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为了阐述大豆质核互作雄性不育的细胞学特性及生理机制,2016-2017年在内蒙古通辽市科尔沁区平安堡村试验田,以大豆质核互作雄性不育系JLCMS116A、JLCMS213A、JLCMS9A 及其同型保持系 JLCMS116B , JLCMS213B,JLCMS9B为试验材料,在行距60cm、株距10cm,父母本1︰1等行距相间种植模式下,探究不育系育性表现及败育发生原因、不育系与同型保持系生理特性差异,为大豆遗传育种实践提供理论基础。主要研究结果如下: 1 大豆不育系花粉萌发率在0.24%-1.2%之间,几乎完全败育,不育性表现稳定。不育系和保持系柱头活性从花瓣展开开始均呈下降趋势。不育系第二天和第三天分别下降了12.1%和72.7%,保持系下降了5.7%和54.2%。去雄后花朵柱头在24h内保持较强活力,48h后柱头活力基本消失。 2 在大豆花芽生长发育过程中的雌雄蕊原基形成期,不育系花粉囊发育大小不一,排列不规则,维管束细胞分布不均匀;在雌雄蕊结构形成期,不育系花药形成时期不一致,花药分化形态不同,少量花药不形成花粉粒或形成畸形花粉粒,甚至裂解;在单核居中小孢子时期,不育系有少量小孢子出现核畸形、核退化,小孢子互相粘等异常现象;在单核靠边小孢子时期,约86%的小孢子出现败育现象;在成熟花粉时期,不育系花药中的花粉彻底败育,失去育性功能;大豆不育系花粉细胞中溶酶体的异常释放导致花粉细胞质稀薄解体,最终导致雄性不育。 3 高异交率不育系品种花期较长,泌蜜量相对较大,能够接受更多花粉,其同型保持系开花时期稳定,花期基本一致。低异交率保持系品种花期不稳定,不能提供稳定的花粉源;不育系及其同型保持系在三个生育时期内PSⅡ原始光能转化效率未达到显著差异水平;叶片SPAD值在生育期内相差不明显;叶片可溶性糖含量在不同生育时期变化不稳定;叶片可溶性蛋白含量在结荚期达到最大值,从结荚期至鼓粒期,高异交率不育系叶片可溶性蛋白含量极显著高于其同型保持系,低异交率不育系叶片可溶性蛋白含量显著低于低异交率保持系;在成熟期中低异交率不育系叶片中淀粉含量极显著高于同型保持系叶片中淀粉含量;盛花期不育系超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性均低于同型保持系相应酶活性。