收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

‘无核瓯柑’、温州蜜柑无核的细胞及分子机理研究

胡志勇  
【摘要】: 柑橘雄性不育是导致柑橘果实无核的主要原因之一。本实验对细胞质雄性不育柑橘品种‘国庆一号’温州蜜柑小孢子发育过程进行了研究,并克隆到几个可能与胞质雄性不育相关的线粒体基因,应用RT-PCR、Northern杂交和RNA原位杂交技术对这些线粒体基因在花药发育过程中的时空表达情况进行研究。此外对‘瓯柑’突变品种‘无核瓯柑’以及其他一些不育或低育柑橘品种,应用细胞学、组织化学等手段对它们的不育原因进行了初步研究。主要研究结果如下: 1、对普通‘瓯柑’及其无核突变体的花粉形态及育性进行观察和测定,发现两者的花粉粒外观结构相同,花粉量相近;但普通‘瓯柑’成熟花粉的KI-I_2和FDA染色活力分别为84.5%和71.4%,而‘无核瓯柑’均为0;这说明花粉败育是导致‘无核瓯柑’无核的主要原因。 采用半薄切片对普通‘瓯柑’和‘无核瓯柑’的小孢子发育过程进行了对比观察,发现‘无核瓯柑’几乎全部的四分体都表现出异常。采用压片法对‘无核瓯柑’的四分体时期进行观察,发现存在着从单分体、二分体、三分体、四分体一直到七分体等各种情况的异常现象,而且在每个异常的四分体中,小孢子的大小极不均一,从而导致最后形成的花粉粒也极不一致,其花粉粒的直径从10μm到30μm不等;而普通‘瓯柑’中皆为正常的四分体。这进一步说明减数分裂异常是导致‘无核瓯柑’花粉败育的主要原因。 组织化学检测发现,普通‘瓯柑’成熟花粉粒中含有大量淀粉粒,而‘无核瓯柑’花粉中很少;普通‘瓯柑’成熟花粉粒表面积累的脂类物质也比‘无核瓯柑’多;因而推测淀粉、多糖等营养物质积累的不足可能是‘无核瓯柑’花粉不能萌发的主要原因之一。 2、对‘国庆一号’温州蜜柑花粉育性和果实种子数进行了调查,发现其花粉醋酸洋红染色活力为35%,萌发活力为零,说明其花粉是完全不育的;‘国庆一号’温州蜜柑自然状态下平均每果种子数为1粒,而当用枳花粉对其进行授粉后发现,其平均每果种子数增加到4粒。花粉败育是导致‘国庆一号’温州蜜柑无核的主要原因。 采用半薄切片对‘国庆一号’温州蜜柑小孢子发育过程进行了观察并将这一过程划分为4个时期,即小孢子母细胞形成期、小孢子母细胞减数分裂期、花粉粒形成期和花粉败育期;并确定了小孢子的败育时期最早出现在减数分裂期,但其大量败育主要发生在小孢子从四分体中释放出来之后的花粉发育早期。花粉母细胞减数分裂行为观察发现,其减数分裂行为中期Ⅰ不正常比例只占16.9%,后期Ⅰ全部正常,说明其减数分裂基本正常,进一步证实了‘国庆一号’小孢子的败育时期主要发生在减数分裂之后的花粉发育早期。而TUNEL检测发现,在‘国庆一号’温州蜜柑花粉败育时期的花药绒毡层细胞中检测到DNA损伤信号;同时在四分体时期的母细胞中也出现DNA损伤,并且在从四分体中释放出来的小孢子中大量检测到DNA损伤信号。说明在‘国庆一号’温州蜜柑的绒毡层和小孢子发育过程中可能存在着细胞程序性死亡现象。 3、根据线粒体基因的高度保守区段序列设计引物,从‘国庆一号’温州蜜柑中扩增得到三个线粒体基因片段Citatp6,Citcob和CitcoxⅡ,序列比对分析发现它们与其他10余种植物中的atp6,cob和coxⅡ基因分别具有85%,98%和96%的同源性;Southern杂交发现它们在柑橘中为多拷贝。 RT-PCR和Northern杂交发现Citatp6,Citcob和CitcoxⅡ的表达模式相似,都是在‘国庆一号’温州蜜柑叶片和减数分裂时期的花蕾中大量表达;Citcob只产生一个转录本,而Citatp6和CitcoxⅡ产生两个转录本。RNA原位杂交结果进一步表明Citatp6、Citcob和CitcoxⅡ表达规律相似,在花粉母细胞中的表达很低,在花粉母细胞减数分裂时期表达不断增强,四分体时期的小孢子母细胞中达到最强,在释放的小孢子中逐渐减弱,在成熟以及败育的花粉中不再表达;在绒毡层中的表达也具有特异性,也是在四分体时期达到最高,在小孢子形成时期显著降低,最后在成熟以及败育的花粉时期检测不到表达。推测线粒体基因在‘国庆一号’温州蜜柑花药中的特异性表达可能改变了其雄配子发育过程的线粒体呼吸状态,进而导致其雄性不育。 