培养基组分及pH值对梨花粉萌发和花粉管生长的影响

采用花粉液体培养法研究不同培养基组分和pH值对梨花粉萌发和花粉管生长影响.结果表明:培养基内硼酸、氯化钙、PEG-4000、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖、山梨醇、果糖在一定浓度范围内,对花粉萌发及花粉管生长起促进作用,但超过一定浓度时起抑制作用;最适的培养基组分为:30mmol/LMES、0.01%硼酸、0.03%CaCl2·2H2O、15%PEG-4000、5%果糖 或5%山梨醇、10%蔗糖 ,最适的pH值为6.5.在该培养基内梨花粉萌发率约为59.2%,花粉管生长长度为966.3μm.

外源亚精胺对鸭梨自花授粉花粉管伸长及花柱蛋白表达的影响

为探讨外源多胺调控鸭梨自交不亲和的生理生化机制,分别以自花授粉和外源亚精胺处理后1~3 d的花柱为试材,测定了不同处理不同时期花粉管生长发育动态,利用双向电泳技术和质谱分析技术分析了外源亚精胺处理前后不同时期鸭梨花柱蛋白的差异表达。结果显示：与对照相比,不同浓度的Spd处理均能极显著促进花粉管生长,0.25 mmol/L Spd处理72 h后可使大量花粉管到达花柱基部;在自交花柱电泳图谱中发现了3种特异蛋白质,A蛋白质Mr A=28.0 k Da,p I=5.7;B蛋白质Mr B=28.5 k Da,p I=5.7;C蛋白质Mr C=22.0 k Da,p I=5.3,这3种特异蛋白质可能与自交不亲和性相关;质谱分析获得了2个较好的蛋白点,分别为推定和假定蛋白。

梨自交不亲和及其亲和突变品种花柱内S_4(S_4^(SM))基因的表达与作用的比较

提取梨 (PyrusserotinaRehd .)自交不亲和品种“二十世纪”(基因型为S2 S4 )、自交亲和的突变品种“奥嗄二十世纪”(S2 SSM4 ,SM =Stylar_partmutant;花柱部分突变 )及其亲和后代花柱的可溶性蛋白。经等电聚焦电泳 (IEF_PAGE)分析表明 ,“奥嗄二十世纪”及其后代花柱仍存在SSM4 蛋白 ,但其含量逐代减少 ,同时发现“奥嗄二十世纪”的SSM4 基因仅在柱头表达 ,而“二十世纪”的S4 基因表达的部位除了柱头外 ,还包括花柱上部及花柱下部 ,且表达量呈现从柱头到花柱下部下降的趋势。S蛋白经等电聚焦电泳的凝胶板进行RNase活性染色处理 ,也得到相同的结果。从花柱 (包括柱头 )中纯化出的S蛋白经SDS_PAGE电泳后进行RNase活性染色的结果表明 ,S4 与SSM4 蛋白的分子量相近 (约 30kD) ,并且均具有RNase活性。进一步以酵母RNA为基质测定的比活性也基本相等 ,约为 2 75U·min-1·mg-1蛋白。在离体条件下 ,上述两种S蛋白 (S_RNase)也以相同的程度抑制S4 或SSM4 花粉发芽及花粉管伸长。研究证明 ,自交亲和突变品种“奥嗄二十世纪”的SSM4 基因也具有原始自交不亲和品种“二十世纪”S4 基因的功能。因此 ,其自交亲和的原因可归结为SSM4 基因的表达量较少及SSM4 基因仅在柱头中表达的缘故。

