了ZR/IAA、ZR/ GAS、ABA/ IAA 和ABA/ GAS 比值, 从而抑制了花芽形成。PP₃₃₃和GA₃ 在花芽孕育临期内应用效果显著, 在其它时期无效。     

西瓜核雄性不育系雄花蕾发育过程中内源激素和多胺动态变化分析

 以西瓜核雄性不育‘G17AB’两用系为试材, 对不育与可育雄花蕾组织中的内源激素和多胺含量的动态变化进行了对比分析, 结果表明, 不育雄花蕾中IAA、GA_S 含量不足, 而ZRs含量偏高, ABA峰值出现较早, 各种多胺组分的变化趋势异常。     

西瓜雄性不育系‘Se18’抗氧化酶活性和内源激素含量变化分析

以西瓜雄性不育系‘Se18’为试材,研究开花期间花蕾和叶片中抗氧化酶活性和内源激素含量的变化。结果表明:不育株雄花花蕾在整个发育时期,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性升高,过氧化氢酶(CAT)活性降低;可育株中CAT活性升高,SOD和POD活性降低。不育株和可育株雄花花蕾中的生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA_3)、玉米素核苷(ZR)、茉莉酸(JA)和油菜素内酯(BR)及异戊烯基腺嘌呤核苷(IPA)等7种内源激素含量变化趋势不同,且含量差异明显。其中,不育株中IAA、GA_3、BR和IPA含量降低,JA含量升高;可育株中JA、BR、GA_3和IPA含量降低,IAA和ZR含量升高。不育株叶片中的IAA、ZR和BR含量显著下降,ABA和JA含量显著上升;IAA/ABA、IAA/GA_3、IAA/JA、IAA/ZR、IAA/BR、IAA/IPA及ABA/GA_3、ABA/ZR在不育株和可育株间的变化趋势不一致,且差异较大。因此推测上述抗氧化酶活性变化和内源激素含量异常可能与西瓜雄性不育的发生密切相关。     

萝卜雄性不育系花蕾发育过程中内源激素分析

利用间接酶联免疫(ELISA)法测定了萝卜雄性不育株及可育株花蕾发育过程中内源激素含量的动态变化,以揭示萝卜雄性不育发生与其内源激素的关系.结果表明:在花蕾的发育过程中,不育株和可育株内源激素IAA、ABA、GA3、ZR以及JA含量变化均差异明显,在不育发生的初始阶段,不育株内源IAA含量上升32.09％,ABA含量下降75.45％,JA含量下降了11.20％,其余2种内源激素含量差异很小.IAA/ABA、IAA/ZR、IAA/GA3和GA3/ABA在二者间的变化趋势不一致,且比值大小差异很大,在不育发生的初始阶段,IAA/ABA、IAA/ZR和GA3/ABA平衡失调.表明内源激素可能与萝卜雄性不育的发生密切相关.     

燕子掌不同发育时期内源激素含量变化研究

为了分析和探讨内源激素对燕子掌(Crassula agenten Thumb.)花芽分化和萌发中的作用,对花芽分化期至萌发期内源激素ZRs(玉米素核苷)、IAA(吲哚乙酸)、iPA(异戊烯基腺苷)、ABA(脱落酸)的含量变化进行了研究.结果表明:燕子掌花芽分化时期叶内的激素含量降低,芽内激素含量升高,其中相对高的ZRs和ZRs/ABA及iPA和iPA/ABA有利于分化,相对低的IAA和IAA/ABA也利于分化,其中ZRs和ZRs/ABA作用最大.燕子掌花芽萌发期也有较高的CTK、CTK/ABA比值和相对低的IAA、IAA/ABA比值,高而稳定的ABA含量可能是燕子掌生长缓慢而抗性强的内在因素之一.     

