黄瓜花性别分化的生理学研究

【摘要】： 本学位论文选用历时10代以上的纯化、已达到完全纯合的、全雌性黄瓜品系ZQ-18 和强雄性黄瓜品系ZH-20为试验材料，研究了花性器官发育过程中和花性别逆转过程中 的生理学、生物化学及细胞学变化，并对花性别分化发育机理进行了讨论。 本文应用我们自己建立的一种新的显著提高花粉图像清晰度的黄瓜花粉压片染色 法和石蜡切片法，观察了黄瓜雌、雄花性器官发育的细胞学进程并对雌、雄花几个典型 发育时期内源激素、多胺、核酸和蛋白质含量的变化进行了研究。结果表明： 雌、雄花发育进程存在差异，雄花发育略快于雌花；内源激素、多胺、核酸和蛋白 质均参与了黄瓜性别决定过程。黄瓜雌、雄花几个典型发育时期（雄花为两性期、小孢 子母细胞时期、小孢子四分体时期、花粉粒初成期和雄花成熟期；雌花为两性期、大孢 子母细胞时期、大孢子四分体时期、大孢子时期和雌花成熟期）内源激素含量及其比值 变化的结果为：雌花中GA_3和IAA含量均高于雄花；但只有IAA在雌、雄花中的变化 规律有明显差异，即雌花IAA含量在大孢子母细胞时期以后直到发育成熟持续增加，而 雄花则相反，在小孢子母细胞时期以后直到发育成熟，其IAA含量连续下降；看来，内 源IAA是调控黄瓜性别发育的关键性激素；ZT含量增加有利于大孢子母细胞形成；ABA 含量增加有利于大孢子和小孢子的四分体形成。高水平的ZT/IAA有利于大孢子母细胞 和花粉粒的形成，而大孢子四分体的形成则需要高的GA_3/ZT比值。在两性期到大、小 孢子母细胞时期，内源总多胺、精胺和尸胺的水平决定花性发育的命运，即提高总多胺、 精胺和尸胺的内源水平使两性花向雌性发育，相反，降低总多胺、精胺和尸胺的内源水 平使两性花向雄性发育。腐胺对小孢子四分体和花粉粒的发育具有重要作用，尸胺与小 孢子四分体发育有关，而精胺与花粉粒的成熟有关。尸胺、亚精胺和精胺的水平关系到 大孢子母细胞的发育，此外尸胺还与大孢子四分体发育有关。 在两性向单性转变的初期，DNA显著增加。雌雄花中蛋白质和RNA的变化一致， 但雄花中蛋白质和RNA在小孢子母细胞时期以后迅速增加，雌花中二者则在大孢子四 分体时期以后迅速增加。 用硝酸银和乙烯利分别处理黄瓜雌性系和强雄性系黄瓜幼苗，可在一定节位上诱发 性别逆转。在雌性转雄过程中，茎尖赤霉素pA3）和腐胺含量升高，而生长素（IAAX细 胞分裂素pT）和亚精胺含量则下降。与此相反，在雄性转雌过程中，茎尖赤霉素、腐胺 含量下降，而生长素、细胞分裂素和亚精胺含量升高。可见雄蕊的分化与 GA3和 pllt密 切关连，而雌蕊的分化与 IAA、ZT和 Spd密切关连。这些结果先前均未曾见有过报道。 应用 BTB（滨露香草酚蓝）法、NADH（还原辅酶 I）法和 TTC（氯化三苯基四氮哩）法对 黄瓜雌、雄株进行了苗期鉴别试验。结果显示：雌株还原能力较雄株强。雌、雄株提取 液分别加人BTB液后雌株转色快于雄株，反应后5小时在630urn处雌、雄株吸光值差 异最大，是鉴别黄瓜雌、雄株的最佳时期。BTB法、NADH法和 TTC法鉴别雌、雄株 其差异显著概率均为极显著，但对混种群体的鉴别正确率分别为 100％。71．4％和 100％； BTB和 TTC法可应用于黄瓜雌、雄株茵期鉴别。