紫花苜蓿雄性不育突變體的篩選及其細(xì)胞學(xué)觀察.pdf

1、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是一種重要的豆科飼料牧草，雌雄同花且一雌多雄，屬于典型的異花授粉植物，其雄性不育特征對于雄性不育遺傳機理研究和雜種優(yōu)勢利用等具有重要理論意義和應(yīng)用價值，而雄性不育突變體的篩選可為深入開展以上研究提供材料基礎(chǔ)。本文對20個紫花苜蓿品種的花粉量和花粉活力進(jìn)行了遺傳變異分析，研究建立了適合苜蓿屬植物的雄性不育篩選方法，即MS-苜蓿法，并采用此方法篩選獲得了無花粉雄性不育紫花苜蓿突變體，并對其進(jìn)行

2、了生殖發(fā)育過程的細(xì)胞學(xué)觀察，主要結(jié)果如下：
　　 1、研究建立了紫花苜蓿雄性不育突變體篩選體系，命名為MS-苜蓿法。采用花粉量分級法和花粉活力TTC染色法對苜蓿品種花粉量和花粉活力進(jìn)行遺傳變異分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1)苜蓿品種花粉量和花粉活力種間和種內(nèi)均存在極顯著差異(p＜0.001)，且種內(nèi)變異大于種間變異，表明利用花粉量和花粉活力法篩選紫花苜蓿雄性不育株應(yīng)采用單株標(biāo)記法；2)苜蓿不同生殖枝的小花花粉量無顯著差異，其中58.54％的

3、小花花粉量是4級，3級花粉量的小花占32.32％，花粉量為2級和1級的小花分別占6.92％和2.22％，利用花粉量分級法篩選獲得紫花苜蓿不育突變體的幾率約為2％；3)利用花粉活力TTC染色法測定紫花苜?；ǚ蹟∮拾l(fā)現(xiàn)單株花粉敗育率范圍為0.53％-73.14％，品種敗育率范圍為15.72％-31.31％，表明苜蓿小花花粉總體表現(xiàn)出不完全敗育性。
　　 2、利用MS-苜蓿法篩選獲得了紫花苜蓿無花粉突變體(MS1-14)和多雌蕊無花

4、粉突變體(M-fon1和M-fon2)共計16株雄性不育突變體。以上突變體篩選自牧歌(5株)、金皇后(2株)、慶陽(1株)、西部巨人(2株)、隴中(1株)、甘農(nóng)2號(2株)、巨人(2株)和阿爾岡金(1株)。對MS1-14、M-fon1、M-fon2和其它正常苜蓿的雌蕊育性進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)：MS1-14和其它苜蓿的柱頭可授性和胚珠數(shù)相似，M-fon1、M-fon2的柱頭可授性和胚珠數(shù)較正常苜蓿低，且M-fon1的部分雌蕊高度退化呈畸形，表明該

5、多雌蕊雄性不育突變體亦伴隨有雌性不育現(xiàn)象。
　　 對以上突變體的雜交結(jié)實情況進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，MS1-14、M-fon1和M-fon2均表現(xiàn)為自交不結(jié)實，人工授粉和天然雜交條件下突變體MS1-14的結(jié)莢率都高于M-fon1和M-fon2。以上結(jié)果表明，M-fon1和M-fon2因其雌性不育導(dǎo)致人工雜交和天然雜交結(jié)實率低，而MS1-14雄性不育突變體的結(jié)實率較高并具有繁殖優(yōu)勢。
　　 3、在紫花苜蓿生殖發(fā)育過程的10個階段，對

6、以上雄性不育苜蓿突變體(MS1-14、M-fon1和M-fon2)和正常對照植株進(jìn)行了顯微解剖觀察和掃描電鏡觀察，將雄性不育突變體分為如下四種突變類型：1)無花粉突變類型，表現(xiàn)為發(fā)育后期花藥出現(xiàn)干癟皺縮現(xiàn)象，花藥中無花粉粒；2)花藥裂藥性突變類型，表現(xiàn)為花藥不干癟但是不開裂，彈花時無花粉彈出；3)花藥發(fā)育突變類型，表現(xiàn)為發(fā)育后期花藥很小，花絲較短，僅有一兩個花藥有花粉粒；4)花粉敗育突變類型，表現(xiàn)為敗育花粉粒呈不規(guī)則形狀，花粉粒表面首先

7、從萌發(fā)溝開始收縮凹陷，然后從不同面收縮凹陷，最后導(dǎo)致無法看到收縮面。
　　 紫花苜蓿雄性不育突變體的篩選并獲得對于揭示苜蓿雄配子體發(fā)育機理和雄性育性遺傳機制以及定位雄性育性基因具有重要意義，我們的研究結(jié)果表明紫花苜蓿不同品種花粉育性遺傳變異廣泛且種內(nèi)變異大于種間變異，單株雄性不育表型篩選體系(MS-苜蓿法)適用于紫花苜蓿雄性不育突變體的初步篩選，獲得的紫花苜蓿無花粉突變體(MS1-14)和多雌蕊無花粉突變體(M-fon1和M-f