全 文 ：收稿日期:2004-04-13
基金项目:中科院“九五”重大项目(K2952S1-112)和暨南大学引进人才启动基金项目(692016 和 692017)
作者简介:马三梅(1971-),女 , 河南平顶山人 ,暨南大学生物工程学系副教授 ,博士.
第 22卷第 4期 海 南 大 学学 报自 然 科 学版 Vol.22 No.4
2004年 12月 NATURAL SCIENCE JOURNAL OF HAINAN UNIVERSITY Dec.2004
　　文章编号:1004-1729(2004)04-0316-03
0.05 g·L-1ABA处理对水蔗草
兼性无融合生殖的影响
马三梅1 , 王永飞1 , 叶秀麟2
(1.暨南大学 生物工程学系 , 广东 广州 510632;
2.中国科学院 华南植物研究所 , 广东 广州 510650)
摘　要:在水蔗草花序发育时期对花序喷施 0.05 g·L-1ABA 后 ,对水蔗草的花粉育性 、结实率和
无融合生殖的频率进行研究.结果表明:用 0.05 g·L-1ABA处理 , 花粉育性 、结实率和无融合生殖
的频率与对照均没有显著性差异.
关键词:水蔗草;ABA;兼性无融合生殖
中图分类号:Q 944.4　　文献标识码:A
植物无融合生殖是指不经过雌雄配子融合而产生种子的一种特殊生殖方式[ 1] .由于利用无
融合生殖可以固定杂种优势 ,因此 ,在农业生产上具有重要的意义和潜力[ 2] ;加之无融合生殖又
是植物生殖生物学中的一个重要方面 ,对它的深入研究将有助于阐明生殖生物学中的重大理论
问题 ,因而引起了国内外科学家们的普遍关注[ 3～ 6] .
水蔗草(Apluda mutica L.)是禾本科 、须芒草亚族 、水蔗草属的一种多年生草本植物.广布于
亚洲热带及亚热带地区.我国西南 、华南等地区均有分布 ,是广东 、云南 、海南等稀树草原常见的
伴生植物.常生于海拔2 000m以下的田边 、水旁湿地及山坡草丛中.营养期其草质柔嫩 ,可作饲
料 ,根可治疗毒蛇咬伤[ 7] .
有关水蔗草的研究 , Murty[ 8] 1973年报道 ,水蔗草进行兼性无融合生殖.我们的研究发现 ,
水蔗草胚囊发育分为 2种类型 ,即有性生殖的蓼型和无孢子生殖的大黍型.有性生殖的胚囊是
由7个细胞 8个核组成 ,即 2个助细胞 ,1个卵细胞 ,1个中央细胞(2个极核)和 3个反足细胞.
无孢子生殖胚囊内含有1个卵细胞 、2个助细胞和1个极核 ,缺少反足细胞.因此 ,反足细胞的有
无是区分有性生殖胚囊和无融合生殖胚囊的明显特征[ 9] ;有性生殖和无孢子生殖的胚囊中均有
胚珠附器的存在;但在无孢子生殖的胚囊中 ,胚珠附器一般很大 ,长是宽的 1 ～ 3倍;而有性生殖
胚囊的胚珠附器的长是宽的 1 ～ 2倍;和有性生殖胚囊相比 ,无孢子生殖胚囊的胚珠附器更加发
达[ 10] .笔者曾进行光照等环境因素对水蔗草无融合生殖频率影响的研究 ,结果发现:光照时间
可以影响水蔗草无融合生殖频率[ 11 ,12] .关于生长调节剂对植物无融合生殖频率的影响也有报
道 ,例如Gupta等[ 13]的研究结果表明 ,在开花前 1 ～ 5 d用 0.075 g·L-12 , 4-D处理可以提高以
DOI :10.15886/j.cnki.hdxbzkb.2004.04.006
双花草(Dichanthium annulatum)的无融合生殖的频率.由于水蔗草的无融合生殖是否受ABA处
理的影响尚未见报道 ,因此 ,笔者进行了这方面的研究.
1　材料和方法
1.1　材料　所用材料为水蔗草(Apluda mutica L.),种子取自中国科学院华南植物研究所稻田边.
1.2　方法　1999年和 2000年 3月3日将水蔗草种子播种于花盆中 ,每盆种植 10株.花盆口径
25 cm ,高 20 cm ,内装水稻田土 5 kg.在水蔗草开花前(10月 16日到 10月 25日)进行激素处理 ,
ABA的质量浓度为 0.05 g·L-1 ,每株喷 5mL ,共喷 3盆(即30株).每3 d喷 1次 ,共喷施 3次 ,并
以清水处理作对照.对照和处理均在温室中常规管理 ,温室温度为 16 ～ 25 ℃,湿度为 60%～
80%,其他条件保持一致.为了真实地反映自然条件下水蔗草的生殖情况 ,笔者统计了在田间自
然条件下生长的同期水蔗草的花粉育性 、结实率和无融合生殖的频率 ,并用邓肯氏(Duncan)新
复极差法检验差异显著性[ 14] .
