全 文 ：亏 :1J北农 、11` 技术师范学院学报 第 8 卷第 3 491 , 1 9 9刁年 9 月
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川谷 X 惹茵 F l 减数分裂异常及花粉败育
李桂兰 乔亚科 孟宪东 尹秀玲
(河」匕农业技 术帅范学 院雏础部 · 吕黎二 6 6` 。 O) (农学系 ) ( .J仁础部 )
摘 要
本研 究 发现 : 川谷 X 惫成 F : 花粉母细 胞减 数分 裂过程 中 . 在中期 I 和后期
!
. 较 多的母细胞中出现 了落后染色体 . 并有 多种其他异常现象 。 F , 花粉 败育率
高达 7 9 . 5 % . 收育多发生在单核期 , 有两种 败育类型 。
关键词 :惹芭杂交 减数分裂 花粉败育
中图分类号 : 5 5 ” . 川 S % 7 . 2 3
惹公属 ( C u i 一` . .1 一 ) 内共有 1 0 个种 L’ 」 , 我国有 一利`和 一变种 . 即川谷 (〔一 ` , i」 l “ ` , 一万 , ,才 `卜 , () 乙;
.1
.
)和惹 L议 ( C o i二 l“ 。 r o l , , , `卜 z动 1 L . 、 ,“ ,一 j , · i ,` , , , `· , J“ ` : `· “ 八J “ 沁i , , o )染色体均为 2 , 1 = 2〔, LZ〕 , 是我
国 J ’ 一泛分布的粮食 、 药用 、 饲用作物 。
国内外对惹该属植物的细胞遗传学有些报道 · S a l)r e . 八 . B . ( ! 9 8 7 , 1 98 8 · 」9 90 )研究了
巷茵属的 , l.3 染色体的起源 〔蛇 ; C 。 二一 川圳 )It 。 ” 的单体 不体植株减数分裂的行为 〔“ 〕 : C 。 白
、 如 ` )I `· “ x C “ 、 “ l(t l’( ` 自然异源四倍 体的细胞遗传学 〔 7 〕 · 并对二者 自由传粉群体中染色
体数 目f({J 变异进行了研究 ` ’ 3 。 林兆平等 ( 1 9 85 ) 对川谷和惹芭的核型进行了研究分析 ` 2 〕 。
本文仅就我国的川谷和惹政杂交 F ) 的花粉 母细胞减数分裂及花粉的败育类型进行报遒 。
1 材料和方法
本研究于 1 9 9 2 ~ 1 9 9 3 年进行 . 在孕穗期分别取川谷 、 惹芭及 F I (川谷 X 惹该 ) 的雄
穗 , 在卡诺氏固定液 ( 9邸长酒精 , 冰醋酸一 3 , l) 中固定 24 卜 , 然后换人 75 %酒精在冰箱内
保存 ,醋酸铁钒苏木精压片观察 。 近散粉时 ,用碘液测定 只者花粉的败育情况 。
2 观察结果
2
.
I F : 花粉母细胞减数分裂异常行为
本观察表明 . 母本川谷和父本惹议的花粉母细胞减数分裂均正常 . F , 的减数分裂过
程中 ,染色体行为出现多种异常现象 (表 ! ) 。
F , 花粉母细胞减数分裂过程 ` 11在终变期及中期 l 出现单价体 。 在终变后期 . 有些染
色体不能紧密配刘 . 表现为互相排斥彼此分离 (图版 l : 1 . 2 ) , 出现单价体 ;到 中期 1 . 这些
q丈稿 日期 : 19洲一叫 (_ 于
修改稿收到 U期 : l ” 卜 呱 。 3
3J山 李桂兰等 川谷 x葱苗 F , 减数分裂异常吸花粉败育
裹 I F , 减傲分裂染色体异常行为
性 状 细脸数 占总数 ( % )
有 一。 个二价体
少于 10 个二价体
3 S
2 7 :l :
中 l 正俗
有落后染色体
2 0 6 8 2
.
1
4 5 17
.