胡萝卜雄性不育系和保持系生理生化特性的比较分析

采用ELISA和分光光度法,测定了新黑田五寸胡萝卜雄性不育系及其保持系不同发育时期花蕾和叶片中IAA、GA3、ABA、Z+ZR、蛋白质、游离脯氨酸、MDA含量以及POD、CAT的活性,讨论分析了生理生化指标与胡萝卜雄性不育的关系。结果表明:花蕾中蛋白质含量不育系明显亏缺,中花蕾、大花蕾和叶片中游离脯氨酸含量不育系显著低于保持系;花蕾中POD、CAT活性和MDA含量不育系高于保持系;花蕾中IAA和ABA积累,Z+ZR和GA3亏缺是胡萝卜雄性不育的特征。中花蕾、大花蕾中IAA/GA3、IAA/ABA、IAA/(Z+ZR)、GA3/ABA、(Z+ZR)/ABA、(Z+ZR)/GA36个内源激素比值均表现为不育系高于保持系。     

燕子掌开花前后内源激素变化

对燕子掌叶片内源激素ZRs(玉米素核苷)、IAA(吲哚乙酸)、iPA(异戊烯基腺苷)、ABA(脱落酸)的含量变化进行研究,结果表明:具有相对低浓度的IAA、ABA,相对高浓度的iPA,ZRs和高浓度的CTK/ABA利于花的诱导,其中CTK/ABA起关键性作用;相对高浓度的IAA、ZRs、ABA和高浓度的CTK/IAA利于花茅的分化,其中CTK/IAA起关键性作用。     

两种育苗模式对草莓花芽分化及果实生长发育的影响

【目的】揭示2种育苗模式对草莓花芽分化及果实生长发育的影响。【方法】以草莓优良品种‘红颜’为试材,比较传统地面避雨育苗(CK)和水平架式穴盘基质避雨育苗(NEW)模式下的花芽分化、植物形态、物候期、果实性状等指标的变化特征。【结果】NEW模式下花芽分化早;CK的有机碳(C)、全氮(N)含量总体都高于NEW,CK的C/N比值平稳,NEW的C/N比值在花芽孕育的集中期快速增长;CK的GA、IAA含量显著高于NEW,NEW的ABA含量先上升后小幅下降,NEW的CTK含量一直上升,但含量低于CK;NEW的ABA/GA高于CTK/GA,ABA/IAA高于CTK/IAA,但变化趋势较为相近;CK的各项植株形态指标都高于NEW,CK第1批花序的物候期均较NEW相应退后;NEW模式下可溶性固形物含量、硬度与CK相当,NEW的前期产量显著高于CK,占总产量的48.2%,中、后期产量以CK为高,总产量都达380.0 g·株-1。【结论】NEW模式下的花芽分化早,早期产量高,合适的C/N比值可以促进草莓的花芽分化,ABA/IAA可以解释草莓花芽分化的机制。     

6-BA及氨基酸硒对葡萄叶片衰老的影响

【目的】明确6-BA及氨基酸硒在激素水平上对葡萄叶片衰老的调控,为设施葡萄叶片衰老延缓技术的建立提供理论依据。【方法】在设施葡萄延迟栽培条件下,以叶片衰老速度不同的‘意大利’和‘无核白鸡心’2个葡萄品种为试材,分别进行叶面喷施6-BA和氨基酸硒处理,以清水为对照,测定不同处理和对照叶片衰老期间功能叶片的叶绿素含量和净光合速率(Pn)及内源激素含量与比值的变化。【结果】外源6-BA和氨基酸硒处理显著延缓了叶片叶绿素含量和净光合速率的下降,明显提高了玉米素核苷(ZR)和赤霉素(GA3)含量和ZR/ABA(脱落酸)、GA3/ABA、(ZR+GA3)/ABA比值,显著降低了ABA含量。生长素(IAA)具有前期保持叶片生长发育和后期促进衰老的双重作用。2个葡萄品种间比较,‘意大利’叶片衰老缓慢。【结论】6-BA和氨基酸硒通过维持较高的GA3/ABA、ZR/ABA和(GA3+ZR)/ABA比值,提高了葡萄叶片的叶绿素含量和净光合速率,延长了功能期,因此,外源喷施6-BA和氨基酸硒是延缓葡萄叶片衰老的重要技术措施。     

墨兰花芽形态分化及生理特性研究

以墨兰‘企剑白墨’花芽分化期的花芽和功能叶为试材，通过研究花芽分化的形态建成，分析花芽分化期其功能叶淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性及内源激素的动态变化过程，以期为墨兰成花调控机理提供参考依据。结果表明：‘企剑白墨’花芽分化可分为6个时期，未分化期、花序原基分化期、小花原基分化期、花萼原基分化期、花瓣原基分化期以及合蕊柱及花粉块原基分化期。在花芽分化过程中，功能叶中淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白质含量均呈上升-下降-上升趋势；CAT和POD活性处于较高水平；赤霉素(GA₃)含量整体呈下降趋势，而生长素(IAA)含量持续增加并保持稳定水平，脱落酸(ABA)总体呈上升趋势。综上所述，碳水化合物和可溶性蛋白质的积累有利于诱导花芽形成，花芽的形态建成需要消耗大量糖分和可溶性蛋白质；高活力CAT和POD可保障花芽分化顺利进行；低水平GA₃和高水平IAA及ABA利于诱导花芽的发育，高含量GA₃、IAA和ABA对花被片原基的分化起重要作用。     

