洋蔥細胞質(zhì)雄性不育的機理研究.pdf

1、洋蔥是世界上最重要的園藝作物之一，其雜種優(yōu)勢十分明顯，選育一代雜交品種是洋蔥育種的主要方向。洋蔥花器小，單花結(jié)籽率低，人工去雄成本高，利用雄性不育系是配制雜交種子的有效途徑。本研究采用光鏡、電鏡、DNA梯度技術(shù)和RAPD(隨機擴增片段長度多態(tài)性DNA)分子標記技術(shù)，對江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所選育的兩套不育系洋蔥63A、70的CMS機理進行了初步研究，結(jié)果如下： 1、不育系63A及其相應(yīng)保持系63B的小孢子發(fā)生與花藥壁發(fā)育的顯微結(jié)構(gòu)，

2、結(jié)果表明： ①花粉母細胞時期，保持系和不育系花藥花粉母細胞均發(fā)育正常，但不育系花粉囊形狀不規(guī)則，絨氈層發(fā)育遲緩。 ②四分體時期，保持系和不育系四分體形成正常，但兩者中層和絨氈層差異較大。保持系中層細胞排列整齊，細胞核清晰可見，絨氈層細胞質(zhì)濃郁發(fā)達；而不育系中層嚴重退化，絨氈層與藥室壁完全脫離，細胞質(zhì)濃縮、空泡化。 ③小孢子時期，隨著小孢子發(fā)育成熟保持系中層、絨氈層已逐漸降解，但兩者的核清晰可見；此時，不育系小孢子已經(jīng)出現(xiàn)干癟現(xiàn)象，

3、聚集在一起，中層、絨氈層完全降解。 ④花粉粒時期，保持系花粉粒發(fā)育飽滿，中層和絨氈層完全降解。而不育系空殼花粉粘在一起，形成粗線狀，藥室嚴重收縮。 2、不育系63A及其相應(yīng)保持系63B的小孢子發(fā)生與花藥壁發(fā)育的超微結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明： ①四分體時期，在電子顯微鏡下觀察不育系花藥絨氈層出現(xiàn)胞質(zhì)收縮、染色質(zhì)濃縮、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)溢滿和線粒體腫脹等細胞程序性死亡(PCD)的特點。 ②小孢子時期，在電子顯微鏡下觀察保持系小孢子形成花粉壁，細胞器發(fā)育

4、正常；不育系小孢子開始收縮，細胞器數(shù)目大為減少，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)發(fā)育受阻，并出現(xiàn)同心圓結(jié)構(gòu)，核糖體聚集，線粒體數(shù)目少，嵴不發(fā)達，內(nèi)外膜解體，花粉內(nèi)壁發(fā)育受阻。 3、不育系63A絨氈層PCD檢測： 對不育系四分體時期花蕾DNA電泳檢測，結(jié)果表明： 不育系四分體時期花蕾DNA可以呈現(xiàn)明顯的DNAladder，而保持系僅出現(xiàn)少量DNA降解。 綜上所述，我們推測不育系小孢子敗育與作為小孢子發(fā)育必不可少的疏導(dǎo)組織的絨氈層提前衰退有關(guān)。4、cpDNA和核

5、DNA的RAPD分析： 對不育系70和相應(yīng)保持系71的葉綠體DNA(cpDNA)進行了100個單引物的多態(tài)性研究。結(jié)果表明：30個引物有擴增，6個表現(xiàn)出多態(tài)性，對初篩的6個隨機引物進行重復(fù)篩選和單株驗證，只有S10擴增出的多態(tài)性片段表現(xiàn)穩(wěn)定。 對不育系70和相應(yīng)保持系71的核DNA進行了100個單引物的多態(tài)性研究。結(jié)果表明：46個引物有擴增產(chǎn)物，5個表現(xiàn)出多態(tài)性。對初篩的5個隨機引物進行重復(fù)篩選和單株驗證，只有G02擴增