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柿（Diospyros kaki Thunb.）属于柿科（Ebenaceae）柿属（Diospyros）植物,是原产我国的、重要的木本粮食树种,在食品、保健、化工和医药等领域的开发价值和应用潜力越来越受到重视。然而,柿绝大部分栽培品种为完全雌株、少数雌雄同株或杂性同株（同时开雌花、雄花和两性花）,柿野生种质零星分布在适生山区,在这些野生种质中,偶然存在少量完全雄株。柿雄性种质资源的缺乏及利用效率低的问题一方面严重限制了柿杂交育种工作的深入开展,另一方面因限制了2n花粉得率高的雄性种质资源的筛选,进而也不利于多倍体育种工作的进行,最终阻碍了柿种质创新和优良品种的培育。为了改善这一问题,有必要在提高现有柿雄性种质资源利用水平的同时,探索人工培育雄性资源的方法。而柿开花特性复杂,其原因尚未阐明,要培育雄性种质,首先需要探索柿花形成的调控机理。基于以上分析,本研究对课题组收集、保存的国内外现有柿雄性种质资源进行遗传多样性分析,了解其具体的遗传背景;同时,在前人研究的基础上,致力于揭示性别决定基因OGI和Me GI甲基化水平对雄株形成的调控机理,及细胞程序性死亡在柿单性花形成过程中所发挥的作用;然后在以上理论问题获得突破的基础上,研究外施植物生长调节剂及土壤水分和花芽碳氮比调控对柿花形成的影响机制。研究结果不但为现有雄性种质资源的高效利用提供理论参考,也为人工培育雄性种质提供理论依据。主要研究结果如下:（1）利用15对SSR引物对47份柿完全雄性资源、2份雄全同株资源和11份中国雌雄同株资源进行遗传多样性分析。以67份完全雌性资源、38份日本资源（其中包括25份雌雄同株资源）以及28份近缘种为对照,结果表明:15对引物共获得144个等位基因和316个基因型,平均每对引物获得9.60个等位基因和21.07个基因型,其中位点ssr DK11/DQ097479遗传变异程度最高。从地理分布来看,柿雄性资源在适生的野外山区普遍存在。UPGMA和ME聚类方法分别将193份资源分为16组和12组,其中陕西省来源的雄性资源遗传多样性最低,湖北木兰山来源的雄性资源遗传多样性最高,该地区的资源可以被分为遗传关系较远的两类,一类与江西、江苏、湖南野柿及‘火晶’等主栽涩柿品种和‘耀县五花柿’等雌雄同株涩柿品种亲缘关系较近,另一类与云架山雄性资源和罗田甜柿（包括‘甜宝盖’）亲缘关系较近。此外,各来源地间的野生雄性资源存在着一定程度的遗传隔离,并且大部分日本来源的柿资源可被单独聚为一类。（2）采用实时定量聚合酶链式反应（RT-q PCR）、分子克隆和重亚硫酸盐测序技术（BSP）,以中国特有的56个完全雄株柿树为实验材料,以15个雌雄同株和21个完全雌株为对照,研究前期报道的雌雄同株柿性别决定基因OGI和Me GI对柿完全雄株的性别调控模式。结果表明,在完全雄株柿树中,产生雄花所必须的基因（OGI）和其启动子区域的Kali序列是保守的,并且Kali序列表现出的高水平甲基化抑制了OGI基因的表达。此外,Me GI基因启动子上游250 bp范围内的高水平CHH类型甲基化与雄花的形成密切相关。这一结果说明柿完全雄株与雌雄同株相比,都具有OGI基因,且该基因表达量极低,雄花的产生都与Me GI基因启动子区甲基化水平高有关,但为何柿完全雄株仅开雄花,而雌雄同株可开两种性别类型的花,其原因依然未知。（3）利用苏木精-伊红（H&E）染色、原位末端转移酶标记技术（TUNEL）、caspase-9和cyt-c免疫组织化学技术（IHC）、RT-q PCR技术,以性别分化的形态学关键时期为依据,从4月5日（雌/雄蕊原基产生）到4月17日（单性花对应性器官败育）分5个时间点采集柿‘禅寺丸’的雄花芽,并以雌花芽为对照,探究单性花中对应性器官发生细胞程序性死亡的变化情况以及关键基因的表达模式。结果表明:雌花芽中的雄蕊原基和雄花芽中的雌蕊原基积累大量凋亡细胞的时期分别为大小孢子发生期（4月14日）。对细胞程序性死亡相关基因进行表达模式分析发现,与AMC9（与动物中caspase蛋白（caspase基因是细胞程序性死亡的执行者）结构和功能相似,该基因可导致细胞程序性死亡的产生）同源基因的高表达与雄花中雌蕊原基的败育呈正相关关系;与Me GI（高表达具有促进柿雌花发育、抑制雄花发育作用的转录因子）、BAG5（抗凋亡的胁迫诱导基因,可以阻止cyt-c的释放,有反细胞程序性死亡能力）、Aif A（该基因存在于细胞核内时,高表达具有促进DNA降解,促进细胞程序性死亡的作用）和HSP70（热激蛋白编码基因,植物受到胁迫后,该基因表达量增加,凋亡细胞数量减少）同源基因的高表达可以促进雄蕊原基的败育,导致雌花的形成。以上结果表明,对应性器官的细胞程序性死亡是导致单性花形成的直接原因。（4）将促雌因子乙烯利、5-氮杂孢苷以及外源玉米素（ZT）、脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）的混合液茎干注射到野生完全雄株柿树中,将不同浓度的促雄因子GA3茎干注射到完全雌株栽培种‘次郎’中。此外,以盆栽‘次郎’为材料,开展了土壤水分梯度和花芽碳氮比（C/N）对柿花形成的调控作用研究。结果表明,对完全雄株柿树茎干注射乙烯利可以显著降低雄花的花粉粒直径和花粉体外萌发的花粉管长度。茎干注射5-氮杂孢苷、乙烯利以及ZT、ABA和IAA混合液能显著提高Me GI同源基因的表达量,并在柿花对应性器官的细胞程序性死亡关键时期（4月14日）显著提高ACO（乙烯合成促进基因）同源基因的表达量,降低WRKY28（ABA信号转导的负调控因子）同源基因的表达量,这些结果进一步表明这些植物生长调节剂具有促雌作用。相反,对完全雌株柿树茎干注射GA3可显著提高完全雌株柿花中退化雄蕊的长度,并于4月显著升高了WRKY28同源基因、IAA32（IAA信号转导的负调控因子）同源基因和GA20OX2（赤霉素合成促进基因）同源基因的表达量,并降低ACO同源基因的表达量,这些结果都表明GA3具有促雄作用。与土壤体积含水率为20%的对照相比,较高水平的土壤水分（55%和45%土壤体积含水率）处理可明显促进完全雌株柿花中雌蕊长度的增加,花芽中高水平的碳氮比（C/N）对雌花中雌蕊和退化雄蕊长度的增加也有促进作用。此外,不同处理可显著改变柿花中可溶性糖、蔗糖、脯氨酸（Pro）、丙二醛（MDA）等同化产物的含量以及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）等氧化酶的活性。