EGTA对‘秦冠’苹果花粉管Ca2+、微丝分布以及囊泡运输的影响

【目的】研究Ca~(2+)螯合剂EGTA对花粉萌发和生长过程中花粉管形态、Ca~(2+)分布、细胞骨架和胞内运输的影响。【方法】以Ca~(2+)螯合剂EGTA处理‘秦冠’苹果成熟花粉,显微镜观察其对花粉萌发、花粉管生长的影响。运用免疫荧光标记技术结合荧光显微镜及激光共聚焦扫描显微镜观察花粉管内Ca~(2+)分布、微丝分布和囊泡运输模式。【结果】发现低浓度的EGTA对花粉萌发和花粉管生长影响很小,甚至有促进作用。用较高浓度的EGTA处理花粉后,花粉萌发和花粉管生长均受到明显抑制,花粉粒甚至不萌发,花粉管有扭曲膨大短小等现象。用400μmol/L EGTA处理花粉后,花粉管顶端钙离子内流稍有增加,用2mmol/L EGTA处理后,花粉管顶端钙离子交换被抑制。用400μmol/L EGTA处理后,花粉管内游离Ca~(2+)在花粉管顶端聚集并呈现浓度梯度分布,与对照的分布模式一致,而用2mmol/L EGTA处理后顶端聚集模式消失。对照和400μmol/L EGTA处理后花粉管内微丝与花粉管生长方向平行排列,而用2 mmol/L EGTA处理后花粉管内微丝断裂、丝状结构不明显,无序分布在花粉管内。对照花粉管内囊泡运输在顶端以及近顶端区域聚集,用400μmol/L EGTA处理后分布模式变化不大,而用2mmol/L EGTA处理后,囊泡运输增加,布满整个花粉管内。【结论】钙可能作为一种信号因子,通过影响细胞骨架的构成和胞内囊泡的运输模式,从而调节苹果花粉的萌发及花粉管生长。     

UV-B辐射对青杄花粉管生长的影响

【目的】研究UV-B辐射对青杄花粉管生长和细胞壁构建的影响,为阐明UV-B辐射对裸子植物花粉管生长的影响及其机制提供依据。【方法】以裸子植物青杄（Picea wilsonii）花粉为材料,首先检测在可见光背景下增补不同强度UV-B辐射后处理花粉24 h对花粉管长度和顶端宽度的影响,确定UV-B辐射处理对花粉管生长的效应及其适宜处理强度;然后对单纯可见光下以及可见光和适宜强度的UV-B辐射复合处理下生长24 h的花粉管,用荧光探针Calcofluor和水溶性苯胺蓝分别标记花粉管细胞壁中纤维素和胼胝质后在荧光显微镜下观察并比较它们在细胞壁中的分布,用单克隆抗体LM19和LM20分别标记花粉管细胞壁中酸性果胶质和酯化果胶质后在激光扫描共聚焦显微镜下观察并比较它们在细胞壁中的分布。【结果】在可见光和0、0.2、0.4、0.6和0.8 W·m^-2的UV-B辐射复合处理下生长24 h的青杄花粉管,随着UV-B辐射强度的增大,花粉管长度逐渐变短,许多花粉管呈现顶端膨大,说明UV-B辐射抑制青杄花粉管的极性生长,且具有强度依赖性;UV-B辐射强度达到0.4 W·m^-2时开始显著抑制青杄花粉管生长,说明0.4 W·m^-2为适宜的UV-B辐射处理强度。在单纯可见光下,纤维素在花粉管细胞壁上均匀分布,胼胝质均匀分布在花粉管侧壁而顶端细胞壁中分布较少,酸性果胶质仅分布在花粉管侧壁上,而酯化果胶质仅分布在花粉管顶端细胞壁中;在可见光和0.4 W·m^-2 UV-B辐射复合处理下,纤维素和胼胝质在花粉管顶端细胞壁中的分布显著大于侧壁,酸性果胶质由原来仅分布于花粉管侧壁转变为主要分布于花粉管顶端和亚顶端的细胞壁,酯化果胶质由原来仅分布在花粉管顶端细胞壁转变为分布于整个花粉管细胞壁中。【结论】UV-B辐射对裸子植物青杄花粉管极性生长具有抑制效应,该效应是由于UV-B辐射影响了花粉管细胞壁中纤维素、胼胝质、酸性果胶质和酯化果胶质等构建物的正常定向分布。     