1.2.1　花粉育性分析　取花药置于载玻片上 ,加 1滴KI-I2 溶液 ,然后夹破花药在显微镜下观
察并记数.蓝色为可育花粉 ,黄褐色为不育花粉[ 15] .每个花盆随机观察 6朵小花 ,每朵小花观察
6个视野 ,然后统计花粉的可育率.
1.2.2　结实率分析　由于水蔗草的种子成熟后极易脱落 ,完全成熟后再统计其结实率往往偏
低 ,所以应在小穗第一苞片呈黄色时考查结实率.随机取 10株进行观察 ,结实率=结实粒数/调
查小花数.
1.2.3　无融合生殖频率的统计方法　在水蔗草开花的季节用 FAA 固定花序 ,爱氏苏木精整体
染色 ,常规石蜡切片法切片 ,切片厚度5 ～ 10μm.用Nikon UFX-Ⅱ光学显微镜观察 ,并以反足细
胞的有无区分水蔗草有性生殖胚囊和无融合生殖的胚囊[ 9] .在开花期随机固定 150个子房 ,统
计无融合生殖胚囊和有性生殖胚囊的数目.无融合生殖胚囊的频率=无融合生殖胚囊/(无融合
生殖胚囊+有性生殖胚囊).
2　结果分析
2年的实验结果见表 1 ,从表 1中可以看出 ,在水蔗草花序发育期间用 0.05 g·L-1ABA处
理 ,花粉可育性 、结实率和无融合生殖频率与对照和自然条件的相比均没有显著性差异 ,说明花
粉可育性 、结实率和无融合生殖频率不受0.05 g·L-1ABA的影响.
表 1　0.05 g·L-1ABA处理对水蔗草花粉育性 、结实率和无融合生殖频率的影响
处理 　 　花粉可育率/ %　 　　
1999 年 2000 年 平均
　 　　结实率/ %　 　　　
1999年 2000 年 平均
　无融合生殖的频率/ %　
1999 年 2000 年 平均
自然条件 0.98 0.98 0.98 0.90 0.75 0.83 0.64 0.40 0.52
对照 0.99 0.98 0.99 0.92 0.73 0.83 0.62 0.41 0.52
ABA 处理 0.87 0.98 0.93 0.87 0.86 0.87 0.36 0.54 0.45
3　讨　论
关于生长调节剂对植物无融合生殖的影响 ,以前的研究主要集中在 2 , 4-D对无融合生殖
频率的影响方面 ,并且大多数研究结果表明 , 2 , 4-D可以提高无融合生殖的频率.Gupta 等[ 13]
317　第 4期　　　　 　　马三梅等:0.05 g·L-1ABA处理对水蔗草兼性无融合生殖的影响
以双花草为材料 ,在开花前 1 ～ 5 d用 0.075 g·L-1 2 ,4-D处理可以提高无融合生殖的频率.周
嫦等[ 16]和蔡得田等[ 17]在水稻未受精子房的培养研究中发现 ,0.125 ～ 0.500 mg·L-1的 2 , 4-D
可以诱导水稻的“雄核发育”或“无融合生殖”的发育.由于 ABA和 2 , 4-D的生理作用相反 ,因
此 ,笔者推断ABA可以降低水蔗草无融合生殖的频率.但笔者 2年的试验结果表明 ,在水蔗草
花序发育时期对花序喷施 0.05 g·L-1 ABA不影响其无融合生殖的频率.这可能是由于不同材
料的无融合生殖过程对不同生长调节剂的反应不同而造成的.至于其他浓度的 ABA 处理对水
蔗草无融合生殖频率的影响情况如何 ,还有待于进一步的研究.
另外 , Bashaw和 Hignight[ 18]在 Pennisetum ciliare中发现 ,成熟种子中无融合生殖的频率低于
细胞学的观察结果 ,因此 ,从胚胎学观察到的无融合生殖的频率代表了理论上无融合生殖的最
大值.成熟种子中无融合生殖的频率可能并不是如此.所以笔者认为 ,从成熟种子来统计无融合
生殖的频率才能更深入地认识无融合生殖这种生殖方式.
参考文献:
[ 1] 孟金陵.植物生殖遗传学[ M] .北京:科学出版社 , 1995.109-138.
[ 2] 蔡得田 , 陈冬玲.21 世纪水稻育种的新战略———综合利用无融合生殖 、异源多倍体和体细胞杂交技术[ J] .
湖北大学学报(自然科学版), 1999 , 21(5):88-92.
[ 3] 马三梅 , 王永飞 , 叶秀麟 , 等.植物无融合生殖的遗传机理和分子机理的研究进展[ J] .遗传 , 2002 , 24
(2):197-199.
[ 4] 马三梅 , 王永飞 , 叶秀麟 , 等.人工创造植物无融合生殖的研究进展[ J] .西北农林科技大学学报 , 2002 ,
30(5):131-135.
