Page 137 - 广西植物2024年1期

１ 期 余道平等: 峨眉拟单性木兰雄性不育的细胞形态学及生理生化特性研究 １ ３ ３

图 ５ 不育雄蕊和可育雄蕊在花药不同发育时期的 ＰＯＤ 活性(Ａ)和 ＣＡＴ 活性(Ｂ)

Ｆｉｇ. ５ ＰＯＤ ａｃｔｉｖｉｔｙ (Ａ) ａｎｄ ＣＡＴ ａｃｔｉｖｉｔｙ(Ｂ) ｏｆ ｓｔｅｒｉｌｅ ａｎｄ ｆｅｒｔｉｌｅ ｓｔａｍｅｎｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｎｔｈｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ ｓｔａｇｅｓ

的ꎬ而绒毡层发育异常的原因还需要进一步研究ꎮ ＳＯＤ 和 ＣＡＴ 的 活 性 呈 降 低 趋 势 ( 蒋 会 兵 等ꎬ
小孢子母细胞减数分裂是维持小孢子正常发 ２０２０)ꎮ 西瓜和玉米的雄性不育株在花蕾发育过
育 的 重 要 过 程ꎮ 前 人 对 杉 木 ( Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ 程中 ＰＯＤ 活性显著升高ꎬＣＡＴ 活性明显降低( 王
ｌａｎｃｅｏｌａｔａ) ( 李 亚 鹏 等ꎬ ２０２３)、 厚 轴 茶 ( Ｃａｍｅｌｌｉａ 永琦等 ２０１６ꎻ周国昌等 ２０１８)ꎮ 不育系的 ＰＯＤ 活
ｃｒａｓｓｉｃｏｌｕｍｎａ)( 蒋 会 兵 等ꎬ２０２０)、 白 杨 ( 许 重 阳ꎬ 性显著上升会引起吲哚乙酸类物质分解ꎬ造成 ＩＡＡ
２０１１)等不育系材料的研究结果表明ꎬ花粉母细胞 亏损ꎬ引起不育系内源激素含量的变化或使激素
减数分裂过程出现问题会导致花粉败育ꎮ 本研究 平衡体系受到破坏ꎬ从而使调节功能紊乱ꎬ物质合
观察到雄性不育的小孢子母细胞减数分裂过程中 成或调运的不足使雄蕊活性偏低ꎬ最终导致雄性
存在滞后染色体、染色体桥、不均等分离等较多异 器官不育(冯小磊等ꎬ２０１２ꎻ刘子涵等ꎬ２０１７ꎻ杨龙
常现象ꎬ说明峨眉拟单性木兰小孢子母细胞减数 树等ꎬ２０１７)ꎮ 本研究发现ꎬ峨眉拟单性木兰不育
分裂过程中染色体异常可能是导致小孢子败育的 花药的 ＰＯＤ 活性在各发育时期都高于可育花药ꎬ
原因之一ꎮ 整体呈上升趋势ꎻ而 ＣＡＴ 活性整体呈递减趋势ꎬ显
３.２ 雄性不育与物质代谢、抗氧化酶活性的关系 著低于可育花药ꎬ这可能会造成活性氧的积累ꎬ因
小孢子在发育过程中需 要 积 累 大 量 的 蛋 白 对小孢子母细胞的发育产生毒害而造成败育ꎬ这
质、氨基酸、淀粉和糖类物质等营养物质ꎬ 这些物 与以上报道的结果基本一致ꎮ

质的亏损可能对雄性不育的发生起到诱导作用ꎮ ３.３ 两性花中雄性不育的生殖策略
大量研究发现雄性不育系与其可育系的含糖量及 拟单性木兰属的花一直被认为是雄花两性花
蛋白质含量存在显著差异ꎬ 多数可育系的营养物 异株(胡先骕和郑万钧ꎬ１９５１ꎻ刘玉壶等ꎬ１９９５)ꎬ本

质含量高于不育株( 陈伟等ꎬ ２０１７ꎻ王莹等ꎬ２０１８ꎻ 研究在细胞结构和生理生化基础上进一步证实了
周涛等ꎬ２０２２)ꎮ 本研究发现ꎬ随着峨眉拟单性木 峨眉拟单性木兰实为隐形雌雄异株ꎬ这是比木兰
兰花药的发育ꎬ可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸 科中木莲属、含笑属两性花植物较为进化的特征ꎮ
的含量在不育花药中都低于可育花药ꎬ特别是在 一些濒危植物通过选择性败育来提高后代的适合
单核期、花粉成熟期的含量两者差距更大ꎬ这些生 度ꎬ可能是生长在资源贫乏的环境下ꎬ在长期进化
理代谢上的异常与小孢子母细胞败育关系密切ꎮ 过程中形成的一种生殖保障(徐涛等ꎬ２０１２)ꎮ
植物抗氧化酶的活性与植物雄性不育密切相 新疆阿魏(Ｆｅｒｕｌａ ｓｉｎｋｉａｎｇｅｎｓｉｓ) 雄性不育植株
关ꎮ 厚轴茶雄性不育株花蕾发育过程中 ＰＯＤ 活性 通过功能性雌花的花药败育ꎬ减少了对雄蕊的资
升高ꎬ各发育时期都显著高于可育株ꎻ而不育株 源投入ꎬ而将植株能量用于形成雌蕊、产生更多的