9
后 l 正常
有落后染色体
3
: {;
单价体不能向赤道板集中 。 在一些母细胞中 , 单价体被遗弃在纺锤体之外的细胞质中 (图
版 1 : 5 ) ,这在分裂过程中将被丢失 。 还有些单价体是位于赤道板两侧 的纺锤体上 ( 图版
l
: 6
,
7
, 】o ) 。 在后期 l 也出现落后染色体 ,在有些细胞中 , 当多数染色体达到两极 , 落后的
染色体却滞留在赤道板附近 ( 图版 ! : 1 1一 B , 1 2 ) ,另一些细胞中染色体自由均匀地散落在
整个纺锤体上 (图版 l : 8 ) , 到末期 l , 落后染色体被丢弃在新的子核外 (图版 l : 9 , 1 1一 A ,
1 3 )
。 在个别母细胞中看到三极分裂现象 ( 图版 I : 1 4 ) 。
在前期 l 中还看到有的母细胞具有双核 ( 2n ~ 40 )( 图版 ! : 3 ) 。 这样到终变期形成 40
条染色体 , 这是产生 自然多倍体的一个途径 。 一部分母细胞在前期 ; . 中期 l , 前期 . , 细
胞质内有大量的染色颗粒 ( 图版 . : l , 2 , 3 ) 。 这些颗粒产生的原因有待更深人的研究 二
2
.
2 F l 花粉败育类型
F
. 正常花粉为 圆形具一个萌发孔 (图版 . : 10 一 B ) 。 发育到单核期时细胞质中已有后
含物积累 . 以后的时期后含物逐渐增多 ,碘液染色反应极明显 ,说明有大量淀粉积累 。不育
花粉则不易着色 。 表 2 列 出了 1 , 9 2 和 19 93 年两年对双亲及 F , 花粉及育性的鉴定情况
说明了花粉败育严重影响了 F l 的结实率 。
表 2 F l 及双亲花粉生活力及结实率
材 料 正常花特% 败育花粉% 结实率%
川谷
惹芭
9 3
.
5
9
考卜 2 :
`
:
F一 2 0
.
5 7 9
.
5 2 8
.
4
F
, 花粉败育时期和其他单子叶植物一样 〔` · ’ · ` 〕发生在单核期 。 刚从四分体中游离出的
小抱子就有了败育的表现 , 细胞质有轻微的质壁分离现象 , 中央部分着色深 · 而在边缘部
分着色浅 (图版 I : 4 ) ,进一步的发育有两种败育类型 ,第一种类型 . 原生质体收缩 ,发生质
壁分离是小袍子败育的标志 (图版 I : 5 ) , 以后原生质体进一步收缩为一狭条状 . 细胞核也
变的模糊不清 ,逐渐解体 , 随之细胞质也逐渐解体 (图版 I : 6 , 7 ) 。 第二种败育类型是小抱
子的细胞质先于细胞核解体 , 当细胞质近完全解体时 , 细胞核 尚可见 ( 图版 I : 8 , 9 , 10 -
A )
。 两种败育类型最后都变得空瘪 ,椭圆形畸形 。
3J山 李桂兰等 川谷 x葱苗 F , 减数分裂异常吸花粉败育
裹 I F , 减傲分裂染色体异常行为
性 状 细脸数 占总数 ( % )
有 一。 个二价体
少于 10 个二价体
3 S
2 7 :l :
中 l 正俗
有落后染色体
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后 l 正常
有落后染色体
3
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单价体不能向赤道板集中 。 在一些母细胞中 , 单价体被遗弃在纺锤体之外的细胞质中 (图
版 1 : 5 ) ,这在分裂过程中将被丢失 。 还有些单价体是位于赤道板两侧 的纺锤体上 ( 图版
l
: 6
,
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, 】o ) 。 在后期 l 也出现落后染色体 ,在有些细胞中 , 当多数染色体达到两极 , 落后的
染色体却滞留在赤道板附近 ( 图版 ! : 1 1一 B , 1 2 ) ,另一些细胞中染色体自由均匀地散落在
整个纺锤体上 (图版 l : 8 ) , 到末期 l , 落后染色体被丢弃在新的子核外 (图版 l : 9 , 1 1一 A ,
1 3 )
。 在个别母细胞中看到三极分裂现象 ( 图版 I : 1 4 ) 。
在前期 l 中还看到有的母细胞具有双核 ( 2n ~ 40 )( 图版 ! : 3 ) 。 这样到终变期形成 40
条染色体 , 这是产生 自然多倍体的一个途径 。 一部分母细胞在前期 ; . 中期 l , 前期 . , 细
胞质内有大量的染色颗粒 ( 图版 . : l , 2 , 3 ) 。 这些颗粒产生的原因有待更深人的研究 二
2
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2 F l 花粉败育类型
F
. 正常花粉为 圆形具一个萌发孔 (图版 . : 10 一 B ) 。 发育到单核期时细胞质中已有后
含物积累 . 以后的时期后含物逐渐增多 ,碘液染色反应极明显 ,说明有大量淀粉积累 。不育
花粉则不易着色 。 表 2 列 出了 1 , 9 2 和 19 93 年两年对双亲及 F , 花粉及育性的鉴定情况
说明了花粉败育严重影响了 F l 的结实率 。
表 2 F l 及双亲花粉生活力及结实率
材 料 正常花特% 败育花粉% 结实率%
川谷
惹芭
9 3
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考卜 2 :
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F一 2 0