梨43个品种花粉生活力及4种测定方法的比较

用花粉离体培养法测定比较了43个梨品种花粉离体萌发率和花粉管生长长度;从中选择花粉相对生活力低、中、高3组6个品种(今村秋和雪花梨、金二十世纪和丰水、青松和满天红)的花粉,采用I-KI染色法、蓝墨水染色法、MTT染色法、过氧化物酶染色法4种花粉生活力测定方法,以花粉离体萌发法为对照。结果表明,花粉培养24h后,43个梨品种的花粉萌发率平均为66.15%,其中花粉萌发率≥60%的品种约占84%,满天红萌发率最高为82.79%;花粉管长度平均为1.77mm,花粉管长度≥1mm的品种约占89%,其中奥萨二十世纪最长为3.25mm,说明多数梨品种花粉生活力较强。与对照相比,4种花粉生活力测定方法中I-KI染色法的测定值极显著偏低,MTT(噻唑蓝)染色法的测定值显著偏高,二者不适于梨花粉生活力的测定;过氧化物酶染色法测定值与对照差异显著,也不适宜用来测定梨花粉生活力;蓝墨水染色法测定值与对照没有显著性差异,可用于梨花粉生活力的快速测定。

梨远缘花粉原位萌发及生长特性

应用荧光标记方法对梨远缘花粉在‘丰水’和‘噢嗄二十世纪’柱头上萌发及花粉管生长特性进行观察,结果表明:(1)梨远缘花粉均能在柱头上萌发,但其萌发率不同,授粉后24 h,在‘丰水’柱头上‘红叶桃’花粉萌发率最高,达62.8%,而‘盖县大李’花粉萌发率仅为12.0%,各种远缘花粉在‘丰水’柱头萌发率均高于‘噢嗄二十世纪’柱头。(2)各种远缘花粉管在梨柱头或花柱内生长情况也有差异,‘红叶桃’等核果类花粉管在梨柱头上均表现为扭曲、盘绕等现象,不能穿过柱头;‘红星’和‘红富士’花粉管虽然有少量穿过柱头,但不能进一步在花柱内生长,表现为扭曲变形、先端膨大等不亲和性现象。因此,梨与远缘果树杂交不亲和在柱头上就已发生,这与梨自交不亲和反应发生在花柱内的现象不同。

‘晚大新高’梨授粉及受精过程的显微动态研究

应用荧光显微法和石蜡切片解剖法对晚大新高梨授粉受精过程进行了系统观察研究.结果表明:晚大新高梨自花授粉不结实;异花最佳授粉品种为黄花,其次为翠冠和丰水.与选用黄花为异花授粉品种相比,自花和异花的授粉受精过程存在明显差异,自花花粉在授粉后2 h开始萌发,8 h花粉管生长至离柱头约1/3处停止生长,顶端膨大呈球形,表现出自交不亲和性;异花花粉在授粉后1 h开始部分萌发,8 h花粉管生长至花柱中部,24 h到达花柱基部并进入子房,48 h进入胚囊,72 h完成双受精过程.

植物生长调节物质对丰水梨花粉萌发和花粉管生长的影响

采用花粉液体培养法研究了植物生长调节物质对梨花粉萌发和花粉管生长的影响,结果表明:较低浓度的赤霉素、三十烷醇、吲哚乙酸及2,4-D均能促进花粉萌发和花粉管生长,而超过一定浓度时却起抑制作用,最适宜于花粉萌发和花粉管生长的赤霉素浓度为50～300mg/L,三十烷醇为3～100mg/L,吲哚乙酸为5～25mg/L,2,4-D为5～10mg/L.萘乙酸对花粉萌发和花粉管生长有抑制作用,抑制程度随培养基内其浓度的增大而加强.多效唑和脱落酸对花粉萌发有抑制作用,其抑制程度随浓度的上升而增强,但他们对花粉管生长却有促进作用,其最适宜于花粉管生长的浓度分别为400mg/L和60mg/L,超过此浓度后,促进作用又有所下降,甚至出现抑制作用,如多效唑浓度达到1000mg/L时,能强烈地抑制花粉管生长.

