枣(Ziziphus jujuba Mill.)是我国特色优势果树和第一大干果树种。由于花小、去雄非常困难,严重阻碍了其杂交育种的开展,筛选雄性不育种质意义重大。本研究以219份枣种质为试材,对其花粉量和花粉育性进行了观测,筛选出了新的天然雄性不育种质;通过研究雄性不育种质单花发育过程中花药解剖结构及过氧化物酶(POD)、细胞色素氧化酶(COD)和淀粉酶(AMY)同工酶的变化,初步揭示了枣树雄性不育的机理。主要结果如下: 1 自然雄性不育种质的筛选 通过花器官的形态观察和花粉量、花粉育性的系统测定,从219份枣不同品种和类型中筛选出6个无花粉的枣雄性不育种质——雄性不育1号(JMS1)、雄性不育2号(JMS2)、雄性不育3号(JMS3)、六月枣、梨枣和酸疙瘩枣。其中JMS3无花粉性状稳定,且含仁率可高达100%,果实鲜食品质优良,是一个难得的优异母本种质资源。 2 影响花粉量和花粉萌发率的因素 枣不同品种、品系的花粉萌发率、花粉量之间存在显著差异,花粉量的差异尤为明显。如采自山西省园艺研究所枣种质资源圃的辣椒枣品种,其单药花粉量最高可达55000粒,而雄性不育种质的花粉量为0;冬枣不同品系的单药花粉量变动于0～1444粒范围内,无核枣不同品系的花粉量从111粒到4111粒。 枣同一品种不同花期的花粉量、花粉萌发率存在显著差异,盛花中后期开花量大、花粉多且萌发率高,是开展授粉和杂交育种的最适期。虽然盛花期花粉萌发率随花粉量的增多而提高,但总体分析,花粉量与花粉萌发率之间无显著的相关性,相关系数均未达到显著水平。 枣同一品种的单药花粉量因地域不同差异显著。在不同地域间花粉量差异最为明显的品种为金丝小枣,朗家园枣,蜂蜜罐等。山西太原金丝小枣、朗家园枣、蜂蜜罐所测单药花粉量分别达到35000粒、23000粒、11667粒,而三者山西太谷测得的花粉量仅3333粒、667粒、833粒。 枣同一品种树冠不同部位、不同枝龄花蕾的花粉量差异显著,其中多年生枝上花的花粉量显著高于二年生枝和新生枝,树体阴面花的花粉量又显著高于树体阳面,以树体阴面多年生枝上花的花粉量最大。 3 枣雄性不育的机理研究 雄性不育种质与可育种质的花药组织解剖学比较观察表明,雄性不育种质的小孢子败育发生在四分体至单核小孢子期,属于花药空囊型雄性不育,即小孢子在发育后期聚集解体,至黄蕾期花药已经空瘪,或仅留下染色极深的绒毡层细胞和花粉粒的残迹。 利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法(PAGE)对雄性不育种质与可育种质的不同大小花蕾进行了过氧化物酶(POD)、细胞色素氧化酶同工酶(COD)和淀粉酶(AMY)同工酶的分析,发现3种酶的同工酶谱在不同种质间有明显差异,但未发现雄性不育的特征性酶