‘新高’梨花粉败育与内源多胺含量变化的关系

 以花粉败育的‘新高’梨和花粉可育的‘丰水’梨为试材, 对不同发育阶段的花蕾或花药内不同形态的腐胺( Put) 、亚精胺( Spd) 和精胺( Spm) 含量进行了分析, 以探讨多胺种类和形态与新高花粉败育的关系。结果表明: 新高花蕾发育过程中游离态的Put和Spd含量变化幅度不大, 丰水则在单核花粉到二核花粉时期出现高峰, 在单核花粉期到单核花粉晚期含量是新高的3～5倍。新高中游离态的Spm也显著低于丰水; 丰水中高氯酸可溶共价结合态Put、Spd和Spm含量逐渐增加, 新高在花粉败育前期或败育期出现不同于丰水的高峰; 除丰水成熟的花药外, 两个品种中高氯酸不溶结合态多胺含量的变化基本一致; 两个品种的不同形态Put、Spd和Spm总量在败育前期差异不显著, 此后新高显著低于丰水; 丰水中的多胺均以游离态为主, 新高以高氯酸可溶结合态为主。     

甘蓝胞质雄性不育与内源激素含量的关系

以甘蓝胞质雄性不育系CMS451及其保持系Y03-6为试材,采用间接酶联免疫(ELISA)检测技术,分析花蕾不同发育时期IAA、ABA、GA3和ZR等内源激素的含量与比值变化,研究甘蓝胞质雄性不育与内源激素含量的关系。结果表明:不育系CMS451花蕾GA3和ZR含量均低于保持系,均呈现先升后降;IAA含量不育系均高于保持系,呈现先降后升,保持系则持续减少;ABA含量在小孢子发育中期不育系低于保持系,后期高于保持系,变化趋势相反;综上可知,甘蓝胞质雄性不育系CMS451花蕾发育过程中内源激素的异常变化与小孢子败育有关。     

柑桔成花机理的研究 I.与内源激素的关系

采取促进成花(控水或留叶)和抑制成花(浇水或去叶)对比方法研究了柑桔成花的机理,发现在生理分化期,控水导致的梢尖低GA和浇水导致的高GA成鲜明对比,但留叶与去叶之间的GA状况无明显差异。凡促进成花的因子均引起ABA积累、CTK增多、IAA降低,从而导致高ABA/GA、ABA/IAA、CTK/GA、CTK/IAA比值。激素平衡比单项激素水平更重要;高ABA/GA、高ABA/IAA缓和生长为成花准备了前提,而高CTK/GA主要在从生理分化转入形态分化时期起重要作用。     

高温诱导‘凤丹’牡丹2n雌配子创制三倍体

以5年生‘凤丹’牡丹（Paeonia ostii‘Fengdan’）为试验材料,使用“树木非离体枝芽加热处理装置”（ZL200610113448.X）施加高温处理诱导产生2n雌配子。大孢子母细胞减数分裂进程与花蕾的外部形态和小孢子发育进程存在时序相关性,当花蕾发育至“大风铃”期前后,小孢子发育至单核花粉期后3～4 d,40℃高温处理花蕾4 h,自然授粉后代群体中可获得高比率（2.45%）三倍体植株。     

