四倍体西瓜低稔性胚胎发育研究

试验以二倍体自交为主要对照，四倍体与二倍体正反交为辅助对照，研究了四倍体西瓜自交低稔性的胚胎发育。通过镜检观察表明：1．四倍体西瓜自交花粉萌发率低，花粉管在柱头与花柱中生长出现异常现象，在花柱中生长缓慢，授粉后12h到达花柱基部。2．四倍体西瓜有少数结构不正常胚囊，但所占比率低于10％，不是稔性低的主要原因。3．四倍体自交双受精过程正常，但花粉管进入的胚囊数少，受精率仅35．8％。4．四倍体自交只有少数胚能正常发育，形成有活力种胚；大部分胚由于游离核或细胞化胚乳的异常解体，在原胚或球形胚阶段败育；少数胚分化到心形胚、鱼雷胚后，由于细胞化胚乳过早解体，胚停止分化而败育。     

同源四倍体西瓜的胚胎发育研究

通过石蜡切片、压片等方法观察研究同源四倍体西瓜授粉、受精和胚胎发育过程发现：（１）同源四倍体西瓜花粉萌发率低，花粉管在生长过程中出现畸形现象，生长速度缓慢，授粉后１２小时到达花柱基部，比对照二倍体西瓜慢３小时；（２）四倍体西瓜的正常发育成熟胚囊为标准８核胚囊，自交受精过程正常，但有花粉管进入的胚囊数少，仅３５．０％（对照为９７．５％）：（３）四倍体西瓜自交部分胚胎在发育过程中球形胚阶段败育，只有少部分能发育到成熟，形成有活力的种胚。以上三方面是造成同源四倍体西瓜低稔性的主要胚胎学原因。     

同源四倍体西瓜的胚胎发育研究

通过石蜡切片、压片等方法观察研究同源四倍体西瓜授粉、受精和胚胎发育过程发现：（１）同源四倍体西瓜花粉萌发率低，花粉管在生长过程中出现畸形现象，生长速度缓慢，授粉后１２小时到达花柱基部，比对照二倍体西瓜慢３小时；（２）四倍体西瓜的正常发育成熟胚囊为标准８核胚囊，自交受精过程正常，但有花粉管进入的胚囊数少，仅３５．０％（对照为９７．５％）；（３）四倍体西瓜自交部分胚胎在发育过程中球形胚阶段败育，只有少     

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。     

普通番茄四倍体自交及其与二倍体杂交授粉受精过程的观察

通过详细观察普通番茄的四倍体自交及四倍体与二倍体杂交的授粉受精过程，对四倍体番茄自交时稔性低以及杂种不育性所进行的初步研究表明：种内四倍体与二倍体杂交不结籽，不是发生在花粉萌发、花粉管生长或双受精过程中，而是发生在以后的胚和胚乳发育过程中；四倍体自交稔性低主要原因之一是胚珠受精率低。‘小五号’是我校选育的罐藏品种，其果实大小与四倍体Ｎｏ．６６基本相同。为叙述方便用“２ｘ”代表‘小五号’；用“４ｘ”代表Ｎｏ．６６；图见封四     

台湾省西瓜育种的进展(续)

<正> 四、西瓜的育种方法 (一)引种选纯 (二)一代杂交品种育种 (三)三倍体育种 (1)育成优良的三倍体品种 (2)提高三倍体种子稔性和发芽率 四倍体自交稔性以及四倍体与二倍体杂交稔性都相当低,必须分离出四倍体自交稔性高的单系,以便寻找出四倍体与二倍体杂交稔性高组合。同时还需要找出生产发芽率较高的四倍体和三倍体种子的方法。     

