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本文采用苎麻雄性不育系SS370、GS14-1及其对应保持系GS13-X<,1>、GS13-X<,2>为材料,观察小孢子发育的细胞学特征,比较分析生理指标差异,为苎麻雄性不育的基础理论研究积累资料。主要研究结果如下:
1.通过常规石蜡切片观察,发现两个保持系GS13-X<,1>和GS13-X<,2>的雄蕊和小孢子发育特征相同,但其对应不育系SS370和GS14—1的雄性败育特征却略有差异:SS370的雄性败育发生更早,败育更彻底,在雄花花序分化期便出现败育。GS14-1的雄性败育发生稍晚,多在雄花被形成后雌雄蕊原基分化期发生败育;雌雄蕊原基分化出现异常,有的出现雄蕊原基退化,有的出现雄蕊原基畸形。
2.在花蕾生长发育期间,不育系叶片中丙二醛含量比保持系更高。SS370叶片的脯氨酸含量在各个时期中都低于对应的保持系;GS14-1在营养生长期和现蕾初期的脯氨酸含量比对应保持系略高,但之后不育系脯氨酸含量均低于保持系。
3.SOD活性和CAT活性在2组材料中表现为一致性的规律:2个苎麻雄性不育系叶片中的SOD活性都比对应保持系的高,2个不育系CAT活性都比对应保持系的低。但POD活性表现不太一致:SS370比其保持系GSl3-X<,1>更低,而GS14-1比其保持系GS13-X<,2>更高。
4.2个雄性不育系的蛋白质含量在各时期都比其对应保持系更低,而且随着花蕾的发育,这种差距还有扩大的趋势。
上述研究结果表明,2个苎麻不育系雄性败育的细胞学特征各有差异,丙二醛和脯氨酸含量、抗氧化酶如SOD、POD和CAT的活性,以及蛋白质代谢的变化,可能影响苎麻不育系雄性器官的发育,最终导致雄性不育。