發(fā)布時間：2019-10-24 16:20

【摘要】：油茶(Camellia oleifera Abel.)是我國南方重要的木本食用油料樹種,在保障國家糧油安全和生態(tài)文明建設(shè)中占有重要地位和作用。然而油茶在生產(chǎn)中普遍存在的花多果少、座果率低的癥結(jié),導致油茶產(chǎn)量低且不穩(wěn)定,這已成為長期嚴重制約我國油茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的瓶頸。前期初步研究表明油茶具有自交不親和性,可能是導致油茶結(jié)實率低的重要原因之一。在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)油茶的自交不親和性(IS)與傳統(tǒng)定義的配子體自交不親和性(GSI)存在明顯差異,自交不親和反應(yīng)并非發(fā)生在花柱而是在子房中,具有后期自交不親和性(LSI)的初步特征。基于此,本研究采用熒光顯微觀察法、人工授粉測定法和數(shù)值綜合判定法對油茶后期自交不親和性進行綜合鑒定,明確了油茶后期自交不親和性的類型及特征;采用石蠟切片結(jié)合光鏡觀察法和整體染色透明結(jié)合激光共聚焦顯微鏡觀察法,從細胞水平對比研究自交與異交授粉后胚珠的顯微結(jié)構(gòu);采用掃描電鏡法和超薄切片結(jié)合透射電鏡法,從亞細胞水平對比研究自交與異交授粉后花粉管與胚珠的超微結(jié)構(gòu)。通過系統(tǒng)研究旨在闡明油茶后期自交不親和性的類型特點和細胞學機制,為油茶育種和高效栽培提供理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1.油茶后期自交不親和性的鑒定。通過運用熒光顯微觀察法、人工授粉測定法和數(shù)值綜合判定法對油茶授粉親和性研究表明:油茶自交與異交授粉40 h后,花粉管均到達花柱基部,自交花粉管生長減緩,異交仍然正常生長;授粉后40 h～48 h期間,異交花粉管未在花柱基部停留,繼續(xù)生長到達胚珠處并進入胚囊,自交花粉管在花柱基部接近子房處生長停滯、減緩,表現(xiàn)出異常明亮、末端膨大、分叉、卷曲、折疊、波浪狀等不親和反應(yīng),停滯在子房中。田間驗證實驗中自交授粉落果高峰在授粉后30 d～50 d期間,落果量占授粉量的2/3以上,異交未大量落果;果實成熟時異交座果率、結(jié)籽率顯著高于自交;授粉120 d后,極少數(shù)受精成功的自交幼果內(nèi)僅有1～2粒胚珠發(fā)育,其余胚珠褐化、干癟,異交幼果中大多數(shù)胚珠正常發(fā)育;授粉后180 d,幼胚異交比自交發(fā)育程度深。通過P/O值判斷油茶的繁育系統(tǒng)為專性異交類型;雜交指數(shù)OCI值判斷油茶為異交型,需要傳粉者;親和指數(shù)判斷油茶為自交不親和植物。綜合以上三種鑒定方法可以明確判定油茶為后期自交不親和性植物,屬于合子前作用類型。2.油茶后期自交不親和性的顯微結(jié)構(gòu)特征。通過運用石蠟切片結(jié)合光鏡觀察法和整體染色透明制片結(jié)合激光共聚焦顯微鏡觀察法對油茶自交不親和性反應(yīng)中胚珠的研究表明:油茶開花時胚囊已發(fā)育成熟,自交中絕大多數(shù)胚珠由于花粉管未能進入胚囊發(fā)生雙受精作用而從授粉后7 d開始死亡、退化,這是成熟果實中敗育種子的主要來源。自交中能觀察到極少數(shù)胚珠的雙受精過程,與異交中的雙受精特征無明顯差異,但在發(fā)生時間上不同,異交在授粉后54～120 h之間精細胞與極核(次生核)融合形成初生胚乳核,而自交在授粉后84～144 h之間發(fā)生,異交在授粉后66～144 h之間精細胞與卵細胞融合形成受精卵,而自交在授粉后102～150 h之間發(fā)生。去雄未授粉對照材料中胚珠同樣由于未受精,從授粉后7 d開始整個胚囊內(nèi)的主要細胞逐漸裂解、死亡,胚珠收縮變形,這些現(xiàn)象同發(fā)生不親和反應(yīng)的自交未受精胚珠胚囊內(nèi)變化情況基本一致。油茶在胚囊成熟時子房中存在一定比例的不育胚珠,這類胚珠通常位于子房室的中、下部,不育胚珠隨著已受精子房的發(fā)育仍會繼續(xù)增大體積,但在授粉后4個月左右停止體積增長,在后期的發(fā)育中逐漸干癟、褐化,這也構(gòu)成成熟果實中敗育種子的另一來源。以上為油茶后期自交不親和性反應(yīng)中胚珠的顯微結(jié)構(gòu)變化特征。3.油茶后期自交不親和性的超微結(jié)構(gòu)特征。通過運用超薄制片結(jié)合透射電鏡觀察法和掃描電鏡觀察法,在顯微結(jié)構(gòu)觀測基礎(chǔ)上對油茶自交不親和性反應(yīng)中花粉管和胚珠的研究表明:自交中花粉管即將到達花柱基部時開始出現(xiàn)局部膨大,管壁不平滑,當花粉管進入子房并生長停滯后出現(xiàn)膨大、分叉、卷曲、折疊和波浪狀的現(xiàn)象是由于花粉管壁局部加厚造成的,分別呈現(xiàn)出“點狀”、“片狀”、“帶狀”加厚和“鎧甲狀”裂紋;花粉管壁自交比異交厚一倍以上,異交花粉管內(nèi)含物高度液泡化,細胞器退化,自交花粉管內(nèi)含物模糊不清,細胞器解體不可辨識。自交中絕大多數(shù)的未受精胚珠在授粉30 d后,珠孔口的細胞外分泌物、細胞器數(shù)量和種類減少明顯,通道中的分泌物和球狀造粉質(zhì)體均消失。自交中極少數(shù)的受精胚珠中受精卵剛形成時,核周圍聚集少許淀粉粒,授粉后30 d,核周圍的淀粉粒開始體積變大、數(shù)量增多,緊密圍繞在核周圍,合點端的細胞膜逐漸增厚,細胞壁也開始增厚,授粉后50 d,細胞壁變得更厚。去雄未授粉對照材料中授粉后30 d的胚珠珠孔口處的細胞壁外分泌物甚少,珠孔通道間隙內(nèi)分泌物也基本消失,造粉質(zhì)體消失,胚囊內(nèi)宿存助細胞退化變形,細胞質(zhì)分散、大液泡退化、膜結(jié)構(gòu)解體;卵細胞中也無完整細胞器,僅殘留一些退化后的痕跡,極核(次生核)核質(zhì)逐漸退化。以上為油茶后期自交不親和性反應(yīng)中花粉管和胚囊的超微結(jié)構(gòu)變化特征。
【圖文】：