黑皮冬瓜同源四倍体与二倍体解剖学分析

以二倍体及同源四倍体黑皮冬瓜为试材,采用光学显微镜和扫描电镜观察,研究了花粉形态及活力、双受精及胚胎发育情况对二倍体及同源四倍体黑皮冬瓜育性和结实率的影响,以期为同源四倍体黑皮冬瓜自交低稔性机理提供参考依据。结果表明：同源四倍体黑皮冬瓜花粉粒大,异形花粉较多,畸形率达42.43%,花粉活力低,花粉管生长缓慢。同源四倍体黑皮冬瓜存在明显的胚囊解体、退化或败育现象,异常胚囊率约占40%;双受精过程延后1 d,且双受精率低;合子休眠期长,胚发育进程比二倍体晚5 d;胚胎发育过程存在较高频率的胚胎发育滞后、非正常发育的合子、大量巨型胚乳游离核及游离核或胚乳细胞在合子期到球胚期大量提前解体、退化等现象。     

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。     

不同倍性西瓜果实不同糖含量比较

试验采用8组高代自交二倍体品种西瓜,相应人工诱导的同源四倍体及二倍体和四倍体杂交的同源三倍体为材料,分析不同倍性西瓜总糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量的差异。结果表明,不同倍性西瓜果实成熟时期总糖、果糖、葡萄糖和蔗糖含量存在差异,总糖和果糖含量有同样趋势,为四倍体〉三倍体〉二倍体;葡萄糖含量为四倍体〉二倍体〉三倍体;蔗糖含量为三倍体〉四倍体〉二倍体。     

磨盘柿与甜柿杂交低结籽率的组织学研究

 通过对西村早生、禅寺丸和花御所3种甜柿自交及与磨盘柿杂交的花粉管荧光观察,磨盘柿胚囊发育的石蜡切片观察,研究了磨盘柿受精率低的原因。结果如下：①磨盘柿与3种甜柿杂交,发育种子比例（发育种子数/胚珠数）明显低于甜柿自交,且父本花粉不同,磨盘柿的结子率有较大差异;②磨盘柿柱头上附着花粉量少,发芽率低,花柱中花粉管数量少,到达基部的条数少。甜柿柱头附着的花粉量大、发芽率高,花柱中花粉管数量大,大部分可以到达子房;③磨盘柿中存在多种异常胚囊,直接或间接的影响受精的顺利进行。较低的受精比率以及大量异常胚囊的存在是导致磨盘柿结籽率低的原因。     

人工引变四倍体熏衣草的研究

本文叙述了用秋水仙碱引变熏衣草多倍体的方法,并对人工获得的四倍体熏衣草(2n=88)和对照的二倍体熏衣草(2n=44)进行了形态、生物学特性和细胞胚胎学的比较研究。 四倍体熏衣草的各个器官都发生了巨大型的变异:茎粗、叶片大小和厚度,花冠和花萼、花粉粒、种子都比二倍体大,但是分枝数、叶量、花穗数都比二倍体减少。 四倍体熏衣草始花年龄比二倍体熏衣草晚一年。开花期晚1-5天,一朵花开花持续时间比二倍体延长1-2天。四倍体熏衣草的花柱比二倍体的短,成熟时间也晚,结实率约为二倍体的一半,四倍体熏衣草的抗寒力比二倍体弱。 二倍体熏衣草结实率低,主要是由于授粉后3-4天时,每朵花中有1/2-3/4的胚珠在形成6-10余个细胞的胚乳阶段退化所造成。四倍体熏衣草的结实率更低。除以上原因外,柱头成熟过迟和花柱过短,影响正常授粉过程,是构成四倍体熏衣草结实率更低的主要原因。另外,四倍体熏衣草的种子普遍不饱满,空壳率高(占52.2％)。     

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。     

西瓜倍性回复突变研究

 2001年和2002年在四倍体西瓜品种790010、日み66、91E7和770007中各发现1份类似二倍体西瓜的种子, 对这4份突变体进行了形态学和细胞学的观察和鉴定。结果表明: 突变体的茎、叶、花、果实和种子的形态特征与对照四倍体有明显差异。显微特征也有差异, 其花粉粒直径和保卫细胞均较小,叶绿体数也减少, 体细胞具22条染色体, 是对照四倍体的一半, 具典型的二倍体西瓜特征, 同时还具原品种特征, 因此确定4份突变体均由四倍体西瓜回复突变而来。     