梨自交不亲和性反应S-RNase新靶点——微丝骨架

S-RNase是梨等配子体型自交不亲和性的雌蕊决定因子,属于RNase T2家族核糖核酸酶,其经典的功能是降解RNA。我们研究证实了S-RNase可以与微丝骨架蛋白Pbr Act1互作,解聚花粉管微丝骨架。同时,S-RNase诱导花粉管产生磷脂酸,抑制微丝骨架的解聚,减缓自交不亲和花粉管细胞程序性死亡的进程。

精胺对梨花粉原位萌发及花粉管生长的影响

为进一步研究活体条件下精胺对梨花粉萌发及花粉管生长的影响,以幸水、新雪、长-二十世纪为材料,采用荧光显微镜观测了不同浓度精胺处理的花粉萌发及花粉管生长情况。试验结果表明:较低浓度的精胺能促进花粉萌发,而超过一定浓度时则表现抑制作用,适宜于花粉萌发的精胺浓度是0-0.025mmol/L。精胺对花粉管生长的促进作用因品种而异,0-0.05mmol/L,精胺促进幸水、新雪花粉管生长的作用主要表现在花柱中上部;而到达基部的花粉管仍较少,与对照间差异不显著。在0-0.025mmol/L的适宜浓度下,精胺可促进长-二十世纪花粉管生长并到达花柱基部。不同浓度的精胺对幸水、新雪坐果影响不大;而适宜浓度的精胺可促进长-二十世纪坐果。

沙梨花粉原位萌发与花粉管生长特性

用荧光显微镜对自交不亲和强度不同的梨品种丰水和菊水自花授粉及以丰水为母本的异花授粉后的花粉萌发及花粉管生长特性进行观察。结果表明 ,自花与异花花粉在柱头上均有较高的萌发率 ,高达 95 %以上 ,且二者间没有显著的差异。自花与异花花粉管在花柱内的生长速度及停止生长的位置不同 ,丰水自花花粉管生长到花柱 1/ 3处就完全停止生长 ,表现为强自交不亲和性 ,而菊水自花花粉管大部分也在花柱 1/ 3处停止生长 ,但仍有少量长至花柱基部 ,表现为弱自交不亲和性 ;而异花授粉的花粉管虽然在花柱内也有停止生长现象 ,但大量的花粉管能长到花柱基部 ,表现为杂交亲和性。花柱内自花授粉的花粉管在停止生长之前有弯曲、先端膨大变形等现象 。

梨内源与外源核糖核酸酶对花粉萌发及花粉管生长的影响

将从沙梨(Pyrus pyrifolia)花柱中分离出的 RNase(内源 RNase)和外源RNase 添加于花粉萌发培养基培养二十世纪梨花粉。结果表明,低活性量(0.006 U)的RNase 对花粉萌发及花粉管生长的抑制作用弱;较高活性量(0.010 U)的RNase T 对花粉萌发及花粉管生长的抑制作用最强,其次为二十世纪花柱S-RNase 和RNase 1A;新水花柱S-RNase对花粉管生长抑制作用最弱;在添加这4种RNase的培养基中,二十世纪花粉管生长的长度分别是对照花粉管长度(410 μm)的 37%、40%、77% 和 79%。不含 S-RNase 的花柱RNase 虽然活性较高,但对自花花粉的萌发及花粉管生长没有抑制作用。

梨不同花龄自花与异花授粉的花柱内花粉管生长及坐果率的比较

对自交不亲和强度不同的梨品种丰水和菊水的不同花龄花进行自花授粉和丰水×菊水异花授粉后,用荧光显微镜观察花粉萌发及生长特性。结果表明,开花当天及以后的自花和异花授粉花粉在柱头上均有较高的萌发率;自花和异花花粉管在花柱内的生长速度及停止生长的位置不同,丰水自花授粉后花粉管生长的短且慢,菊水自花花粉管生长的长且快,而异花授粉的花粉管生长最快。自花授粉后,不同花龄对花粉管生长影响表现为:开花4d前的蕾期授粉以及开花4d后的延迟授粉,花粉管生长长度显著的长。开花6d前的各种授粉组合,花粉管生长均较差。这与田间授粉坐果率的高低基本一致,即整体表现为各个花龄的授粉都以异花授粉坐果率最高,其次为菊水自花授粉,丰水自花授粉坐果率最低。另外,自花授粉中,蕾期授粉和延迟授粉(开花2d后除外)坐果率都有提高,而异花授粉中蕾期授粉和延迟授粉的坐果率却有所下降。