玫瑰与月季种间杂交障碍原因分析

【目的】探明玫瑰（Rosa rugosa）与月季（Rosa hybrid）种间杂交障碍原因,为提高观赏玫瑰育种效率提供理论依据。【方法】以牟平野生玫瑰（MP）、‘唐红’玫瑰,以及月季品种‘塞尔维亚’和‘红帽子’为试材,统计分析种间杂交（MPב塞尔维亚’、MPב红帽子’）和品种间杂交（MPב唐红’）的田间坐果率、每果种子数、种子纵径、有胚率、萌发率和成苗率;采用荧光显微法观察花粉管在花柱中的生长状况;利用常规石蜡切片观察受精及胚胎发育状况。【结果】（1）MPב塞尔维亚’种间杂交坐果率和每果种子数均显著低于品种间杂交,MPב红帽子’种间杂交则未结籽。（2）MPב塞尔维亚’种间杂交种子大小不一,76.67%的小种子纵径仅（0.24±0.07）cm,无胚、胚乳,不萌发;23.33%的大种子纵径达（0.61±0.05）cm,有胚、胚乳,萌发率和成苗率显著低于品种间杂交。（3）授粉后2 h,种间杂交花粉和品种间杂交花粉均已在柱头上大量萌发,但种间杂交花粉管顶端却大量沉积胼胝质;授粉后20-24 h,品种间杂交花粉管进入子房,但全部MPב红帽子’花粉管和多数MPב塞尔维亚’花粉管却于花柱1/2处停止生长;品种间杂交花柱通道细胞及间隙中无明显胼胝质沉积,但种间杂交花柱通道细胞及间隙中却大量沉积胼胝质。（4）少量MPב塞尔维亚’花粉管能够进入子房,并完成受精。但79.42%的杂种胚在授粉15 d左右的心形胚阶段败育,20.58%的杂种胚仍能继续发育。【结论】（1）MPב红帽子’为受精前障碍,MPב塞尔维亚’为受精前后双重障碍;（2）受精前障碍主要由花粉管在花柱1/2处停止生长而导致,可能与花粉管顶端和花柱通道细胞及间隙中大量沉积的胼胝质有关;（3）受精后障碍主要由杂种胚在心形胚阶段败育而造成。     

亚洲百合和铁炮百合正反杂交亲和程度的差异性分析

【目的】研究亚洲百合与铁炮百合杂交的亲和性,比较正反交组合在杂交亲和性上的差异。【方法】以亚洲百合‘Brunello’和铁炮百合‘新铁炮2号’配制正反交组合,利用荧光显微镜观察花粉在雌蕊中的生长动态。【结果】两个组合花粉均可在柱头上萌发,但花粉管在柱头乳突细胞、花柱通道细胞中会依次发生胼胝质反应。杂交后7-18 h,正交组合花粉管的平均生长速度一直比反交组合的快,18 h后反交组合花粉管的生长速度逐渐加快并超过正交组合。授粉后55 h正交组合花粉管到达花柱1/2处并停止生长,48 h时反交组合花粉管进入子房。正反交组合均表现柱头和花柱不亲和。【结论】正反交亲和性程度存在差异。采用切割花柱授粉和子房授粉结合胚培养可以克服杂交障碍,提高获得杂种胚的概率。     

富宁林檎花粉离体和原位萌发观察

【目的】研究富宁林檎花粉离体和原位萌发特性,为杂交育种奠定基础,提供理论依据。【方法】采用凹玻片培养法对富宁林檎花粉的离体萌发条件和萌发情况进行观察,用苯胺蓝染色和荧光显微镜观察花粉原位萌发。【结果】富宁林檎花粉离体萌发最佳培养基是15%蔗糖+0. 01%硼酸,最适温度为25℃,花粉萌发率最高,为65. 82%;有无光照对花粉萌发没有影响;花粉萌发率单一的15%蔗糖要显著高于0. 01%硼酸,分别为56. 01%和26. 41%。原位萌发时,自花授粉后2 h,柱头上有少量花粉粒附着,4 h开始萌发;授粉后4～8 h,大量花粉粒在柱头上附着并萌发,10 h时花粉管进入柱头;授粉后1 d,花粉管生长至柱头1/5～2/5处,并有胼胝质沉淀出现;授粉后2 d,花粉管生长至柱头1/2处;授粉后3～10 d,花粉管生长出现中部膨大、顶端变细、缠绕扭曲和回折生长等不亲和现象,并且花粉管生长始终停留在花柱1/2处。异花授粉后2 h就有大量花粉附着在柱头上,8 h后花粉管进入柱头,10 d后花粉管到达花柱基部并进入胚中;花粉管在生长过程中有胼胝质沉淀出现。【结论】富宁林檎花粉离体萌发率高、活性强。富宁林檎存在自交不亲和现象,主要原因是自交花粉管在花柱中部生长异常,致使花粉管不能到达胚珠以完成受精。     

