节瓜（Benincasa hispida Cogn.chieh-qua How.）性别分化的生理学研究

论文摘要

本试验以节瓜（Benincasa hispida Cogn.chieh-qua How.）强雌系R89-3-7-5﹑“七星”﹑“江心”三个品系为试材,从节瓜细胞学结构﹑生长调节剂﹑温度﹑光照﹑氮素形态共5个方面系统研究了节瓜性别分化的特点和其它因子对其性别分化的影响,主要结果如下:1.节瓜雌雄花发育都经历了无性期、两性期和单性期三个发育阶段,在两性期之前性别还没有决定,可以使用性别表达因子（植物激素类物质）控制性别表达,以期改变原定程序的表达而出现相反程序的表达。但一般来说,雌性和雄性一旦决定了,即进入了后期的单性期,分化程序就相对稳定,向既定的雌或雄方向发育成单性花,其中关键性的步骤是雌雄蕊一方选择性败育最终形成单性的雌花或雄花。通过我们的调查发现,节瓜雌雄花由中性转变为单性花的大小分别为0.90±0.23mm和1.12±0.21mm;节瓜雌雄花发育进程不完全一致,雄花发育较快,而雌花发育较慢,从结构变化上可以看出,雄花中雌蕊原基从一开始就不发达,且在花粉母细胞时期就退化成一痕迹,而雌花中雄蕊原基在一开始相当发达,雌雄蕊原基并行发育时间一长,至大孢子四分体时期雄蕊原基仍在发育。因此,雌雄花中雄、雌蕊原基退化速度不同导致了雌雄花发育进程的不同,基因表达方式和表达强度的差异可能是节瓜雌、雄蕊退化不一致的真正原因。2 .经GA3处理后随着处理浓度的升高,植株的高度、茎粗、节间长逐渐减小。240mg/L GA3处理“R89-7-3”植株的高度、节间长、茎粗分别是对照的41.4%、62.4%、63.9%;节瓜的第一雄花节位与对照相比先升高而后逐渐降低,200mg/L、240mg/L GA3处理后节瓜的第一雄花节位比对照有所降低,均小于5.0; GA3处理后随着处理浓度的增大第一雌花节位逐渐升高,200mg/L、240mg/L GA3处理后节瓜的第一雌花节位比对照上升了6.4和7.7节,在本试验范围内,以200mg/L GA3处理诱雄效果最好。乙烯利是节瓜很好的促雌因子,随着处理浓度的升高,植株的高度、茎粗、节间长逐渐减小;3060 mg/L乙烯利可以诱导节瓜产生雌花并降低了第一雌花节位,说明在本试验范围内低浓度的乙烯利可以诱导节瓜雌花的出现。当用浓度小于30 mg/L乙烯利处理后节瓜的第一雄花节位和第一雌花节位无明显变化,大于480 mg/L浓度的乙烯利处理后节瓜50节内未出现雄花;120 mg/L及以上浓度的乙烯利处理后节瓜50节内未出现雌花。40mg/L的乙烯利处理后节瓜植株第一雌花节位比对照下降了2.6节。综合来看,40mg/L的乙烯利处理节瓜后可以诱导雌花的出现,并对植株并无明显的抑制作用。3 .从试验中我们得知,节瓜属于日中性植物,开花与日长关系不大,但短日照条件有利于雌花的发生,尤其在幼苗期,缩短日照时间能促进雌花形成。但日照过短,则会使苗发育不良,与对照相比,22℃处理雌花比率提高了9%,两个品种各处理的叶绿素a﹑叶绿素b﹑叶绿素总含量及类胡萝卜素含量均小于对照。随着光照时间的增大,节瓜过氧化物酶活性逐渐降低,17h光照时“江心”和“七星”的过氧化物酶活性最低,分别为1.787g-1min-1﹑1.438 g-1min-1,分别为对照的74.9%和64.7%。我们发现节瓜茎尖过氧化物酶的大小与雌花多少成正比。节瓜MDA﹑可溶性蛋白和ABA之间存在一定关系,一般的ABA含量的增加,脂膜过氧化必定增加MDA的含量, MDA作为膜脂过氧化的最终产物,能对膜和细胞造成一定伤害,并抑制蛋白质的合成,使得茎尖可溶性蛋白含量下降。节瓜品种间对于光照和温度处理的表现无明显差别。4 .适量的NH4+-N促进了节瓜对NO3--N的吸收,使原是负电位的细胞电化学势更负,Ca﹑Fe的吸收量增大,合适的NH4+-N应用为25%左右。杨志敏（1989）等认为增加Ca浓度能促进黄瓜对NH4+-N的吸收和同化,本实验认为这之间的关系可能是相互的。100%的NO3--N处理,促进茎叶的生长,植株中积累较多的赤霉素而促进花芽向雄性分化。这与HesLop-Harr- ison（1972）指出的增加硝酸盐的用量会增加雌花数的报道相一致。高浓度NH4+-N对根系有毒害作用,75%NH4+-N的使得节瓜植株叶片黄花严重,内源ABA积累较高,达到400ng/gFM,而ABA的增大导致MDA的增加到1.234μmol/g。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 园艺植物性别分化的研究进展
• 1.1.1 园艺植物性别表现的类型和特点
• 1.1.2 园艺植物性别分化的遗传学基础
