‘凤丹’（Paeonia ostii‘Feng Dan’）生殖生物学的初步研究

论文摘要

本研究以江南地区栽培‘凤丹’为研究材料,研究内容包括：悬滴培养法研究牡丹花粉萌发率及储藏特性；‘凤丹’有性繁殖特性研究；‘凤丹’双受精过程研究；‘凤丹’胚及胚乳发育过程研究。主要研究结果如下：1.牡丹花粉最佳悬滴培养液配方为：l0%蔗糖+0.05g／L硼酸；新鲜花粉培养5-6小时萌发率趋于稳定,储藏花粉培养7-8小时萌发率趋于稳定；低温（-18℃）或超低温（-75℃）条件均适宜牡丹花粉的储藏,花粉的耐储藏性依品种而异,‘凤丹’花粉耐储藏性最好,储藏一年花粉萌发率为69.23%,‘岛锦’（P. suffruticosa ’Shima-nishiki’）、‘墨池金辉’（P. suffruticosa’Mo Chi Jin Hui’）花粉萌发率为20%-30%。2.‘凤丹’为异花授粉植物,天然杂交及人工异株异花授粉结实率达到50%以上；同株异花及自花授粉结实率显著下降,雌雄蕊异熟,显著降低自交性；无花粉处理有微弱的结实性；‘凤丹’与日本牡丹杂交结实率较高,江南品种次之,与美国黄牡丹杂交种杂交结实率极低,败育现象严重。3.花粉落到柱头上随即萌发,双受精过程发生在授粉后4-48h,主要集中在授粉后10h前后。‘凤丹’的受精方式为珠孔受精。精卵融合与精细胞和极核的融合几乎同时完成,以雌、雄性核仁完全融合作为双受精结束的标志,属于有丝分裂前配子融合类型。4.‘凤丹’为核型胚乳,初生胚乳核不经过休眠直接进入分裂阶段,形成游离核胚乳,持续时间约为23天,授粉后45天胚乳完成细胞化,进入生长成熟阶段,授粉后85天胚乳发育成熟。合子休眠期为8-12h,胚的发育略晚于胚乳的发育,但其细胞化时期与胚乳基本同步。胚的发育经历原胚阶段、器官分化阶段和生长成熟阶段三个连续的发育时期。其中原胚阶段的变化过程最为复杂,持续时间约为55天,合子的分裂并不伴随着细胞壁的产生,形成游离核原胚,游离核增值到一定数量即开始细胞化,细胞化原胚发育到一定阶段即沿着球形胚—心形胚—鱼雷胚—子叶胚的发育过程完成胚发育。授粉后125天胚发育成熟。本研究对‘凤丹’生殖生物学相关过程的初步研究,对于江南地区牡丹育种实践具有重要的理论指导意义,也为芍药科系统发育的研究提供有力证据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 引言
• 1.1 植物双受精过程研究进展
• 1.1.1 雌配子体
• 1.1.2 雄配子体
• 1.1.3 花粉在柱头上萌发
• 1.1.4 双受精过程
• 1.2 植物胚胎发育的研究现状
• 1.2.1 胚发育过程
• 1.2.2 胚乳发育过程
• 1.2.3 偏离寻常的胚胎发育方式—多核原胚
• 1.3 牡丹生殖生物学研究进展
• 1.3.1 牡丹花粉离体培养及储藏方法研究现状
• 1.3.2 紫斑牡丹生殖生物学研究
• 1.3.3 矮牡丹传粉生物学研究
• 1.4 杨山牡丹研究现状
• 1.5 本研究的目的意义及主要内容
• 1.5.1 对于育种方面的意义
• 1.5.2 对于植物学上的意义
• 1.5.3 研究胚发育的意义
• 1.5.4 本研究的主要内容
• 1.5.5 技术路线图
• 2.牡丹花粉储藏特性的研究
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 研究材料
• 2.1.2 花粉萌发率测定方法
• 2.1.3 花粉培养液的筛选
• 2.1.4 花粉储藏特性的研究
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 蔗糖和硼酸浓度对牡丹花粉萌发的影响
• 2.2.2 花粉萌发及花粉管生长情况
• 2.2.3 牡丹花粉萌发率与培养时间的关系
• 2.2.4 不同储藏条件对花粉萌发率的影响
• 2.3 小结与讨论
• 2.3.1 蔗糖与硼酸对花粉萌发的影响
• 2.3.2 储藏时间与花粉萌发特性的相关性
• 3.‘凤丹’有性繁殖特性研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验材料
• 3.1.2 授粉方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 ‘凤丹’品种内授粉亲和性分析
• 3.2.2 ‘凤丹’与观赏牡丹杂交结实情况分析
• 3.3 小结与讨论
• 4 ‘凤丹’双受精过程的观察
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 ‘凤丹’柱头特征
• 4.2.2 花粉在柱头上萌发
• 4.2.3 花粉管在雌蕊中的生长途径
• 4.2.4 花粉管进入胚囊及精细胞的释放
• 4.2.5 双受精过程及其经历的时间
• 4.3 小结与讨论
• 4.3.1 柱头对花粉萌发的影响及胼胝质反应
• 4.3.2 牡丹花粉管通道
• 4.3.3 花粉管准确进入胚珠的机制
• 4.3.4 双受精过程
• 4.3.5 不同试验方法导致的结果差异性
• 4.3.6 多精入卵现象
• 5 ‘凤丹’胚和胚乳发育过程的观察
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 试验方法
• 5.1.2.1 材料准备
• 5.1.2.2 ‘凤丹’胚珠石蜡切片的制作
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 ‘凤丹’胚发育过程
• 5.2.1.1 原胚阶段
• 5.2.1.2 器官分化阶段
• 5.2.1.3 生长、成熟阶段
• 5.2.2 ‘凤丹’胚乳发育过程
• 5.2.2.1 游离核阶段
• 5.2.2.2 细胞化阶段
• 5.2.2.3 生长、成熟阶段
• 5.3 小结与讨论
• 5.3.1 游离核胚乳的细胞化
• 5.3.2 ‘凤丹’与紫斑牡丹胚胎发育时间进程的差异
• 5.3.3 胚和胚乳发育的相关性及胚胎败育问题
• 5.3.4 芍药科胚胎发育的特殊性
• 6 结论与展望
• 参考文献
• 导师简介
• 个人简介
• 致谢