22份国产玫瑰资源的自交亲和性

 【目的】探明玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)自交亲和性状况,为玫瑰及以玫瑰为母本的月季、蔷薇等重要蔷薇属观赏植物的杂交育种技术提供理论依据。【方法】采用统计分析田间坐果率及平均种子数与荧光显微观察花粉管生长状况相结合的方法。【结果】(1)所有试验材料开花当天及开花前4 d的自交坐果率均为零,且花粉管只能伸长到花柱上部1/3处;(2)蕾期授粉能够一定程度地提高玫瑰的自交亲和性,其中开花前2 d授粉效果最好;(3)蕾期自交坐果率及平均种子数与其自由授粉坐果率及平均种子数显著正相关。【结论】(1)玫瑰普遍具有配子体型完全自交不亲和性;(2)蕾期授粉可提高玫瑰自交亲和性,但效果因授粉时期不同和品种不同有较大差异。     

黄花烟草(Nicotiana rustica)、迪勃纳氏烟草(Nicotiana debneyi)与Nicotiana tabacum K326互交亲和性的荧光鉴定

利用荧光显微镜对烟草互交组合Nicotiana tabacum K326×Nicotiana rustica与Nicotiana tabacum K326×Nicotiana debneyi授粉后花粉管生长部位和形态进行观察比较。结果显示,在正交组合中,N.rustica、N.debneyi花粉管大量生长进入Nicotiana tabacum K326花柱离柱头3/4区间后停止生长,在停止生长部位弯曲、膨胀,形成大量不规则胼胝质颗粒;用蒙导法、切割花柱法、已开放花朵授粉及已开花朵重复涂抹授粉等方法均未能有效促进2个父本花粉管在K326花柱中生长,而蕾期授粉花粉管可以生长进入子房,但授粉后没有获得种子;在反交组合中,K326花粉管可以在N.rustica、N.debneyi花柱中大量生长并进入子房,N.debneyi授粉后获得种子,种子萌发率为(49.67±1.53)%。     

玫瑰花柱半离体培养研究

[目的]探讨影响玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)花柱半离体培养的关键因素。[方法]以1份野生玫瑰(珲春)、2个栽培玫瑰品种(紫枝玫瑰R.rugosa‘Zizhi’,重瓣玫瑰R.rugosa‘Chongban’)及2个月季品种(红帽子月季R.chinensis‘Red Hat’,粉和平月季R.chinen-sis‘Pink Peace’)为材料,对比分析水培花枝与露地花枝2种材料及5月中旬及6月中旬2个栽培时间对玫瑰花柱半立体培养的影响。[结果]水培花枝的花和露地自然开花的花对花柱半离体培养的结果影响不显著;5月份的花柱半离体培养结果显著优于6月份的。[结论]该研究可为克服玫瑰与月季种间杂交不亲和、花柱半离体培养技术提供理论和技术支撑。     

单叶蔷薇远缘杂交中花粉管生长的荧光显微观察

单叶蔷薇（Rosa persica）具花斑,抗性优良,利用远缘杂交可将其优良特性引入现代月季,培育月季新优品种。为了解蔷薇属各组植物与单叶蔷薇杂交亲和性,提高杂交育种工作效率,以单叶蔷薇与蔷薇属5组植物混合花粉开展远缘杂交试验,同时利用荧光显微镜观察比较花粉授粉后0～48 h,各组柱头萌发情况及花粉管生长动态。杂交结果显示,5组植物与单叶蔷薇杂交均产生后代,坐果率从高到低依次为芹叶组、桂味组、四倍体野生蔷薇组、合柱组、月季组;荧光观察表明,5组花粉均能在单叶蔷薇柱头附着并萌发,但各组花粉萌发情况不一致：授粉后2.5～10 h,花粉在柱头表面萌发,10～24 h花粉管快速生长,34～48 h花粉管到达花柱基部进入子房,芹叶组、桂味组花粉萌发数量与花粉管形成数量显著多于月季组,且萌发速度快于月季组。不同亲本花粉在单叶蔷薇柱头上萌发数量、花粉管伸长速度、数量及胼胝质产生情况与最终杂交坐果率存在对应关系,反映其与单叶蔷薇杂交不亲和原因。研究为高效利用单叶蔷薇培育现代月季新品种提供理论基础。     

