水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育系和保持系表型觀察及活性氧代謝研究.pdf

1、植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育(CMS)具有重要的雜種優(yōu)勢利用價值。本研究以新育成的野敗型優(yōu)質(zhì)秈稻三系不育系天豐A及其保持系天豐B為實驗材料，首先從植株主要形態(tài)特征方面觀察不育系與保持系之間的表型差異，以探究不育所造成的諸多形態(tài)變化，其次從生理生化角度研究了水稻不育系和保持系花藥和葉片發(fā)育過程中活性氧代謝和相關(guān)抗氧化酶活性動態(tài)變化差異，以探討水稻細(xì)胞質(zhì)雄性不育的生理機(jī)制。該研究旨在為水稻不育的可能機(jī)制及其選育和生產(chǎn)應(yīng)用提供理論依據(jù)，對于將來利用水稻

2、細(xì)胞質(zhì)雄性不育系培育雜種植株具有重要的指導(dǎo)意義。研究結(jié)果如下:
　　1.不育系天豐A與保持系天豐B的株高、劍葉長寬都沒有顯著差異，但不育植株的始穗期比保持系延遲，不育性對穗長、單株穗數(shù)、每穗穎花數(shù)、穎花形態(tài)、花藥形態(tài)均有影響，說明植株營養(yǎng)體對不育性造成的不利影響具有較大的抗性，而生殖器官及其附屬組織對不育性造成的不利影響具有較弱的抗性，使整個植株在稻穗、穎花、花藥形態(tài)方面與可育系相比表現(xiàn)出明顯的差異。另外，可能由于發(fā)育過程中雄性不

3、育植株的生理代謝發(fā)生異常，致使?fàn)I養(yǎng)器官向生殖器官輸送營養(yǎng)物質(zhì)的過程不能順利進(jìn)行，最后導(dǎo)致營養(yǎng)期的生長延長，而生殖期的生長發(fā)育推遲。根據(jù)花粉育性鑒定的結(jié)果，不育系花粉對I2-KI反應(yīng)幾乎不著色，且在掃描電鏡下觀察到不育系花粉呈癟三角形或不規(guī)則的多邊形，說明可能是花粉發(fā)育過程中代謝異常，使花粉中內(nèi)含物空缺，營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)不足，導(dǎo)致花粉變形，最終造成雄性不育。
　　2.不育系花藥天豐A中O2-產(chǎn)生速率、H2O2和MDA含量總體高于保持系天

4、豐B，抗氧化酶SOD、CAT活性總體低于保持系，而POD活性始終比保持系花藥高。說明不育系花藥發(fā)育過程中O2-、H2O2代謝異常，MDA積累過多，抗氧化物保護(hù)酶SOD、CAT活力下降，引起活性氧自由基的產(chǎn)生與清除代謝失調(diào)，同時活性不斷上升的POD酶，有可能使IAA大量氧化降解，導(dǎo)致花藥發(fā)育過程中IAA缺失，營養(yǎng)代謝失調(diào)、物質(zhì)能量虧損，這些因素相互作用可能是導(dǎo)致雄性不育的重要原因。
　　3.對花藥各發(fā)育時期相應(yīng)的葉片進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)水