苗期不同水分处理对草莓花芽分化及果实早熟化的影响

【目的】明确草莓繁苗期基质的最佳水分含量,进一步揭示草莓花芽分化的生理机制。【方法】以优良品种‘红颜’为试材,设置育苗基质水分含量10%(S1)、20%(S2)、30%(S3)3个处理,研究不同处理对植株花芽分化率及茎尖生化物质、物候期、果实性状等的影响。【结果】S1花芽分化早,S2花芽分化速度快,8月14—24日是花芽分化的集中期;3个处理的有机碳(C)、全氮(N)含量变化不一,但C/N均在8月14日前呈上升趋势,S1、S2的C/N在8月24日迅速上升,花芽分化率高。赤霉素(gibberellic acid,GA)含量表现为S3S2S1,吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)含量都呈先下降后上升的趋势,脱落酸(abscisic acid,ABA)、细胞分裂素(cytokinin,CTK)含量都呈上升趋势。3个处理的ABA/GA与CTK/GA、ABA/IAA与CTK/IAA变化趋势分别比较相近,且ABA/GACTK/GA,ABA/IAACTK/IAA;S2从盛花期到果实始熟期时间为24 d,较S1、S3分别提早9、8 d;除5月份外,同时期S2的可溶性固形物含量最高,S1的平均硬度最高;S2的单果质量大,总产量每株为378.3 g,高于其他处理,早期产量占总产量的47.1%,较其他处理早熟化程度高。【结论】S2的花芽分化速度快,果实发育天数少,早期产量高,建议在生产中采用基质水分含量20%(适度干旱)育苗;合适的C/N、ABA/IAA促进草莓花芽分化。     

单核枇杷形成的影响因素研究

【目的】明确单核枇杷形成的主要影响因素。【方法】以3个单核枇杷单株‘2-27’、‘10-6’、‘10-47’为试材,‘大五星’为对照,研究了单核枇杷花粉活力、离体萌发率和授粉受精亲和性,并进行了小孢子母细胞减数分裂行为和雌配子体发育进程的解剖学观察,并鉴定其倍性。【结果】3个单核枇杷都是三倍体;花粉畸形率高、离体萌发率极低,花粉母细胞减数分裂异常;二倍体花粉在单核枇杷柱头上有生长缓慢或停滞的现象,田间杂交所获子代全部为单核;单核枇杷中多见胚囊过早解体退化,导致大部分未受精胚珠过早败育。偶见1个子房中仅存1个正常胚珠,有望发育为单核果实。【结论】三倍体减数分裂过程中,染色体分离重组或不减数等形成低几率育性,最终获得的极少数有育性的配子才是形成单核的关键。     

茄子反向温敏雄性不育系可溶性糖含量及相关基因表达分析

为揭示茄子反向温敏核雄性不育(rTGMS)发生与糖类代谢的关系,以茄子rTGMS系‘05ms’及温度不敏感系‘S63’为试材,对不育期和可育期的叶片及花蕾的可溶性糖含量进行比较,结果表明,‘05ms’在不育和可育时期叶片和花蕾中的可溶性糖含量均显著低于‘S63’;进一步对‘05ms’花蕾进行转录组测序及对其糖类代谢相关途径进行分析,发现差异表达基因主要富集在3个通路:淀粉和蔗糖代谢、糖酵解/糖异生和氨基糖和核苷酸糖代谢,其中淀粉和蔗糖代谢通路的差异基因最多且大部分在低温条件表达下调,主要影响了葡萄糖和半乳糖醛酸的合成。此结果初步揭示了茄子反向温敏雄性不育系中糖类代谢响应温度变化的特点,为茄子雄性不育杂交育种提供理论依据。     

枣花分化发育过程及其内源激素动态研究

为了研究枣花形成及调控机制,以鲜食枣品种‘七月鲜’为试材,观察花芽分化发育过程,并对内源激素含量进行检测。结果表明,枣花形成包括花芽分化和花发育两个阶段,单花分化需11 d,分6个时期（未分化期、分化初期、萼片分化期、花瓣分化期、雄蕊分化期和雌蕊分化期）,花发育历经7个阶段（花蕾期、蕾裂期、萼片平展期、花瓣平展期、雄蕊平展期、花丝萎蔫期和子房膨大期）。枣吊发育过程中IAA含量显著降低,枣花中IAA则表现为蕾裂期极显著上升,子房膨大期又极显著下降;ABA含量在枣吊长5 cm时极显著升高后缓慢下降,在枣花中的变化与IAA相似,在雄蕊平展期极显著降低;GA3含量始终处于较低水平,枣吊长5 cm时显著增加,而后缓慢降低,在枣花中则是蕾裂期极显著降低后一直稳定在较低水平。以上结果显示,在枣花形成过程中,花芽孕育期需要较低水平的IAA和较高水平的ABA和GA3,需要较低的IAA/GA3及较高的ABA/GA3和ABA/IAA;开花期则需要高水平的IAA、ABA、ABA/GA3和IAA/GA3,对GA3和ABA/IAA的需求相对较低。