君子兰种间杂交及自交亲和性

 【目的】以君子兰属（Clivia Lindl.）大花君子兰（C. miniata）、黄花君子兰（C. miniata var. citrina）、垂笑君子兰（C. nobilis）为试材,进行种或变种间正反交及自交,研究不同种或变种间杂交组合的亲和性。【方法】采用离体培养法对杂交亲本花粉生活力进行观察,利用荧光显微镜观察授粉后花粉萌发及花粉管伸长,并调查种间杂交坐果率及单果种子数。【结果】大花君子兰和黄花君子兰花粉生活力较高,均达80%以上,而垂笑君子兰的花粉生活力最低,为42.6%。垂笑君子兰为母本分别与大花君子兰和黄花君子兰杂交时,坐果率较低,分别为15.9 %和19.1 %,单果种子数分别为1.2个和1.4个,而其反交的坐果率和单果种子数均高于正交。大花君子兰与变种黄花君子兰正反交坐果率均达50%以上,单果种子数达5个以上,说明其亲和性强。荧光观察发现,垂笑君子兰作父本种间杂交时比自交花粉萌发明显滞后,花粉管伸长较慢,在96 h 内极少有花粉管到达子房。垂笑君子兰作母本时,发现柱头中胼胝质阻碍了花粉萌发。【结论】君子兰种间正反交亲和性有一定差异,垂笑君子兰作父本时坐果率高于其反交组合,且种间正反交的坐果率和单果种子数明显低于自交,但大花君子兰和变种黄花君子兰正反交组合的坐果率均较高。不同种间杂交的花粉管和柱头中均出现大量胼胝质。     

阿月浑子与黄连木远缘杂交不亲和原因分析

【目的】探明阿月浑子与黄连木远缘杂交是否存在授粉障碍。【方法】以阿月浑子和黄连木杂交组合为材料,以阿月浑子自交组合为对照,利用扫描电镜技术观察父本花粉的形态特征,采用离体萌发试验对父本花粉萌发率和活力进行测定,采用压片法对不同授粉组合的花粉管生长动态进行荧光显微观察。【结果】阿月浑子T-491花粉极面观可见4个萌发孔,外壁具稀疏刺状颗粒;黄连木花粉极面观萌发孔仅见2个,外壁有较密刺状颗粒分布;黄连木花粉极轴长和赤轴长分别为53.84 μm和44.85 μm,均大于阿月浑子T-491雄株花粉。用于授粉的父本黄连木和阿月浑子T-491的花粉萌发率分别为77.3%和84.38%,花粉活力分别为82.4%和89.14%。杂交组合黄连木花粉授粉4 h后开始少量萌发,授粉12 h后花粉管进入花柱,授粉48 h后花粉管进入子房,授粉72 h后到达胚囊。自交组合阿月浑子T-491花粉授粉2 h后即开始大量萌发,6 h后花粉管进入花柱,12 h后花粉管到达花柱基部,24 h后花粉管进入子房;与自交组合相比,杂交组合的黄连木花粉萌发和花粉管生长速度相对滞后,并伴有花粉管弯曲、膨大变粗、花柱中有大量不规则胼胝质沉积等现象。阿月浑子T-491授粉的自交组合坐果率为57%,而黄连木授粉的杂交组合坐果率为26%,杂交组合表现出较低的结实性。【结论】阿月浑子和黄连木远缘杂交的授粉过程存在一定障碍,可能是导致杂交坐果率低的原因之一。     

大白杜鹃与露珠杜鹃杂交亲和性及其杂交果实发育动态研究

以大白杜鹃为母本,露珠杜鹃为父本进行杂交试验,通过测算露珠杜鹃与大白杜鹃的花柱长度比进行杂交可行性分析,利用荧光显微镜观察授粉后露珠杜鹃花粉管的生长状况确定杂交亲和性,并对温室和露天两种条件下的杂交果实的纵横径动态变化情况进行观测。研究结果显示,露珠杜鹃与大白杜鹃的花柱长度比为0.98,推测两种杜鹃杂交容易成功。露珠杜鹃花粉管在授粉后9 d进入大白杜鹃胚珠并完成受精,证实两种杜鹃杂交亲和。温室和露天条件下的杂交果实形态成熟时间均约180 d,其中,授粉后0~9 d为第1次缓慢生长期,授粉后9~105 d为第1次迅速生长期,授粉后105~135 d为第2次缓慢生长期,授粉后135~180 d为第2次迅速生长期;果实纵径和横径的生长动态变化过程相似,但横径的生长动态曲线较纵径平缓。温室条件下的杂交果实纵横径大小明显高于露天条件下的杂交果实。研究认为,大白杜鹃与露珠杜鹃杂交亲和,杂交果实生长动态曲线为"双S"型,其形态成熟时的纵横径大小与其栽培条件直接相关。     