研究表明后期自交不親和也是受基因控制［９６＝９７］。逡逑后期自交不親和性（ＬＳＩ）又分為合子前期（ｐｒｅｚｙｇｏｔｉｃ）和合子后期（ｐｏｓｔｚｙｇｏｔｉｃ）逡逑兩種自我識別機制［９Ｇ］（圖１．３）。自交不親和如果發(fā)生在合子形成以前，就是合子前期逡逑?0｜ｐＩ；邋＜0ｆ）逡逑Ａ逡逑\d＂塌逡逑圖１．３后期自交不親和（ＬＳＩ）示意圖逡逑Ｆｏｇｕｒｅｌ．３邋Ｌａｔｅ－ａｃｔｉｎｇ邋ｓｅｌｆ－ｉｎｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ．逡逑Ａ：合子前期自交不親和；Ｂ：合子后期自交不親和逡逑自交不親和（ｐｒｅｚｙｇｏｔｉｃＳＩ），如在中，，自交花粉管可以進入胚珠，逡逑但沒有穿入胚囊；在ｒＡｅｏｆｏｗＴｊａ邋ｃａｃａｏ［９２］＊，自交花粉管雖然能生長穿進胚囊并釋放逡逑精子，但雄配子未能與卵結(jié)合，因而沒有完成雙受精作用；在

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