辣椒胞質(zhì)雄性不育系K132A敗育的細胞學(xué)特征、生化基礎(chǔ)研究及其應(yīng)用.pdf

1、胞質(zhì)雄性不育(CytoplasmicMaleSterility，簡稱CMS)是廣泛存在于高等植物中的一種自然現(xiàn)象，表現(xiàn)為花粉敗育、母體遺傳、可被顯性恢復(fù)基因恢復(fù)育性。迄今已在150多種植物中發(fā)現(xiàn)了CMS，其在農(nóng)作物的雜種優(yōu)勢利用上具有重要的價值。利用自交系生產(chǎn)雜交種過程中，人工去雄費工費時，選育并利用雄性不育系生產(chǎn)雜交一代種子，可簡化制種手續(xù)，確保種子純度，因而引起人們的廣泛關(guān)注。有關(guān)雄性不育的機制人們已進行過多方面的探討，發(fā)現(xiàn)雄性不育

2、與植物器官的物質(zhì)代謝、能量代謝異常，酶活性的變化有關(guān)。辣椒為一種重要的蔬菜作物，但有關(guān)辣椒雄性不育的花藥發(fā)育及導(dǎo)致花粉敗育的因素尚不完全清楚。本研究以辣椒胞質(zhì)雄性不育系K132A及相應(yīng)的保持系K132B為試材，通過石蠟切片對辣椒胞質(zhì)雄性不育系及相應(yīng)的保持系不同花藥發(fā)育時期的細胞學(xué)特征進行觀察。通過生化手段對不同發(fā)育階段的花藥的生化特性進行比較分析。同時利用該不育系進行了雜交一代的選育。旨在明確雄性不育的敗育時期，探求導(dǎo)致辣椒雄性不育的原

3、因，為闡明辣椒胞質(zhì)雄性不育的敗育機理提供理論基礎(chǔ)，為利用辣椒雄性不育系進行雜交育種提供依據(jù)。得出如下結(jié)果： 1.通過對不育系K132A、保持系K132B不同大小花蕾中花藥的石蠟切片顯微觀察。比較得出，從造孢細胞期，到花粉母細胞減數(shù)分裂末期Ⅱ二者沒有表現(xiàn)出明顯差異。之后，保持系四分體解體釋放出小孢子正常發(fā)育為成熟花粉粒，絨氈層細胞消失。而不育系絨氈層細胞高度液泡化，其細胞體積異常膨人，擠壓花粉囊腔發(fā)育異常，成“L”細線型，使營養(yǎng)物

4、質(zhì)沒有運輸?shù)叫℃咦蛹毎?，使小孢子得不到營養(yǎng)和受到絨氈層的擠壓而不能正常發(fā)育，出現(xiàn)敗育。敗育發(fā)生在減數(shù)分裂四分體時期。 2.花藥中脯氨酸含量的測定結(jié)果為不育系脯氨酸含量低于保持系。隨著花蕾的發(fā)育保持系花藥中脯氨酸含量逐漸升高而不育系脯氨酸含量逐漸降低。游離脯氨酸是花粉代謝中一種極其重要的物質(zhì)。脯氨酸的積累，對酶起保護作用，并維持pH值的中性，保證花粉中生化過程的正常進行。因此，游離脯氨酸的缺乏是花粉敗育的原因之一。 3.通

5、過對不育系K132A、保持系K132B不同發(fā)育階段的花藥的生化特性進行比較分析。結(jié)果表明，不育系花藥不同發(fā)育階段的過氧化物酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶的比活力明顯高于保持系，且呈逐漸增強趨勢，保持系逐漸減弱。過氧化氫酶的比活力低于保持系，推斷由于酶活性的異常變化引起花粉內(nèi)代謝的失調(diào)導(dǎo)致敗育。 4.不育系花藥中可溶性蛋白質(zhì)含量低于保持系。隨著辣椒花蕾的發(fā)育，不育系花藥中可溶性蛋白質(zhì)含量在大花蕾和中花蕾時期均低于小花蕾時期。而保持

6、系的花藥中可溶性蛋白質(zhì)含量則是大花蕾和中花蕾時期的高于小花蕾時期的。 5.分春、秋季兩次將不育系安排在杭州、內(nèi)蒙、新疆等地試種，觀察育性，結(jié)果不育株率均為100％，未表現(xiàn)出受氣候的影響。將不育系在開花前開始用紗網(wǎng)隔離，觀察其座果和結(jié)籽情況。在調(diào)查的50株20個果實中，其果實和正常果實相比，果實干癟、瘦小，沒有結(jié)籽，也說明了其不育性的穩(wěn)定。利用辣椒胞質(zhì)雄性不育源，通過雜交、對雄性不育株回交，選育出辣椒胞質(zhì)雄性不育系和相應(yīng)保持系。通