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以高结实性四倍体水稻巴利拉-4x X HN2026-4x和低结实性四倍体水稻巴利拉-4x X NJ11-4x为实验材料,探讨高/低结实性四倍体水稻的花粉发育特性和胚胎发育重要事件;并对其不同发育时期的蛋白表达情况进行分析,初步阐诉高结实性四倍体水稻胚胎发生的生殖机理。实验结果表明,高结实性四倍体水稻(巴利拉-4x X HN2026-4x)花粉活性与育性均较高,分别为44.7%和69.5%,结实率67.18%;低结实性四倍体水稻(巴利拉-4x X NJ11-4x)花粉活性与育性均较低,分别为14.3%和39.0%,结实率仅为37.26%。高结实率四倍体水稻胚胎发育正常,胚的轮廓清晰,体积与二倍体相比显得较大,有明显的形态特征变化,胚胎和胚乳发育过程及特点与正常的二倍体水稻基本一致;低结实率四倍体水稻胚胎发育败育频率教高,有65%左右的胚发育不正常。
主要表现为无胚、胚乳正常而胚发育停滞、胚胎发育形态异常、胚生长较缓慢等异常发育情况。且败育多发生在开花后AF1-3D。利用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳技术比较两者胚胎发生不同时期可溶性蛋白组分的差异,初步结果显示发育早期AF1-3D的子房,总蛋白表达与发育后期AF13—15D的子房相比明显偏少。早期蛋白条带较少,主要为一些小分子量的的蛋白,后期子房蛋白条带明显增多,高分子量的的蛋白相继出现,这一结果在高/低结实性四倍体水稻中具有普遍性。
发育早期AF1-3D的子房高/低结实性两种材料均表达了75.5kDa的蛋白;但是一个48.2kDa蛋白组分仅存在于高结实率四倍体水稻(巴利拉-4x X HN2026-4x)材料中,低结实性材料中未见表达;发育后期AF13—15D,高结实率四倍体水稻巴利拉-4x XHN2026-4x材料,子房中29.8 kDa蛋白可能是其特异蛋白。