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5 7 9
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F
, 花粉败育时期和其他单子叶植物一样 〔` · ’ · ` 〕发生在单核期 。 刚从四分体中游离出的
小抱子就有了败育的表现 , 细胞质有轻微的质壁分离现象 , 中央部分着色深 · 而在边缘部
分着色浅 (图版 I : 4 ) ,进一步的发育有两种败育类型 ,第一种类型 . 原生质体收缩 ,发生质
壁分离是小袍子败育的标志 (图版 I : 5 ) , 以后原生质体进一步收缩为一狭条状 . 细胞核也
变的模糊不清 ,逐渐解体 , 随之细胞质也逐渐解体 (图版 I : 6 , 7 ) 。 第二种败育类型是小抱
子的细胞质先于细胞核解体 , 当细胞质近完全解体时 , 细胞核 尚可见 ( 图版 I : 8 , 9 , 10 -
A )
。 两种败育类型最后都变得空瘪 ,椭圆形畸形 。
3 J山 李桂兰等 川谷 x 葱苗 F, 减数分裂异常吸花粉败育
裹 I F , 减傲分裂染色体异常行为
性 状 细脸数 占总数 ( % )
有 一。 个二价体
少于 10 个二价体
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2 7 :l :
中 l 正俗
有落后染色体
2 0 6 8 2
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有落后染色体
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单价体不能向赤道板集中 。 在一些母细胞中 , 单价体被遗弃在纺锤体之外的细胞质中 (图
版 1 : 5 ) ,这在分裂过程中将被丢失 。 还有些单价体是位于赤道板两侧 的纺锤体上 ( 图版
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: 6
,
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, 】o ) 。 在后期 l 也出现落后染色体 ,在有些细胞中 , 当多数染色体达到两极 , 落后的
染色体却滞留在赤道板附近 ( 图版 ! : 1 1一 B , 1 2 ) ,另一些细胞中染色体自由均匀地散落在
整个纺锤体上 (图版 l : 8 ) , 到末期 l , 落后染色体被丢弃在新的子核外 (图版 l : 9 , 1 1一 A ,
1 3 )
。 在个别母细胞中看到三极分裂现象 ( 图版 I : 1 4 ) 。
在前期 l 中还看到有的母细胞具有双核 ( 2n ~ 40 )( 图版 ! : 3 ) 。 这样到终变期形成 40
条染色体 , 这是产生 自然多倍体的一个途径 。 一部分母细胞在前期 ; . 中期 l , 前期 . , 细
胞质内有大量的染色颗粒 ( 图版 . : l , 2 , 3 ) 。 这些颗粒产生的原因有待更深人的研究 二
2
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2 F l 花粉败育类型
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. 正常花粉为 圆形具一个萌发孔 (图版 . : 10 一 B ) 。 发育到单核期时细胞质中已有后
含物积累 . 以后的时期后含物逐渐增多 ,碘液染色反应极明显 ,说明有大量淀粉积累 。不育
花粉则不易着色 。 表 2 列 出了 1 , 9 2 和 19 93 年两年对双亲及 F , 花粉及育性的鉴定情况
说明了花粉败育严重影响了 F l 的结实率 。
表 2 F l 及双亲花粉生活力及结实率
材 料 正常花特% 败育花粉% 结实率%
川谷
惹芭
9 3
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:
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壁分离是小袍子败育的标志 (图版 I : 5 ) , 以后原生质体进一步收缩为一狭条状 . 细胞核也
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4 0 河北农业技术师范学院学报 8 卷
J
o u r nal o f H er edi ty19 8 7
.
7 8 ( 3)
: 19 1~ 19 6
10 a Sp
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o p e n
一
p o l li n a t e d 卯 p u la t io n o f i n 吸e r s eP e i f ie h y b r i d s b e t t w e n C o ix g i Ra n t e a a n e l C o i x a l . u a 一ie a . ( ; e n e r i-
e a , 19 87
,
7 4 : 6 1~ 68
第一作者简介
李桂兰 : 31 岁 , 女 ,讲师 。
A B N O R M A L B E H A V IO R ( ) F M E I( ) 5 15 A N D PO I
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