特棉S-1花药发育的细胞学观察以及温度对棉花花粉萌发和花粉管生长的影响

论文摘要

本文以“特棉S-1”和耐高温棉花品系、常规棉花品种、抗虫棉等12个材料为供试材料，分别编号为1-12号，其中，12号是“特棉S-1”。分别从幼蕾生长，与花粉发育时期的关系，特棉S-1的形态特征和花药发育的细胞学基础，温度对棉花花粉萌发和花粉管生长的影响，单株铃数和成铃率与花粉管萌发和花粉管长度的关系，高温下不同材料花粉粒形态学特征等方面进行了比较系统的研究。研究结果如下：（1）棉花温敏雄性不育系“特棉S-1”花粉发育的5个时期与幼蕾的生长长度存在一定的对应关系。当幼蕾长度为2～3mm时，小孢子发育处于造孢细胞增殖期；当幼蕾长度为3～3.5mm时，处于花粉母细胞减数分裂期；幼蕾长度为3.5～5mm时，处于四分体至小孢子释放期；幼蕾长度为5～8mm时，处于花粉粒发育期：幼蕾长度为＞8mm时，花粉粒发育成熟。（2）通过显微镜观察，对棉花温敏雄性不育系进行了细胞学研究。结果表明：在高于30℃的田间条件下，棉花温敏雄性不育系“特棉S-1”花药中基本没有花粉粒、或者有少数正常花粉粒、或者出现较多的畸形花粉粒，这三种花都不能正常授精；在特棉S-1败育时期，花粉母细胞减数分裂异常，出现了两个、三个或多个粘连在一起的花粉母细胞、一分孢子、二分孢子、三分孢子以及没有细胞质或者细胞质偏少的异常四分孢子。（3）研究了不同温度离体培养条件下对棉花花粉粒萌发和花粉管生长的影响。结果表明：在25℃的培养条件下，温敏材料的花粉萌发率最高，花粉管长度最长。而对于其它材料来说，在30℃培养条件下，花粉萌发率最高，25℃培养条件下的花粉管长度最长。不同温度处理，不同材料的花粉萌发率和花粉管长度不同。花粉萌发率最高值的范围是57.67％（材料1）～28.07％（特棉S-1）。花粉管长度最大值的范围770μm（材料5）～350μm（特棉S-1）。（4）在田间高温逆境条件下，不同棉花材料的单株成铃数和成铃率与花粉萌发率和花粉管长度之间存在显著的相关性。一般来说，花粉萌发率高和花粉管长度长的材料，它们的单株铃数和成铃率就高，而花粉萌发率低、花粉管长度短的材料，则它们的成铃率和单株平均成铃数就低。（5）大田自然高温逆境对不同棉花材料的花粉有不同程度的影响，其中对棉花温敏雄性不育系“特棉S-1”影响最大，畸形花粉粒率大于50％。畸形花粉粒要明显多于其它材料，是其它材料的4到8倍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 棉花雄性不育系的形态特征
• 2 棉花雄性不育系的主要类型
• 2.1 细胞核雄性不育系
• 2.1.1 单隐性核不育系
• 2.1.2 双隐性核不育系
• 2.2 质核互作雄性不育系
• 2.3 温敏雄性不育系
• 2.4 转基因棉花雄性不育系
• 3 棉花雄性不育系细胞学观察
• 3.1 雄性不育的败育时期和细胞形态特征
• 3.1.1 败育时期
• 3.1.2 棉花雄性不育系败育的细胞形态特征
• 4 生化物质与棉花雄性不育
• 4.1 碳水化合物异常
• 4.2 蛋白质组成异常
• 4.3 酶活性异常
• 4.4 内源激素
• 5 棉花雄性不育的分子机理
• 6 影响花粉萌发以及花粉管生长因素的研究
• 6.1 钙离子浓度对花粉萌发以及花粉管生长的影响
• 6.2 硼对花粉萌发以及花粉管生长的影响
• 6.3 PH值对花粉萌发以及花粉管生长的影响
• 6.4 温度对花粉萌发及花粉管生长的影响
• 6.5 G蛋白对花粉萌发及花粉管生长的影响
• 7 研究的目的、意义和内容
• 7.1 研究的目的与意义
• 7.2 研究的内容
• 材料与方法
• 1 材料
• 2 试验方法
• 2.1 特棉S-1花粉发育时期与幼蕾生长速度关系的研究
• 2.2 形态学研究
• 3 数据处理
• 结果与分析
• 1 特棉S-1的形态特征及小孢子发育时期与幼蕾生长速度的关系
• 1.1 特棉S-1小孢子发育时期与幼蕾生长速度的关系
• 1.2 棉花温敏雄性不育系特棉S-1的形态学特征
• 2 特棉S-1的花药细胞学观察
• 3 不同温度处理对花粉萌发和花粉管生长的影响
• 3.1 不同温度处理对特棉S-1可育花粉萌发和花粉管生长的影响
• 3.2 不同温度处理对特棉S-1可育花粉和其它品种的花粉萌发及花粉管生长的比较分析
• 3.2.1 15℃离体培养条件下对花粉萌发和花粉管的影响
• 3.2.2 20℃离体培养条件下对花粉萌发和花粉管的影响
• 3.2.3 25℃离体培养条件下对花粉萌发和花粉管的影响
• 3.2.4 30℃离体培养条件下对花粉萌发和花粉管的影响
• 3.2.5 35℃离体培养条件下对花粉萌发和花粉管的影响
• 3.2.6 40℃离体培养条件下对花粉萌发和花粉管的影响
• 3.2.7 不同温度离体培养条件下对不同材料花粉萌发的影响
• 3.2.8 不同温度离体培养条件下对不同材料花粉管长度的影响
• 4 花粉萌发以及花粉管长度与大田成铃率的关系
• 4.1 不同材料的成铃率、平均单株成铃数的比较
• 4.1.1 不同材料不同调查时期的成铃率比较
• 4.1.2 不同材料不同调查时期的单株成铃数的比较
• 4.2 单株成铃数和成铃率与花粉萌发率和花粉管长度的相关分析
• 4.2.1 单株成铃数和成铃率与花粉管长度的相关性
• 4.2.2 单株成铃数与花粉萌发率和花粉萌发的相关分析
• 5 高温条件下花柱上花粉粒形态学特征
• 讨论
• 1 特棉S-1幼蕾生长长度与花粉发育的关系以及形态特征
• 1.1 特棉S-1幼蕾生长长度与花粉发育的关系
• 1.2 特棉S-1的形态学特征
• 2 棉花温敏雄性不育系特棉S-1的花药和小孢子败育特征
• 3 不同温度处理对花粉萌发和花粉管生长的影响
• 3.1 不同温度处理对棉花温敏雄性不育系特棉S-1的可育花粉的影响
• 3.2 不同温度处理对特棉S-1可育时期和其它品种的花粉萌发及花粉管生长的影响
• 4 单株成铃数和成铃率与花粉萌发率和花粉管长度的相关性
• 5 高温对花柱上花粉粒形态的影响
• 6 问题与有待进一步研究的内容
• 6.1 特棉S-1细胞学观察的问题
• 6.2 有待进一步研究的内容
• 6.2.1 特棉S-1的遗传特性的研究
• 6.2.2 棉花耐高温机制的研究
• 7 创新之处
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介