水稻突变化shuanglimi的生殖发育特性研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofDoctorStudiesontheCharacteristicsofReproductiVeDevelopmentofaMutant(shuangliml)inRice(OryzasativaL．)ByShuaipengZhao一Supervisor：QunceHuangBiologicalPhysicsSchoolofPhysicsandEngineeringMarch2013学位论文原创性声明IIIIliIII

2、nlllllllllllIIIIJlllllllY2546059本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复

3、印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日中文摘要在水稻的遗传改良中，有效地创造出遗传性变异材料是提高改良效果和加快改良步伐的基础和前提条件。利用现代生物技术创造出各种突变体材料，这将为水稻遗传改良提供更加丰富的种质资源。创造出各种水稻花器官突变

4、体并对其特征特性进行深入研究则有助于全面阐明水稻花器官的发育模式及其机理。利用低能氮离子束介导技术将玉米全基因组DNA导入水稻品种IR36，在其后代中筛选到1株具有“双粒米”特性的突变体(即shuanglimi)。以遗传基础稳定的水稻突变体shuanglimi品系为试验材料，对其主要农艺性状的表现特征、抗逆生理特性、颖壳的形态特征和雌雄配子体的发育特点及其遗传基础进行了比较深入地研究，由此获得如下研究结果。1．利用生物学常规研究方法对水稻突变体shuanglimi的主要农艺性状的特点、育性特征和抗逆生理特性进行了研究

5、。研究结果表明，在M4代群体内，主要农艺性状(株高、剑叶长、剑叶宽、分蘖数、穗长、结实率和千粒重)相对稳定，群体呈现出整齐一致的状态。在群体内，大约90．53"--'91．36％单株表现为高度不育，6．60"-'7．55％单株表现为可育单粒，1．98—2．16％单株表现为可育双粒。对可育穗而言，单粒籽粒的颖壳和双粒籽粒的颖壳在长度上无显著性差异。然而，不育穗的颖壳长度比可育穗中单粒颖壳长度和双粒颖壳长度分别长22．14％和18．33％。在小穗发育期受到UV-B胁迫时，shuanglimi中MDA含量只有在孕穗中期略高

6、于CK,其余发育阶段均低于CK；POD始终低于CK，而SOD和CAT在孕穗期分别高于或接近于CK。对于GSH和可溶性糖而言，shuanglimi孕穗期的含量高于CK，而在抽穗期低于CK；在扬花期，两者的含量均有所降低并与CK的含量相近似。在抽穗期对shuanglimi的剑叶净光合效率、水分利用率、羧化效率、蒸腾作用和气孔导度的研究结果表明，除蒸腾作用和气孔导度shuanglimi与CK无显著性差异外，其剑叶净光合效率、水分利用率以及羧化效率较CK分别降低71．18％、72％和79％，而胞间C02浓度却提高了近2倍。s

7、huanglimi光合作用比较弱的原因可能与叶绿素含量的降低和剑叶中大小维管束数目比较少有一定的相关性。2．利用形态学鉴定方法对水稻突变体shuanglimi颖花的形态特征进行了研究。研究结果表明，在shuanglimid、花中，仅有13．84％的小花具有6枚正常的花药，其余小花所具有的花药数目在1枚～5枚之间不等，其中大多数为3枚(32．31％)或5枚(24．60％)，没有发现无花药颖花或超过6枚花药的颖花。在试验材料中大约60％的材料表现为花丝中无导管，40％的材料表现为药隔发生了异常发育，其中文摘要中包括连体双

8、药隔和空药隔的特殊状态。表型异常的子房占35．18％，略低于表型正常的单子房(43．26％)，正常的双子房占11．93％，与无子房结构出现的频率非常接近。同时，在内稃、外稃的基部内侧着生有4个浆片化颖片，或成叶状或成针状。笔者推测“双粒”的形成可能是当小穗的顶端小花进入分化阶段时，颖花原基可能均等地分化出两套相等的雌蕊原基和雄蕊原基，由此分别发