小麦雌性不育系子房发育的观察与分析

论文摘要

小麦是世界上最重要的农作物之一。雌性不育系小麦XND126及其衍生系4042是普通小麦的一个雌性不育突变体。对此突变体的深入研究,有可能为小麦杂交育种及无融合生殖育种提供重要的基础材料。目前,对雌性不育系小麦的研究所取得的一些成果主要是在通过SSR分子标记技术对雌性不育基因的QTL定位,以及利用经典遗传学理论对不育机理的分析方面。本研究主要是从雌性不育系小麦4042的子房形态学和组织胚胎学角度去探讨其雌性不育机理,并积累相关基础性资料,以期为推断小麦雌性不育之根本原因,从子房形态发育和组织胚胎学等方面为分子生物学研究提供一定的佐证。主要结果如下:1.以普通小麦育性正常品种8901和辽春10号、雌性不育系4042的早期子房作为观察对象,通过石蜡切片比较观察和统计,发现雌性不育小麦子房败育的原因是多方面的,主要是双受精障碍,占所有不育子房的50%以上,其次是早期的原胚虽然发育正常,但胚乳发育有不同方式的异常,最终导致子房的败育,雌性总不育率达93.3%。第一次系统地揭示了小麦雌性不育系的胚胎学机理。2.通过对杂种(8901×4042,辽春10号×4042)F1幼胚发育的切片观察、统计和与双亲本的比较,发现其雌性育性接近于P1亲本雌性育性正常的普通小麦,但F1代中又有少数约占4.6%的子房出现不同程度的雌性发育异常。此结果进一步印证了经典遗传学的研究结果,即小麦雌性不育性是一个较为复杂的性状,不仅受到主效隐性基因的控制,而且还受到多个微效基因的影响。同时,结合雌性不育的多种胚胎学性状表现,还探讨了主效基因和多个微效基因在胚胎学层次上控制雌性育性的可能作用方式。3.通过对雌性不育系小麦4042和育性正常小麦品种8901花后不同时期、授粉与否子房的连续观察、测量和比较,发现正常授粉下小麦雌性不育系的早期子房发育特征(重量、长度、宽度和厚度)与其未授粉的子房及8901未授粉子房等的发育特征非常相似,并据此推断小麦雌性不育系的雌性不育在很大程度上是由于双受精障碍,或者是胚乳发育障碍,印证了组织胚胎学的实验结果。同时还发现小麦雌性不育系4042特殊穗形产生的原因是其子房厚度较大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 小麦概况
• 1.1.1 小麦起源
• 1.1.2 小麦生态类型及分布
• 1.1.3 普通小麦的形态学特征
• 1.1.4 小麦的营养品质
• 1.2 小麦胚胎学基础
• 1.2.1 小麦胚珠
• 1.2.2 小麦大孢子发生
• 1.2.3 小麦胚囊及其发育
• 1.2.4 小麦柱头
• 1.2.5 小麦开花、传粉及受精
• 1.2.6 小麦胚乳、胚及其之间的关系
• 1.2.7 小麦籽粒
• 1.3 小麦雌性不育
• 1.3.1 小麦雌性不育的理论与实践意义
• 1.3.2 普通小麦雌性不育系的研究现状
• 1.4 植物雌性不育机制
• 1.4.1 被子植物雌性不育的广泛性
• 1.4.2 被子植物雌性不育的组织形态学机理
• 1.4.3 植物雌性不育基因的探寻
• 1.5 本研究的目的和意义
• 第二章 小麦雌性不育系的组织胚胎学观察与分析
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 花期标记
• 2.2.3 取材与处理
• 2.2.4 切片、观察及记录
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 普通小麦的成熟胚囊及其胚胎的早期发育
• 2.3.2 雌性不育系4042 的早期发育
• 1的胚胎早期发育'>2.3.3 （普通小麦品种×4042）F₁的胚胎早期发育
• 2.4 讨论
• 第三章 小麦雌性不育系子房发育特征研究
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 花期标记
• 3.2.3 取材及处理
• 3.2.4 数据处理
• 3.2.5 观察与拍照
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 雌性不育系小麦的穗形
• 3.3.2 雌性不育系小麦柱头
• 3.3.3 雌性不育系小麦子房发育形态
• 3.3.3.1 普通小麦子房发育特征
• 3.3.3.2 雌性不育系小麦授粉后子房发育特征
• 3.3.4 授粉与否对雌性不育系小麦子房的影响
• 3.3.4.1 重量比较
• 3.3.4.2 长度比较
• 3.3.4.3 宽度比较
• 3.3.4.4 厚度比较
• 3.4 讨论
• 第四章 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介