粳型不育水稻不育机理的生理生化和细胞学研究

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1、学校代码10459学号或申请号201212131500密级硕士学位论文粳型不育水稻不育机理的生理生化和细胞学研究作者姓名：李建欣导师姓名：代西梅副教授学科门类：理学专业名称：生物物理学培养院系：物理工程学院完成时间：2015年4月Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterMalesterilityofricephysiologicalandbiochemicalresearchandobservatio

2、nofpollencellmicrofilamentBy：JianxinLiSupervisor:Prof.XimeiDaiBiophysicsSchoolofPhysicalEngineeringApr2015原创性声明本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剿窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为，否则，本人愿意承担由此产生的一切法律责任和法律后果，特此郑重声明。学位论文作者列厂年6月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

3、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，第一署名单位仍然是郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。摘要摘要水稻是全球最重要的粮食作物之一，目前全世界大约有50%的人以水稻为主要粮食。水稻在中国不仅有着悠久的种植历史，而且在粮食生产

4、上也占有重要地位。在中国，水稻的播种面积大约占全部耕地的30%。其总产量占所有粮食作物产量的40%以上。其中一个重要的原因就是水稻雄性不育研究与杂种优势的广泛应用。本论文以粳型雄性不育系451A、保持系451B，恢复系455R为研究材料，研究了粳型雄性不育系和保持系在分蘖期和孕穗期的脂膜过氧化产物丙二醛（MDA），超氧化物歧化酶（SOD），过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的动态变化情况。此外还研究了粳型不育系451A及其保持系451B花粉发育过程中的微丝分布情况，具体包括花粉细胞内微丝的分布

5、、花粉在柱头的上萌发和花粉管伸长时微丝的分布情况。通过对粳型雄性不育材料的研究，得到以下结果：1.水稻营养生长阶段的分蘖期不育系叶片中SOD、POD、CAT活性和MDA含量表现出异常，SOD活性不育系高于保持系，CAT活性不育系反而较低，推测这种异常导致不育系MDA含量较高,但是在不育系和保持系之间MDA和三个酶的变化趋势相同，所以不育系积累的膜脂过氧化产物较多，而其代谢系统正常，随着受到的伤害逐渐积累可能是以后发育阶段花粉败育的一个原因。2.水稻生殖生长阶段的孕穗期通过叶枕距标记法选取材料，测得SO

6、D、POD、CAT活性和MDA含量无论是在选取的幼穗材料中还是在叶片材料中，雄性不育系中的MDA的含量都要显著高于保持系，而且在其中的第三个时期——减数分裂期，MDA的含量最高。并且在幼穗发育过程中选择的第三个阶段——减数分裂期，雄性不育系含有较高的SOD、CAT和POD的活性，说明在减数分裂期幼穗中MDA含量增加和SOD活性较高是一种诱导效应。以叶片为实验材料研究结果显示SOD的活性雄性不育系在在阶段三——减数分裂期较高，而CAT和POD的活性保持系均高于不育系，说明叶片的抗氧化能力不育系更弱。由此

7、推测在减数分裂期不育系的代谢系统可能发生紊乱，MDA的过度积累和抗氧化物酶活性显著降低,导致活性氧的产生和清除的平衡过程被打破。最后因为减数分裂期的代谢紊乱会影响后期花粉的发育，导致花粉在后面的发育过程中败育。3.观察正常的保持系花粉发育过程中小孢子母细胞时期核周微丝密集并呈辐射状,可见旋转分布的微丝。减数分裂I纺锤体呈现明亮的荧光。微丝均匀的分布于细胞内，在减数分裂I中后期，可以清晰的看到在细胞两级之间有着大量的微丝分布。减数分裂Ⅱ在四分体时期微丝组成了密集的网络。由微丝等构成的细胞骨架以网格状的形

8、态分布在细胞内，在靠近细胞壁的微丝垂直地面向细胞表I摘要面,形成立体的三维网络。4.雄性不育系花粉发育过程中细胞内微丝分布出现异常。在小孢子母细胞减数分裂期,形成异常的四分体,部分细胞会出现没有微丝的情况，说明大量微丝在四分体时期已经解体。部分花粉的发育在单核小孢子时期就会出现败育情况,此时花粉内含物较少，细胞内可观察到的微丝大量减少或者有的细胞变形,但是细胞核染色较好可以清晰的看到。但是观察到部分花粉也会在二核期败育，此时的细胞内细胞核和细胞质也发生解