[ 5] 马三梅 , 王永飞 , 叶秀麟 , 等.植物无融合生殖鉴定方法的研究进展[ J] .西北植物学报 , 2002 , 22(4):
985-993.
[ 6] 马三梅 , 王永飞 , 叶秀麟 , 等.单子叶植物无融合生殖的研究进展[ J] .植物学通报 , 2002 , 19(5):530-537.
[ 7] 徐柱.世界禾草属志[ M] .北京:中国农业科学技术出版社 , 1999.66-67.
[ 8] MURTY U R.Polyploidy and apomixis in Apluda mutica L.var aristata (L.)Pilger[ J] .Cytologia , 1973 , 38:347-
356.
[ 9] 马三梅 , 叶秀麟 , 赵南先 , 等.水蔗草兼性无融合生殖的胚胎学研究[ J] .植物学报 , 2002 , 44(3):259-263.
[ 10] 马三梅 , 叶秀麟 , 赵南先 , 等.水蔗草胚胎附器的研究[ J] .植物学通报 , 2003 , 20(1):90-93.
[ 11] 马三梅 , 王永飞 , 叶秀麟 , 等.光照时间对水蔗草兼性无融合生殖的影响[ J] .热带亚热带植物学报 ,
2003 , 11(1):64-66.
[ 12] 马三梅 , 王永飞 , 叶秀麟 , 等.土壤水分亏缺对水蔗草兼性无融合生殖的影响[ J] .植物生理学通讯 ,
2002 , 38(6):579.
[ 13] GUPTA M G , SANJAY G , BHAT B V , et al.Estimation of frequency of apomixis by auxin induced parthenocarpy tech-
nique in Dichanthium annulatum (Forssk.)Stapf [ J] .Range Management and Agroforestry , 1998 , 19(2):149-153.
[ 14] 南京农业大学.田间试验和统计方法[ M] .北京:农业出版社 , 1991.97-100.
[ 15] 张志良.植物生理学实验指导(第 2版)[ M] .北京:高等教育出版社 , 1990.240-243.
[ 16] 周嫦, 杨弘远 , 田惠桥 , 等.水稻的未传粉子房培养[ J] .武汉大学学报(自然科学版), 1983 ,(4):146-153.
[ 17] 蔡得田 , 陈冬玲 , 祝虹 , 等.从“湖北光敏感核不育水稻”的未受精子房和花药培养出单倍体植株[ J] .实
验生物学报 , 1988 , 21(4):401-407.
[ 18] BASHAW E C , HIGNIGHT K W.Gene transfer in apomictic buffelgrass through fertilization of an unreduced egg [ J] .
Crop Science , 1990 , 30(3):571-575.
(下转第 322页)
318 海 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版　　　　　　　　　　　　2004年　
1 677-1 682.
[ 2] 邹进上 ,刘长盛 , 刘文保.大气物理学基础[ M] .北京:气象出版社 , 1982.
[ 3] 吴晓梅.沙尘暴对微波 、毫米波传播的影响[ D] .西安电子科技大学 , 1991.
[ 4] OLSEN R L.The aRb relation in the calculation of rain attenuation[ J] .IEEE Trans on AP , 1987 , 26(2):318-328.
[ 5] 赵树宗.沙尘暴对烟雾及微波毫米波传播的影响[ J] .电波与天线 , 1985 ,(2):36-53.
[ 6] AHMED A S , ALI A , ALHAIDERM A.Airborne dust size analysis for tropospheric propagation of millimetricwaves into
dust storms[ J] .IEEE Trans on Geosci and Remote sensing , 1987 , 25(5):593-599.
Height Modification about Sandstorm Effect
in the Ka Waveband
CAI Ben-xiao
(School of Science ,Hangzhou Institute of Electronic Engineering, Hangzhou 310018 , China)
Abstract:According to the vertical distribution of atmosphere temperature , the sandstorm permittivity that
varied with height was calculated.Its spreading model in the Ka waveband along the earh-space paths ,
which was presented by some scholar not long ago ,was modified.As a result , the calculated results were
made more approach to the real value.
Key words:vertical distribution of temperature;Ka waveband;attenuation of sandstorm
(上接第 318页)
Influence of 0.05 g·L-1 ABA on
Facultative Apomixis in Apluda mutica
MA San-mei1 , WANG Yong-fei2 , YE Xiu-lin2
(1.Department of Bioengineering , Jinan University , Guangzhou 510632 ,China;
2.South China Institute of Botany , The Chinese Academy of Sciences , Guangzhou 510650, China)
Abstract:By spraying 0.05 g·L-1ABA aqueous solution over the panicles of Apluda mutica during inflo-
rescence-development , the pollen fertility , ratio of seed setting , and frequency apomixes in Apluda mutica
were studied.It showed that when applying 0.005 g·L-1ABA as the growth regulator , therewere no signif-
icant differences between treated group and control group in the above.
Key words:Apluda mutica;ABA;facultative apomixis
322 海 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版　　　　　　　　　　　　2004年