离体梨花柱S-RNase对自体花粉管超微结构变化的影响

采用透射电子显微镜研究了离体条件下‘今村秋’、‘丰水’梨花柱S-RNase对‘今村秋’花粉管生长过程中花粉管超微结构的影响。‘丰水’花柱S-RNase处理的‘今村秋’花粉管(异体,亲和)和对照花粉管结构在生长过程中表现正常,即花粉管顶端生长区域充满细胞质和细胞器,结构完整,花粉管壁上没有胼胝质层分布。而‘今村秋’花柱S-RNase处理的‘今村秋’花粉管(自体,不亲和)超微结构随时间的延长出现衰退现象。处理3h时,自体花粉管内充满细胞质和细胞器,结构完整,但在花粉管的极顶端分泌小泡融合,并且此区域的细胞壁比后部的薄;处理8h后,细胞器出现一定程度的衰退现象,线粒体膨大,嵴减少或消失,内质网膨大并包围在液泡和其它细胞器周围,液泡融合并侵蚀周围的细胞质和细胞器;到24h时,自体花粉管内线粒体、内质网等细胞器消失,只有靠近花粉管前端有少量细胞质存在,细胞壁增厚,并且有一层厚厚的胼胝质层紧靠细胞壁。结果表明,花柱S-RNase能引起自体花粉管的衰退,从而抑制自体花粉管生长。

培养基成分对梨花粉萌发和花粉管生长的影响

以黄冠梨花粉为试材,研究了不同蔗糖浓度,不同硼酸浓度和不同硝酸钙浓度对黄冠梨花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明:花粉萌发和花粉管生长的适宜蔗糖浓度为100 g/L,硼酸浓度为100 mg/L,硝酸钙浓度为300 mg/L。

蔗糖浓度对高温下大棚早生新水梨花粉活力的影响

研究了蔗糖对大棚栽培下早生新水梨花粉耐高温的影响,同时筛选测定了花粉生活力所需的合适蔗糖浓度,为人工辅助授粉提供指导,同时也为应对设施栽培中突遇高温提供理论依据。试验以大棚早生新水白蕾期花枝为试材,通过25、35、40℃处理不同时间来模拟温度变化,采用离体萌发法测定花粉的生活力,培养基蔗糖浓度以10%、15%和20%来研究其对花粉耐高温的影响。结果表明:蔗糖浓度为15%的固体培养基更适合花粉离体萌发,而适合花粉管生长的蔗糖浓度则为10%。大棚早生新水白蕾期耐高温35℃,且2 h之后花粉萌发率降低;40℃高温显著降低花粉萌发率。此外,高温对花粉活力的伤害不可修复,但对花粉管长度的影响较小。可见,蔗糖浓度为15%的固体培养基适合花粉离体萌发;高温明显影响花粉活力,设施栽培中应避免35℃以上的高温长时间出现。