• 1.1.3 园艺植物性别分化与植物激素的关系
• 1.1.4 不同性别植株或器官的生理生化差异及性别的早期鉴定
• 1.1.5 环境因子对性别表达的影响
• 1.1.6 环境因子、遗传因子和植物激素在性别调控中的相互作用
• 1.1.7 园艺植物性别研究的前景及展望
• 1.2 节瓜性别表现及利用研究进展
• 1.2.1 节瓜在自然条件下性别的表现特点
• 1.2.2 节瓜性型表现的遗传规律
• 1.2.3 节瓜性别表现的化学调控及作用机理
• 1.2.4 环境、栽培措施对节瓜性别表现的影响
• 1.2.5 性别表现在节瓜育种上的利用
• 1.3 本研究的目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 供试材料
• 2.2 试验设计
• 2.2.1 节瓜性别分化的细胞学观察
• 2.2.2 植物生长调节剂对节瓜性别分化的影响
• 2.2.3 光照处理对节瓜性别分化的影响
• 2.2.4 温度对节瓜性别分化的影响
• 2.2.5 氮素营养对节瓜性别分化的影响
• 2.3 测定项目及方法
• 2.3.1 生长分化情况统计方法
• 2.3.2 光合情况的测定
• 2.3.3 抗氧化物酶系统相关指标的测定
• 2.3.4 MDA（丙二醛）
• 2.3.5 可溶性蛋白
• 2.3.6 叶绿素含量的测定
• 2.3.7 内源激素的测定
• 2.3.8 矿物元素的测定
• 3 结果与分析
• 3.1 节瓜性别分化的细胞学观察结果
• 3.1.1 节瓜性别分化的细胞学进程
• 3.1.2 节瓜雌、雄花发育进程的细胞学形态特征
• 3.2 植物生长调节剂对节瓜性别分化的影响
• 3 处理对节瓜生长发育的影响'>3.2.1 外用GA₃处理对节瓜生长发育的影响
• 3.2.2 乙烯利处理对节瓜生长发育的影响
• 3.2.3 混合生长调节剂处理对节瓜生长发育的影响
• 3.2.4 生长调节剂对对节瓜不同真叶期茎尖内源激素的影响
• 3 的影响'>3.2.4.1 生长调节剂对节瓜不同真叶期茎尖GA₃的影响
• 3.2.4.2 生长调节剂对节瓜不同真叶期茎尖内源ABA的影响
• 3.2.5 过氧化物酶活性变化
• 3.2.6 可溶性蛋白的变化
• 3.3 光照对节瓜性别分化的影响
• 3.3.1 光照对“江心”和“七星”节瓜植株生长发育的影响
• 3.3.2 光照处理对节瓜叶片叶绿素含量的影响
• 3.3.3 光照处理对节瓜部分酶活性的影响
• 3.3.3.1 光照处理对节瓜过氧化物酶活性的影响
• 3.3.3.2 光照处理对节瓜CAT 的影响
• 3.3.4 光照处理对节瓜MDA的影响
• 3.3.5 光照处理对节瓜可溶性蛋白影响
• 3.3.6 光照处理对节瓜幼苗Pn 的影响
• 3.3.7 光照处理对节瓜茎尖内源激素的影响
• 3.3.7.1 光照处理对节瓜茎尖内源赤霉素的影响
• 3.3.7.2 光照处理对节瓜茎尖ABA 的影响
• 3.4 温度对节瓜性别分化的影响
• 3.4.1 温度对“江心”和“七星”节瓜植株生长发育的影响
• 3.4.2 温度对节瓜叶片叶绿素含量的影响
• 3.4.3 温度对节瓜部分酶活性的影响
• 3.4.3.1 温度对节瓜POD 的影响
• 3.4.3.2 温度处理对节瓜CAT 的影响
• 3.4.4 温度处理对节瓜MDA 的影响
• 3.4.5 温度对节瓜可溶性蛋白影响
• 3.4.6 温度对节瓜幼苗Pn 的影响
• 3.4.7 温度对节瓜茎尖内源激素的影响
• 3.4.7.1 温度对节瓜茎尖内源赤霉素的影响
• 3.4.7.2 温度对节瓜茎尖ABA 的影响
• 3.5 氮素形态对节瓜性别分化的影响
• 3.5.1 氮素形态对节瓜“江心”植株生长发育的影响
• 3.5.2 氮素营养对节瓜叶片叶绿素含量的影响
• 3.5.3 氮素形态对节瓜酶活性的影响
• 3.5.3.1 氮素形态对节瓜POD的影响
• 3.5.3.2 氮素形态对节瓜CAT 的影响
• 3.5.4 氮素形态对节瓜丙二醛（MDA）的影响
• 3.5.5 氮素形态对节瓜可溶性蛋白影响
• 3.5.6 氮素形态对节瓜茎尖内源激素的影响
• 3.5.6.1 氮素形态对节瓜茎尖内源赤霉素的影响
• 3.5.6.2 氮素形态对节瓜茎尖ABA的影响
• 3.5.7 氮素形态与节瓜茎尖矿物元素的关系
• 4 讨论
• 4.1 节瓜性别分化的特点
• 4.2 生长调节剂处理对节瓜生长发育的影响
• 4.3 温度和光照对节瓜的生长发育的影响
• 4.4 氮素营养对节瓜生长发育的影响
• 5 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文