广东高州普通野生稻与台中65杂交F的生殖特性

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高州普通野生稻(以下简称为高州野生稻)是目前分布在广东境内面积最大、遗传学多样性最丰富的普通野生稻之一。本室之前的研究表明,高州野生稻存在生殖多样性,具有进一步的研究价值。本文在此基础上,以粳稻台中65为母本与不同编号的高州野生稻杂交配制了72个杂种F<,1>(以下简称为粳野杂种F<,1>),通过整体染色透明激光共聚焦扫描显微技术(whole-mount eosin B staining confocal laser scanningmicroscopy,简称为WE-CLSM,下同)、DIC技术和细胞荧光术等对杂种F<,1>花粉育性及发育特点、胚囊育性及发育特点、受精和胚胎发育等生殖特性进行研究,为进一步开展其育性的遗传和利用等研究提供依据。主要结果如下: (1) 粳野杂种F<,1>结实率。72个粳野杂种F<,1>平均结实率为68.30%,不同杂种F<,1>间的差异显著,结实率的变化范围在30.29~94.05%之间,大部分杂种F<,1>结实率在50~80%之间。依照高州野生稻的采集地点对不同杂种F<,1>进行分类统计发现,杂种F<,1>的结实率因采集地点的不同而存在明显差异,以高州箔水水库的高州野生稻为父本的杂种F<,1>结实率最高(83.80%);以高州镇江镇大岭村丫坑的高州野生稻为父本杂种F<,1>结实率最低(57.19%),其余杂种F<,1>的结实率接近70%。 (2)粳野杂种F<,1>花粉育性及其发育特点。2005年调查的多数粳野杂种F<,1>成熟花粉的育性高于70%。72个粳野杂种F<,1>平均花粉育性为76.49%,最高为95.72%,最低为33.23%,败育花粉的类型有染败、典败、圆败和小花粉粒等。按父本采集地点分类发现,以分布在高州祥山洞的编号为父本的杂种F<,1>平均花粉育性最低(59.90%);以分布在高州镇江镇大岭村丫坑的编号为父本,杂种F<,1>花粉平均育性最高(85.20%);其余地点的育性在65.66~81.04%之间。2006年重复观察了部分杂种F<,1>的花粉育性,结果基本与2005年的一致。72个杂种F<,1>的平均裂药指数为3.87,接近正常,不同地点高州野生稻配置杂种Fl的花药裂药性有所差异。粳野杂种F<,1>花粉发育特点与台中65及高州野生稻原种的过程基本一致,低育性杂种F<,1>花粉发育的各时期均存在不同程度的异常,包括小孢子退化、小孢子多核、多萌发孔;二胞花粉多营养核、多生殖核和多萌发孔等现象。 (3)粳野杂种F<,1>胚囊育性及其发育特点。粳野杂种F<,1>成熟胚囊平均育性为64.61%(20~97%)。异常胚囊主要类型有:胚囊退化、小胚囊、雌性生殖单位退化、卵器退化、极核数目或位置异常和其它异常等类型。其中频率最高的异常类型为雌性生殖单位退化(10.49%),其次是胚囊退化(9.80%)。不同地点高州野生稻配制杂种F<,1>的胚囊平均育性存在明显的差异,其中以分布在历陂村的高州野生稻为父本的杂种F<,1>胚囊育性最高(77.84%),丫坑的最低(51.95%)。粳野杂种F<,1>的胚囊发育过程与高州野生稻原种基本一致。胚囊育性低的粳野杂种F<,1>胚囊发育过程出现多种异常现象,其中在二核胚囊时期及之后的各个时期存在的异常现象频率较高。 (4)粳野杂种F<,1>的受精特点。利用WE-CLSM对3个粳野杂种F<,1>受精后1天的胚囊进行观察发现,除正常受精膨大的胚囊外,还存在结构正常未受精、结构异常未受精、结构异常未受精但膨大等一些异常类型,杂种F<,1>间的主要异常类型存在差异。对受精后7天的胚囊观察,结果基本与受精后1天的相似。 进一步对主要生殖性状与结实率的通径分析表明,发现胚囊育性对结实率的直接作用最大,通径系数为0.8193;花粉育性和裂药性对结实率的影响均不显著,通过它们的对结实率的间接作用亦很小。对各生殖因子与结实率通径分析的残差项为0.5659,说明除了生殖因子几个因素,仍然存在其它一些因子对结实率造成影响。
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