无籽梨品种无籽果实形成原因的初步研究

为给我国无籽梨品种培育提供重要的理论依据,初步探讨了无籽梨无籽果实形成的机制。对无籽梨雌蕊观察发现,其60.8%无籽梨花的雌蕊数量为2个,而‘幸水’雌蕊数量7个的小花占48.4%;无籽梨柱头发育不正常的比例较大,占64.2%,而‘幸水’正常雌蕊占94.1%。授粉试验结果表明,授粉刺激才能保证无籽梨正常坐果,授粉后坐果率达42.2%,无授粉无籽梨8周后坐果率几乎为零,说明了无籽梨在生产中配置授粉品种才能保证坐果率和产量。对花粉管伸长观察发现,无籽梨花柱授粉后,花柱顶部、中部和基部均能观察到花粉管顺利萌发和生长,但未观察到花粉管到达胚珠,而‘幸水’花柱顶部萌发后顺利通过中部、底部,并能观察到花粉管到达胚珠附近,且‘幸水’柱头和花柱中部花粉管伸长数量比无籽梨多。种子败育率统计发现,无籽梨发育不良比例高达91.3%,但正常种子大多数都能萌发。无籽梨果实心室2~4个,而幸水心室为5个。综上所述,雌蕊变异是无籽梨形成无籽果实的主要原因,而引起雌蕊败育的主要原因可能与无籽梨杂种后代不稳定性有关。

细胞松弛素B和鬼笔环肽对梨花粉萌发和花粉管生长的影响

以砂梨(Pyrus pyrifoliaNakai)品种今村秋(Imamuraaki)和丰水(Hosui)为材料,分别用光学显微镜和荧光显微镜观察了离体和半活体条件下微丝骨架解聚剂细胞松弛素B(cytochalasin B,CB)和稳定剂鬼笔环肽(phalloidin)对梨花粉萌发和花粉管生长的影响.结果表明:(1)低浓度(10μg/mL)鬼笔环肽能促进花粉萌发和花粉管生长,但高浓度对花粉萌发和花粉管的生长具有抑制作用;CB抑制花粉萌发和花粉管生长,且抑制效应随其浓度的增加而增强.(2)鬼笔环肽处理柱头后进行自花授粉,可明显促进自花花粉萌发和花粉管的生长,而CB处理柱头后异花授粉则抑制异花花粉萌发及其花粉管生长.可见,微丝骨架参与了梨花粉萌发和花粉管生长过程,并参与了梨自交不亲和反应的调节.

Li^+、肌醇与Ca^(2+)对苹果、梨、山楂花粉萌发和花粉管生长的影响

观测了苹果（金冠）、梨（鸭梨）、山植（面值）的花粉萌发和花粉管生长情况，结果表明，Li2SO4的浓度越高、处理时间越早，花粉萌发和花粉管生长的抑制程度越大，Ca2+和肌醇可不同程度地逆转上述效应。因此认为，细胞内一定量的肌醇和Ca2+是果树花粉萌发和花粉管生长所必需的，并对维持正常的肌醇磷脂代谢是至关重要的。

梨花柱S糖蛋白对离体花粉萌发及花粉管生长的影响

应用CM和SP琼脂糖凝胶 (Sepharose)离子交换层析法从‘新水’梨花柱可溶性蛋白质中分离纯化出具有RNase活性的S糖蛋白 ,将其加入花粉培养基 3～ 12h ,新水花粉 (自交不亲和 )的萌发率及花粉管生长受到强烈抑制 ,当浓度为 1.2 5μg·μL- 1时 ,分别为对照的 6 5%和 38% ,低浓度 (0 .4 μg·μL- 1)抑制作用不明显 ;与新水杂交不亲和的‘幸水’花粉也出现同样的结果 ;而与其杂交亲和的‘长十郎’花粉萌发率不受影响 ,仅花粉管生长受到轻微的抑制 ,其长度为对照的 79%。不含S糖蛋白的花柱可溶性蛋白质对自花及异花的花粉萌发及花粉管生长均无影响。

培养条件对早酥梨花粉萌发和生长的影响

运用正交设计法研究了蔗糖浓度(A)、硼酸浓度(B)、硝酸钙浓度(C)、温度(D)对早酥梨花粉离体萌发和生长的影响。结果表明,影响早酥梨花粉萌发率和花粉管生长的主次顺序均为:B>A>D>C。最适宜早酥梨花粉离体萌发和生长的培养条件为:蔗糖1.5 g/L、硼酸0.2 g/L、硝酸钙0.2 g/L、温度20℃。