4、采用细胞学、组织化学等方法对四个不同育性柑橘品种‘耐湿脐橙’、‘国庆一号’、‘华农本地早’橘和‘HB’柚进行了对比研究。研究发现‘耐湿脐橙’只形成胞原细胞,随后开始降解,以致花药败育无花粉产生;其他品种小孢子都经历减数分裂过程形成花粉粒,但不育品种‘国庆一号’在小孢子从四分体中释放出来后大量败育;组织化学检测发现在可育成熟花粉中含大量淀粉粒,花粉表面积累大量脂类物质,而不育花粉相应积累较少;对不同时期花药POD同工酶电泳发现,在不育和低育品种‘耐湿脐橙’、‘国庆一号’、‘华农本地早’橘花药发育早期POD活性最强,而在可育品种‘HB’柚中的活性最低,说明POD同工酶可能与柑橘雄性不育相关。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王天宇;夏谷核型高度雄性不育系的研究与利用[J];河北农业大学学报;1991年02期
2 蒋爱湘;肖建国;周国雷;严盛勋;范俊山;石斯发;祁忠占;徐冬;;SC2053诱导的雄性不育进程中过氧化物酶同工酶的研究[J];中国农业大学学报;1993年S4期
3 ;高接换冠——柑橘品种优化的捷径[J];陕西林业;1994年03期
4 惠安堂,严自斌;烤烟雄性不育杂种优势利用的研究[J];陕西农业科学;1995年03期
5 段生福;甜菜雄性不育杂交制种技术[J];甘肃农业科技;1999年03期
6 张显,王鸣,张进升,杨建强;S_(29)西瓜雄性不育材料的研究初报[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2003年02期
7 ;雄性不育“灭鼠剂”获国家专利[J];湖南农业;2005年03期
8 李莹莹,魏佑营,张瑞华,吕杰;辣椒雄性不育“三系”花蕾中3种同工酶活性的动态变化[J];中国农学通报;2005年04期
9 王承赋;;影响柑橘流蜜的因素[J];中国蜂业;2008年11期
10 ;油菜雄性不育两型系选育[J];上海农业科技;1978年17期
11 李宏侠;浅谈甜菜雄性不育研究概况及应用前景[J];中国糖料;1994年02期
12 张述尧,邵思全,刘峰;玉米C型雄性不育的利用试验初报[J];作物杂志;1995年05期
13 张述尧,邵思全,刘峰;玉米C型雄性不育的利用初报[J];云南农业科技;1995年02期
14 李德超;辣椒雄性不育研究中几个问题的探讨[J];种子科技;1995年02期
15 张子学,何华奇,王烨;辣椒雄性不育初探[J];安徽农业技术师范学院学报;1997年04期
16 曾小玲,方淑桂,陈文辉;十字花科蔬菜雄性不育的研究进展[J];福建农业科技;2001年06期
17 刘宗华,汤继华,胡彦民,季洪强,季良越,罗福和,陈伟程;玉米豫玉22雄性不育“三系”的选育[J];作物杂志;2002年01期
18 陈举林,马冲,苏波,侯玮,曹继安;玉米雄性不育增产因素研究[J];山东农业科学;2002年06期
19 王维成,赵图强,陈惠瑜,艾依肯;甜菜雄性不育多倍体新品种ST9818的选育[J];中国糖料;2004年04期
20 杨光明;;湘西地区柑橘花期蜂群的管理[J];蜜蜂杂志;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 曾莲;唐小浪;;广东省柑橘优势产业布局研究[A];科技与创新——广东园艺科技论文集(广东省园艺学会第九次会员大会暨学术研讨会论文集)[C];2010年
2 梁植荣;刘山水;;娄底市2008年柑橘受冻分析与防御对策[A];园艺学文集5[C];2010年
3 林羡;徐玉娟;吴继军;陈于陇;温靖;;四种广东柑橘果肉的糖酸组成研究[A];“食品加工与安全”学术研讨会暨2010年广东省食品学会年会论文集[C];2010年
4 于洪柱;王志锋;金春花;徐安凯;;苜蓿雄性不育材料的新成员——MS-GN[A];中国草学会牧草育种委员会第七届代表大会论文集[C];2009年
5 吕书文;王允兰;李海涛;穆欣;张立新;;番茄闭药雄性不育的机理及其遗传特性的研究[A];中国园艺学会成立70周年纪念优秀论文选编[C];1999年
6 曹庆芹;伊华林;邓秀新;;柑橘雄性不育资源胞质DNA的遗传多型性研究[A];湖北省遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年
