洋葱T 型细胞质雄性不育与花蕾ATP 含量的关系

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1、研究论文中国蔬菜CHINAVEGETABLES2016（2）：32-35洋葱T型细胞质雄性不育与花蕾ATP含量的关系111，2*11马蓉丽　成　妍　吴海涛　焦彦生　乔　宁12（山西省农业科学院蔬菜研究所，山西太原030031；温州科技职业技术学院，浙江温州325000）摘　要：以洋葱T型细胞质雄性不育系8-43A、保持系8-43B和恢复系8-43-57C为试材，采用萤火虫荧光素酶检测技术，分析花蕾不同发育时期三磷酸腺苷（ATP）的含量变化，研究洋葱T型细胞质雄性不育与花蕾ATP含量的关系。结果表明：在整个花药发育过程中的各个阶段，保持系和恢复系的花蕾之间ATP含量均

2、无显著差异，不育系花蕾ATP含量均极显著低于保持系和恢复系，尤其在花粉粒成熟早期，仅为保持系和恢复系的1%；花粉粒成熟早期，不育系花蕾ATP含量下降到不足四分体时期的1/10，说明花药发育通过单核期后耗费了组织内大量的ATP，更重要的是ATP的产生可能出现了障碍；洋葱T型细胞质雄性不育系花蕾ATP含量极显著低于各时期的可育株，可能是导致其雄性不育的原因。关键词：洋葱；T型细胞质雄性不育；花蕾；ATP含量细胞质雄性不育（cytoplasmicmalesterile，蛋白质、脂肪、糖和核苷酸的合成都需它参与，可CMS）是植物中广泛存在的现象，已经在逾320个促使机体各种细

3、胞的修复和再生，增强细胞代谢活种中发现存在细胞质雄性不育（孙新菊，2015）。性（吕俊恒和邓明华，2014）。细胞质雄性不育的不育性状不但能被恢复系恢复育根据细胞核中控制育性的基因不同，洋葱性，还可以用保持系维持其后代的不育性，因此在CMS被分成S型和T型两种（吴海涛等，2009）。植物杂交育种以及核质互作研究中占有非常重要的S型不育由1对隐性基因（msms）控制，最早在地位。洋葱品种意大利红中发现（Jones&Emsweller，洋葱（AlliumcepaL.）是世界上栽培时间最早、1936）；T型不育受3对基因控制：1对相对独立的栽培面积最大的蔬菜作物之一，也

4、是我国出口创汇基因（A）和2对互补基因（B和C），在法国洋葱最多的蔬菜作物之一（梁毅等，2009）。但由于洋品种Jaunepailledesvenus中首先发现（Berninger，葱每朵小花仅产生6粒种子，人工去雄授粉成本很1965）。高，应用雄性不育系制种省时省工，因此洋葱CMS吴海涛（2010）采用分子标记方法鉴定出洋葱的研究非常重要（王建军等，2003）。品种沙沟红皮的不育系8A为T型CMS（T-CMS）。三磷酸腺苷（ATP）是以次黄嘌呤核苷酸为底为了初步判断洋葱T-CMS是否在小孢子发育能量物，经生物发酵技术制得的高能化合物，是体内组需求旺盛阶段通过减少

5、ATP的合成量诱导花粉败织细胞一切生命活动所需能量的直接来源，被誉为育，本试验对该材料的小孢子败育前后的ATP含细胞内能量的“分子货币”，储存和传递化学能，量进行测定分析，旨在为洋葱T型细胞质雄性不育系的进一步研究与利用奠定基础。马蓉丽，女，研究员，主要从事蔬菜遗传育种方面的研究，E-mail：marongli1957@163.com1　材料与方法*通讯作者（Correspondingauthor）：吴海涛，男，博士，助理研究员，1.1　试验材料主要从事蔬菜遗传育种方面的研究，E-mail：cucum2008@126.com供试洋葱T型细胞质雄性不育系、保持系和恢收稿

6、日期：2015-08-12；接受日期：2015-12-09基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（31201638）复系均从山西地方品种沙沟红皮中选出，回交10—32—《中国蔬菜》学术论文下载www.cnveg.org中国蔬菜CHINAVEGETABLES研究论文代，为近等位基因系。不育系材料为8-43A，保持绿色、不透明、多汁液，其中大部分花粉处于单核系材料为8-43B，恢复系材料为8-43-57C，均由花粉粒期（图1-f）；当花球外苞即将或刚开裂时，山西省农业科学院蔬菜研究所提供。花蕾横径为0.27～0.33cm、纵径为0.35～0.39cm1.2　试验方法

7、（图1-g），花药呈绿色、不透明、少汁液，其中2012年8月下旬播种不育系、保持系和恢复大部分花粉处于花粉粒成熟早期（图1-h）。系洋葱种子于山西省农业科学院东阳试验基地，11月中旬囤苗越冬，翌年3月中旬定植，7月中旬收获，贮藏越夏，10月中旬定植种球，2014年5月下旬抽薹现蕾。1.2.1　不同时期花蕾的分级和取样　在开花初期于abc上午8：00～10：00在田间摘取可育系发育程度不同的新鲜花球，撕开外苞片，测量不同大小花蕾的横径、纵径，剥取花药，在载玻片上挤压出小孢子，用0.5%的醋酸洋红染色，光学显微镜下观察并统计小孢子