桔梗雄性不育材料pa小孢子败育机理研

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1、桔梗雄性不育材料PA小孢子败育机理研究刘自刚1，汪玉琳1，杨亚丽1，呼天明2（1商洛学院生物医药工程系，商洛726000；2西北农林科技大学动物科学学院，杨凌712100）桔梗(Platycodongrandiflorum(Jacq.)A.DC)属于桔梗科、桔梗属，为多年生双子叶草本植物，是一种药用、食用、观赏兼用型异花授粉植物[1]。2006年魏建和等报道了桔梗的杂种优势，并首次获得了桔梗雄性不育材料[2]。之后吴基日等[3]、王志芳等[4]、刘自刚等[5]分别在不同栽培群体中发现鉴定了桔梗雄性不育突变材料，并对不育材料传粉生物学、不育材料结实特征进行了比较研究[5]。关于桔梗不育材料小

2、孢子发育的细胞形态学研究已见相关报道，但因不同学者使用研究材料败育类型不同，所获得结果并不完全一致。魏建和等研究了JA不育材料，发现JA37和JA162不育材料败育发生的细胞学机制不同，JA162败育发生在造孢细胞至花粉母细胞期，败育花药中形成的花粉母细胞数量仅有正常数目的一半，且其在减数分裂前因液泡化而解体[2]；JA37败育发生在四分体期，由于减数分裂形成的异常四分体部分离，最终解体而导致败育。吴松权等以不育种质JXB-1无性繁殖后代为材料研究后认为，花粉母细胞减数分裂形成四分体后，4各小孢子可以相互分离，但由于绒毡层细胞在减数分后期提前解体，导致了小孢子发育的异常而败育[7]。本实验

3、通过对桔梗新不育材料PA4和保持系PB4的小孢子发育过程的光学显微观察的基础上，利用投射电子显微技术对小孢子发育的超微结构特征进行详尽观察，揭示桔梗雄性不育材料PA4败育的细胞学机理，以期为今后的研究提供理论依据。1．材料与方法1.1材料采用桔梗不育材料PA及其可育近等基因材料PB为试验材料，PA、PB为商洛桔梗同一栽培群体中选出的不育单株和可育单株材料，PB连续自交，并用PB的花粉给不育株PA连续授粉，获得稳定的不育株系PA4和可育株系PB4材料。不育材料PA4雄蕊短小、花药干瘪萎缩，灰褐色，花药中有极少量外形不规则败育花粉，但不育花雌蕊、蜜腺发育正常，花冠略大，异花人工授粉和天然授粉结

4、籽率与可育花相同；保持系PB4成熟华药饱满，淡黄色，开裂后散出大量花粉沾满柱头。2007年3月20日育苗，5月25日移栽于香菊制药公司植物药园，栽培密度为10cm×25cm，田间管理同当地常规栽培。1.2实验方法于盛花期晴天上午采集不同大小的花蕾，用压片法经醋酸洋红染色，在光镜下确定花药各发育时期，然后对各发育时期的花药用二甲砷酸钠缓冲液(0.1mol·L-1,pH7.2)配制的3%戊二醛窜温下前固定2~3小时或更长时间，1％锇酸室温下后固定3小时。固定后的材料用0.1mol·L-1二甲砷酸钠缓冲液(pH7.2)冲洗3次，每次30分钟。系列梯度乙醇脱水，环氧丙烷过渡，在环氧树脂Spurr中

5、渗透与包埋，70℃温箱中聚合8小时。在LeicaUItracutR型超薄切片机上切片，切片厚度为70~80nm。超薄切片经醋酸双氧铀和柠檬酸铅染色后，在JEM.1230型透射电子显微镜下观察并照相。2.结果与分析