高溫逆境對(duì)陸地棉雄性生殖系統(tǒng)的影響.pdf

1、氣溫變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響重大。長(zhǎng)江流域持續(xù)高溫天氣出現(xiàn)在7月中旬至8月中旬，而此間棉花正處于開(kāi)花和座鈴的高峰期，容易遭受高溫逆境脅迫，對(duì)棉花的正常生理生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。棉花花期遭受高溫逆境脅迫時(shí)，不少品種大面積座鈴率降低，產(chǎn)量減少，損失嚴(yán)重。盡管一些其它的措施在一定程度上減輕了高溫的影響，但是篩選棉花耐高溫新種質(zhì)，選育耐高溫新品種，是目前穩(wěn)定棉花產(chǎn)量的重要措施。
　　 本研究首先篩選出簡(jiǎn)便有效檢測(cè)花粉活力的方法。以雜交種南抗3號(hào)

2、的父本南農(nóng)R101為材料，利用人工氣候室，設(shè)置30℃/24℃（日溫/夜溫）和40℃/34℃（日溫/夜溫）兩個(gè)溫度，連續(xù)3天處理棉花初花期的植株，分別利用花粉原位萌發(fā)法、離體萌發(fā)法、聯(lián)苯胺-甲萘酚染色法、I2-KI染色法等4種方法檢測(cè)高溫脅迫處理后的棉花花粉活力?；ǚ墼幻劝l(fā)法、離體萌發(fā)法、聯(lián)苯胺-甲萘酚染色法、I2-KI染色法等4種方法均能有效測(cè)定30℃/24℃處理的花粉的活力，測(cè)定的花粉活力均在80％以上。與離體萌發(fā)法相比，聯(lián)苯胺-甲

3、萘酚染色法、I2-KI染色法測(cè)定經(jīng)過(guò)高溫脅迫處理后的花粉活力值偏高。花粉原位萌發(fā)法能最真實(shí)、自然反映花粉在柱頭上的萌發(fā)情況，但是不能統(tǒng)計(jì)花粉萌發(fā)率。花粉離體萌發(fā)法簡(jiǎn)便、有效，最適用于檢測(cè)經(jīng)過(guò)高溫脅迫處理后的花粉活力。
　　 本研究利用人工氣候室，模擬高溫逆境，整體處理棉花植株，通過(guò)38天連續(xù)檢測(cè)花粉活力，比較雜交棉南抗3號(hào)父母親本與雜種一代之間的耐高溫性差異，發(fā)現(xiàn)雜種一代和其母本親本的耐高溫性明顯高于父本，這也表明雜種一代的耐高

4、溫性存在明顯優(yōu)勢(shì)，為以后利用雜種優(yōu)勢(shì)來(lái)培育耐高溫棉花品種提供依據(jù)，以及選擇合適的雜交組合親本對(duì)抗逆性雜種優(yōu)勢(shì)育種至關(guān)重要。
　　 通過(guò)石蠟切片技術(shù)，對(duì)小孢子發(fā)育過(guò)程遭遇高溫逆境后，細(xì)胞學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化進(jìn)行了觀察。結(jié)果表明，小孢子發(fā)育過(guò)程中，有兩個(gè)時(shí)期對(duì)極端高溫逆境敏感，一個(gè)是孢原細(xì)胞期至小孢子釋放早期，另一個(gè)階段是單核晚期至雙核早期。小孢子發(fā)育的各個(gè)時(shí)期遭受高溫逆境后，小孢子的細(xì)胞學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生了異常變化，研究表明，花粉母細(xì)胞減數(shù)分

5、裂過(guò)程和小孢子的有絲分裂過(guò)程遭遇高溫逆境后，分裂過(guò)程不正常，甚至停滯。絨氈層遭遇高溫逆境后發(fā)生的異常變化，主要包括絨氈層細(xì)胞之間排列疏松，提前降解。四分小孢子和單核早期小孢子外形凹陷。這些細(xì)胞學(xué)結(jié)構(gòu)上的異常改變導(dǎo)致成熟花粉功能的改變，沒(méi)有活力。
　　 通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬高溫逆境與田間調(diào)查花粉活力和花器官性狀相結(jié)合的手段，對(duì)11個(gè)品種進(jìn)行了耐高溫品種篩選，結(jié)果表明，泗棉4號(hào)、湘雜棉3號(hào)父本、05C3對(duì)高溫的耐受性較其它的品種高。蘇棉2

6、2、抗除草劑、蘇新棉06-1三個(gè)品種表現(xiàn)出對(duì)高溫逆境極度敏感。研究中發(fā)現(xiàn)，品種之間對(duì)高溫耐受性的不同，不僅表現(xiàn)在花粉活力上，還表現(xiàn)在柱頭長(zhǎng)度/雄蕊群長(zhǎng)度、花絲長(zhǎng)度以及花藥開(kāi)裂程度。田間遭遇高溫天氣后，與感高溫品種相比，耐高溫品種表現(xiàn)出花粉活力高、花柱伸長(zhǎng)短、花絲伸長(zhǎng)長(zhǎng)、花藥大多數(shù)開(kāi)裂等性狀。通過(guò)石蠟切片技術(shù)研究花藥的結(jié)構(gòu)，觀察結(jié)果表明，不開(kāi)裂花藥中的花粉粒缺少內(nèi)容物，花藥壁加厚，開(kāi)裂花藥中的花粉粒內(nèi)容物充實(shí)，花藥壁比不開(kāi)裂花藥的花藥壁薄