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本试验综合运用植物组织培养及生理生化分析技术,以甘蓝自交不亲和系2000-Ⅰ(亲和指数为0.04)的花粉和柱头为试材,对其离体保存体系、活性鉴定方法、保存前后花粉与柱头相互识别作用等进行了研究,从而建立了甘蓝花粉、柱头可靠有效的离体保存体系。试验结果如下: 在甘蓝盛花期,分别采集开花当天的新鲜花粉和花前1天的花蕾,花蕾在无菌下剥离出柱头。其中花粉用于低温及超低温保存;柱头用于4℃低温保存。 试验中使用电动采粉器收集的花粉,其萌发率和联苯胺着色率与人工收集甘蓝花粉相当,因此可替代人工方法收集花粉。甘蓝花粉离体保存受多种因素影响。保存前脱水至花粉含水量为9.93%~14.18%时,保存效果最好;不脱水(30.49%)或过度脱水(2.07%),保存效果均差。保存温度为4℃时,花粉活力仅维持1个月左右;保存温度为-20℃、-70℃时,与4℃相比,虽可适当增加保存时间,但其萌发率随保存时间的延长而逐渐降低;保存温度在-196℃(液氮)、6个月后,甘蓝花粉仍有很高的萌发率(36.4%),且比新鲜花粉高两个百分点左右,表明液氮保存甘蓝花粉具有“冷刺激”效应。保存前预冻处理可提高甘蓝花粉的保存效果,尤其以-20℃预冻处理效果最佳,可使其萌发率达38.17%,同等条件下比未预冻处理36.38%高1.79%。解冻方式是影响甘蓝花粉保存效果的另一个重要因素,室温化冻、水浴化冻,缓慢复苏三种化冻方式中,花粉萌发率分别为32.13%、36.37%、28.70%,表明水浴化冻能提高超低温保存花粉的萌发率,是最理想的化冻方式。 甘蓝柱头低温保存时,运用多种方法鉴定其活性。柱头形态特征观察显示:用二号培养基(含ABA5mg/L+甘露醇20g/L)、六号培养基(ABA5mg/L+甘霹醇30g/L)保存柱头3个月甚至6个月,柱头呈淡绿色,无明显膨大,乳突细胞TTC染色率均在90%以上,与新鲜柱头无明显差异。其余培养基保存的柱头,其形态特征不同程度发生改变。运用组培分生增殖法鉴定柱头活性,仍然以二号、六号培养基上保存的柱头效果最好,6个月时,愈伤组织诱导率分别为79.53%、81.05Q,绿苗分化率分别为93.4896、100%。在二号、六号培养基上保存的甘蓝柱头,脱氢酶分别为618.32mg/(g.h)、617.59mg/(g.h),与对照621.07mg/L(g.h)无显著差异;且经PAGE电泳表明:保存过程中逐渐适应低温环境,过氧化物酶同工酶先增后减,然后保持在低活性水平;蛋白质先增加,然后动态稳定不变;保存后酌酶同工酶未改变,保持了遗传稳定性。 试验还进行了花粉与柱头相互作用的研究。利用甘蓝材料属孢子体型自交不亲和这一遗传学特性,研究了保存前后甘蓝花粉与柱头相互识别作用,从而进一步证明了花粉、柱头保存体系的可靠性。在保存体系中,用其柱头的蛋白提取液处理花粉,能够降低花粉萌发率,抑制花粉管的伸长;用其花粉外壁蛋白处理柱头乳突细胞,能够诱导胼胝质反应;用离体花粉与离体柱头作用,荧光显微镜下观察显示:花粉很少在柱头表面萌发,进入柱头的花粉管数几乎都小于1。以上试验结果证明:保存体系中的花粉、柱头依然具有自交不亲和性反应,这与新鲜花粉、柱头相互处理的结果一致。