7 沈火林;;辣椒雄性不育稳定性对杂种种子纯度影响的研究[A];全国蔬菜遗传育种学术讨论会论文集[C];2002年
8 张鲁刚;;白菜类作物雄性不育研究新进展[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
9 陈小军;丁毅;;云南紫稻细胞质雄性不育系花药发育过程中Ca~(2+)分布的电镜观察[A];湖北省遗传学会第七次代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2004年
10 高国训;顾自豪;;蔬菜雄性不育的植物激素机理研究进展[A];中国园艺学会第九届学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 阮氏雪(NGUYEN THI TUYET);柑橘花粉染色体加倍与越南柑橘三倍体育种的研究[D];南京林业大学;2011年
2 胡志勇;‘无核瓯柑’、温州蜜柑无核的细胞及分子机理研究[D];华中农业大学;2007年
3 王玖瑞;枣树雄性不育和胚败育研究[D];河北农业大学;2004年
4 林清山;柑橘林碳汇潜力和生态服务价值研究[D];福建农林大学;2010年
5 何利刚;柑橘CBF类似基因低温胁迫下的表达与分析[D];华中农业大学;2010年
6 温明霞;重庆柑橘钙素营养及调控研究[D];西南大学;2012年
7 李福荣;万寿菊雄性不育的遗传与应用研究[D];北京林业大学;2005年
8 洪德林;粳稻雄性不育恢复源恢复力的遗传研究[D];南京农业大学;1988年
9 王俊生;小麦生理型雄性不育花药活性氧代谢和基因表达分析[D];西北农林科技大学;2010年
10 范净;柑橘转GFP、AP1和LFY基因植株群体的分子鉴定与基因表达研究[D];华中农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘高平;根癌农杆菌介导雄性不育基因转化柑橘的研究[D];华中农业大学;2005年
2 田继微;受四环素调控的基因工程雄性不育系统导入水稻的研究[D];湖南农业大学;2005年
3 李红霞;粘类小麦雄性不育恢复基因的遗传分析及RAPD标记[D];西北农林科技大学;2005年
4 蓝碧秀;普通野生稻雄性不育和恢复特性研究[D];广西大学;2007年
5 范宝磊;新型化学杀雄剂WP和YB诱导油菜雄性不育机理初探[D];华中农业大学;2007年
6 张颖;玉米自交系转基因受体系统的建立及Barnase/Barstar基因的遗传转化[D];四川农业大学;2004年
7 逯红栋;辣椒(Capsicum annuum L.)雄性不育性机理研究[D];西北农林科技大学;2006年
8 纪玉忠;食荚豌豆雄性不育的遗传研究及生理生化分析[D];中国农业大学;2005年
9 寸宇智;缘毛鸟足兰的生殖生态学研究[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
10 赵莎;光敏核不育水稻花粉发育的细胞学研究与PCD检测[D];华中农业大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 沈德春 讲述 记者 陈江整理;远教架起致富桥[N];恩施日报;2011年
2 本报通讯员 邓珍辉 覃道武 王燕燕;外销柑橘5000多吨[N];张家界日报;2011年
3 记者 张海滨 通讯员 朱惠刚;五柳村橘农尝到了品种改良的甜头[N];金华日报;2011年
4 本报记者 刘辉霞 雷莉云;不同生态区域应选用适宜的品种[N];湖南科技报;2009年
5 铁铮;柑橘品种结构调整有科技支撑[N];中国绿色时报;2003年
6 记者 胡稳;首届柑橘品鉴会甜蜜举行[N];常德日报;2010年
7 北京农学院 中国农科院蔬菜花卉所;辐射诱发百合雄性不育[N];中国花卉报;2006年
8 记者刘志强;贵州柑橘品种结构将全面优化[N];科技日报;2002年
9 ;重庆柑橘五月鲜[N];农民日报;2011年
10 艳青 晓红;隆平高科辣椒雄性不育研究有突破[N];农民日报;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978