秋水仙素诱导西瓜多倍体的研究

研究了不同浓度秋水仙素处理对3个西瓜品系幼苗染色体加倍的诱导效应,通过形态观察、染色体计数以及流式细胞仪等方法进行了倍性鉴定。结果表明,秋水仙素诱导3个西瓜品系均得到了四倍体,0.3%的秋水仙素处理幼苗的变异率较高,其中以0.3%秋水仙素处理黄小玉母本的变异率最高,达15.1%。四倍体表现出叶片长、宽、厚均增大,花瓣大小和果皮厚度均较二倍体明显增加。根尖染色体压片检查表明,四倍体染色体数为2n=4x=44,二倍体对照为2n=2x=22。流式细胞仪检测结果表明,诱导不仅产生四倍体,还有嵌合体。     

氮素对不同倍性西瓜幼苗生长的影响

用营养钵温室育苗,对蜜枚二倍体、四倍体和三倍体西瓜幼苗在不同氮素水平下的苗高、成苗率、鲜重、干重和全氮量进行测定。结果表明,在0～0.108g/钵水平下,二倍体和四倍体西瓜幼苗所测指标基本上随氮素水平的增高而提高;在0～0.054g/钵水平下,三倍体西瓜苗所测指标与二倍体表现出同样趋势。二倍体、四倍体超过0.108g/钵,三倍体超过0.054g/钵后,除全氮外,西瓜幼苗其余各项测定指标均随氮素水平不断增高而下降,三倍体降幅最大。在适量氮素水平下,生长量和成苗率表现为M2X>M4X>M3X。高氮对不同倍性西瓜苗均产生不利影响,表现为M3X>M4X>M2X。     

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。     

沙田柚花柱蛋白对其花粉萌发及生长的影响

以沙田柚花粉为试材,研究比较了自交和异交花柱提取蛋白对花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明:添加沙田柚自交、异交花柱蛋白后,花粉的萌发未受影响。但花粉管的生长情况在二者之间有明显差异,添加异交花柱蛋白对花粉管的生长没有影响,而添加自交花柱蛋白的花粉管的生长受到明显抑制。PAGE电泳显示自交花柱蛋白处理的花粉管出现了1条特异蛋白带(Rf值=0.81);SDS-PAGE电泳检测到自交花柱蛋白处理的花粉管出现了相对分子量为35.0kD和37.5kD的2条特异蛋白带;IEF-PAGE电泳的结果表明,在自交花柱蛋白处理的花粉管蛋白中出现了等电点为5.85和6.20的2条的特异蛋白谱带。     

利用秋水仙素组培技术诱导四倍体西瓜的研究

目前,国内外育种家就无籽西瓜育种进行过多方面的探索,但最常用且可行的技术仍然是用二倍体西瓜诱变出四倍体后再与二倍体杂交形成三倍体无籽西瓜.目前选育四倍体西瓜的方法主要有两种:一是利用二倍体西瓜诱变四倍体,其方法有物理的(包括各种射线、异常温度、高速离心、高压等)和化学的(利用药剂如秋水仙素、吲哚乙酸、有机砷制剂等).     

不同倍性西瓜种壳解剖结构的比较

采用石蜡切片技术,比较了8组同基因型不同倍性西瓜的二倍体、三倍体与四倍体之间种壳解剖结构的差异。研究结果表明,不同倍性之间种壳的解剖结构存在一定的差异,三倍体与四倍体西瓜的种壳平均厚度及各细胞层的平均厚度大于二倍体西瓜的平均厚度;三倍体和四倍体种壳的皮下组织层由小细胞和大细胞组成,而在二倍体中小细胞数目较少;55℃浸种12h处理后,不同倍性西瓜的种壳厚度及各细胞层的平均厚度均变大,栅栏组织柱状排列。     

不同倍性西瓜幼苗叶片超微结构的比较

以蜜枚西瓜二倍体、三倍体、四倍体作为实验材料,通过透射电镜观察不同倍性的西瓜幼苗叶片超微结构的差异,结果表明,与二倍体相比,三倍体和四倍体西瓜的叶片内,维管束组织较强,细胞较大,单个细胞内的叶绿体、线粒体、基粒以及基粒片层数增加,细胞活性增强,表现出基因的剂量效应和多倍体的抗性优势。