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本文以苹果属无融合生殖类型平邑甜茶(Malushupehensisvar.pingyiensisJiang)及其杂交后代非整倍体植株为试材,从平邑甜茶胚胎的发育特征,胚胎发育与外部表型的对应关系,多胚现象以及种子败育情况等四方面对平邑甜茶无融合生殖特性和非整倍体植株的胚胎败育时期和原因进行了系统研究。获得以下结果:
1、平邑甜茶的胚囊形成过程可分为两个阶段,第一阶段为有性胚囊的发育与败育,第二阶段为无性胚囊的发育。在盛花期前9天左右,有性胚囊开始发育,孢原细胞在盛花前5天形成大孢子母细胞,经单核胚囊、二核胚囊、四核胚囊直至形成八核胚囊。大约在开花期,有性胚囊停止发育,走向败育。无性胚囊的原始细胞大约在盛花期前后出现。无孢子生殖原始细胞由珠心细胞产生并发育为单核胚囊,经有丝分裂进一步形成二核胚囊、四核胚囊,约在盛花后5-7天形成无性八核胚囊。接着,反足细胞先退化,助细胞再退化;极核融合后立即分裂,形成游离胚乳核,游离胚乳核再分化形成胚乳;卵细胞经过几天的休眠于花后15天左右开始分裂,花后一个月左右形成球形胚,胚体继续分化形成心形胚、鱼雷胚、子叶胚,形成完整种子。
2、平邑甜茶无性胚囊的发生是在有性胚囊发生之后;无性胚囊原始细胞的发生在时间上具有持续性与滞后性。无性胚囊可以单个发育,也可以多个发生而形成复合胚囊。前期平邑甜茶多胚比率较高,随着种胚的发育,比率逐渐降低。在平邑甜茶胚囊发育过程中核分裂不都是同时进行的。
3、平邑甜茶的子房(果实)的横径增长有两次生长高峰,前期生长幅度较后期大。第一次快速增长出现在花后一周开始,即成熟胚囊形成时期。花后30天开始为果实的又一个生长期,即球形胚时期,但这一时期与第一个生长高峰比较,增长的幅度要小得多,最终果实横径为12mm左右。
4、平邑甜茶种子发育情况的调查结果显示,平邑甜茶和山定子的种子败育率前期不高,但从花后一周至花后20天左右,即平邑甜茶卵细胞开始分裂和山定子受精、原胚发育时期,平邑甜茶和山定子败育率迅速增至近30%和10%。平邑甜茶在8月份开始,即种子内部为子叶胚时期,败育率增加,至果实采收达到50.0%,平邑甜茶败育率明显高于山定子。
5、非整倍体植株的种胚在形态上的败育时期主要集中在5月下旬,但种胚内部的败育时期集中在5月中旬的成熟胚囊和卵细胞分裂时期。
6、非整倍体植株的胚囊形成过程也分为有性和无性两个阶段,同其母本平邑甜茶相似。在整个胚胎发育过程中,其种胚败育的原因主要是大孢子母细胞发育停滞导致的胚囊发育延迟和成熟胚囊结构异常(八核全部解体、极核退化、卵细胞退化等)。