玫瑰SRAP遗传多样性分析与品种指纹图谱构建

 【目的】从分子水平分析玫瑰的遗传多样性和亲缘关系,并建立起玫瑰品种的指纹图谱,为杂交育种、品种分类和品种鉴定提供理论依据。【方法】采用相关序列扩增多态性（SRAP）技术对玫瑰46个品种和4份野生种质进行了遗传多样性分析和品种指纹图谱的构建。【结果】15对引物共扩增出264个位点,其中227个为多态性位点,多态性比率为85.98%,说明玫瑰的遗传多样性较为丰富。50份材料的遗传相似系数（GS）为0.6012~0.9852,平均值为0.7835;平均Nei’s遗传多样性指数(H)为0.2665,平均Shannon信息指数（I）为0.4033;4份野生玫瑰种质的H=0.1225,I=0.1787,显著低于栽培品种的H=0.2684,I=0.4059,说明玫瑰品种的遗传多样性更为丰富。【结论】根据聚类结果,玫瑰品种类型的划分应首先考虑亲本来源,再按株型、花型划分。利用三对核心引物,构建了玫瑰品种的标准指纹图谱,为品种鉴定提供了依据。     

用AMMI模型分析玫瑰品种产花量的稳定性

 【目的】研究玫瑰（Rosa rugosa Thunb.）不同品种单株产花量的年度稳定性问题。【方法】选用13个玫瑰品种,采用随机区组试验设计,4次重复,每小区10～12株,连续两年测定各品种的单株产花量,应用AMMI（additive main effects and multiplicative interaction,又称为主效可加互作可乘）模型对连续两年的单株产花量的基因型、环境和基因型与环境（G×E）互作进行了探讨。【结果】基因型、环境及G×E互作的平方和分别占总平方和的65.610%、12.352%、22.038%,均达极显著水平,而误差仅占2.75×10-17%,参试品种的单株产花量在500～1 500 g;AMMI双标和排序图表明,紫云、玉盘、唐紫、唐粉、紫枝玫瑰、朱龙游空与2006年的环境互作为正,而与2007年的环境互作为负;赛西子、唐红、西子、紫芙蓉、朱紫双辉、紫雁、香刺果与2007年的环境互作为正,与2006年的环境互作为负。AMMI品种适应性分析显示,朱龙游空、唐紫和赛西子具有最佳适应性。【结论】AMMI模型很好地解释了玫瑰品种产量性状的基因型效应、环境效应和G×E互作效应。根据分析结果可以得出以下结论,单株产花量高且稳定的品种有西子、紫芙蓉和赛西子（1 200～1 800 g）,相对稳定的品种有玉盘、唐粉、紫枝玫瑰、紫云、紫雁和朱紫双辉（800～1 150 g）,高产但较不稳定的品种有唐紫和朱龙游空（1 700～2 600 g）,产量低也不稳定的品种是唐红和香刺果（500～600 g）。     

刺槐花粉生活力测定方法及贮藏特性

【目的】探索刺槐花粉生活力测定方法及其贮藏特性,为刺槐生产及育种提供参考依据。【方法】以刺槐花粉为试材,使用培养基萌发试验法测定其生活力,并研究不同浓度Ca2＋、不同贮藏条件及时间对刺槐花粉萌发的影响。【结果】刺槐花粉在琼脂8.0 g/L＋蔗糖20.0 mg/L＋硼酸2.0 mg/L的培养基中萌发率高达30.25%;适当浓度的Ca2＋能促进花粉萌发和花粉管伸长,当Ca2＋浓度为1.6×10-4mg/L时,花粉萌发率高达40.25%,花粉管伸长最快;适宜刺槐花粉贮藏的条件依次为-80℃、4℃、-23℃和常温;花粉在-80℃贮藏32d后,萌发率仍达15.30%。【结论】适合刺槐花粉萌发的培养基为：琼脂8.0 g/L＋蔗糖20.0 mg/L＋硼酸2.0 mg/L;培养基中添加低浓度外源钙能促进刺槐花粉萌发和花粉管生长;于超低温真空冷冻条件下贮藏的刺槐花粉保持活力时间更长。