全 文 ：武汉植物学研究 2004，22(3)：197~200
Journal of Wuhan Botanical Research
白菜自交不亲和性的荧光测定
史公军 ，侯喜林h
(1．南京农业大学作物遗传与种质创新国家重点实验室，南京 210095；2．南京农业大学园艺学院，南京 210095)
摘 要：通过亲和指数法及荧光显微观察对白菜的自交不亲和性进行了测定。结果表明，白菜 自交不亲和的反应部
位在柱头，自花授粉后柱头表面产生明显的胼胝质反应。两种观测法的结果相吻合 ，荧光显微镜观察法准确、方便 ，
可应用于白菜 自交不亲和系的育种实践。
关键词：白菜 ；自交不亲和性 ；荧光显微测定
中图分类号 ：$634．3；$603．2 文献标识码 ：A 文章编号：1000—470X(2004)03—0197—04
M easurement of Self-incompatible by Fluoroscope Observation
in Non—heading Chinese Cabbage
SHI Gong—Jun ．HOU Xi—Lin 。
(1．National Key Laboratory of Crop Genetics&Germplasm Enhancement，Nanjing 210095，China
2．College of Horticulture，Nanjing Agricultural University。Nanjing 210095，China)
Abstract：The self—incompatibility (SI)in non—heading Chinese cabbage was measured by com—
patible index and fluoroscope observation methods．Results through two methods were coincided．
Under fluoroscope callus was obviously observed on the style，which was a symbol of the SI reac—
tion．The fluoroscope observation with more convenience and accuracy can be applied in breeding
of non—heading Chinese cabbage．
Key words：Non—heading Chinese cabbage；Self—incompatibility；Fluoroscope observation
白 菜 (Brassica campestris L．ssp．chinensis
Makino var．communis Tsen et Lee)原产中国，为十
字花科芸薹属芸薹种 白菜亚种中的一个变种，是我
国南方的大众化蔬菜，在“菜篮子”工程中占有重要
地位。
利用 自交不亲和系是 目前白菜最主要的制种方
式，因此建立一种简便、准确的 自交不亲和性的测定
方法是确保生产优良杂交种的关键。国内在白菜自
交不亲和系选育方面做了很多工作[1]，但对 自交不
亲和反应缺乏深入研究。本试验拟采用亲和指数法
和荧光显微镜观察两种方法对 白菜的自交不亲和性
进行观察和测定 ，旨在研究 自交不亲和I临界期前后
柱头的形态学差异，花粉管的生长动态，为进一步研
究花粉一雌蕊间的识别奠定基础，同时建立一种快
速、准确鉴定 自交不亲和性的方法。
1 材料与方法
1．1 植物材料
所用的植物材料为经多年测交、自交获得的稳
定的自交不亲和系及 自交亲和系。1999年和 2000
年 9月播种于南京农业大学试验田，第二年观察开
花习性 。
1．2 授粉取样
分别选取健壮植株 10株进行蕾期和花期 自交，
收稿日期 ；2003—09—03，修回日期：2004—02—17。
基金项 目：国家“九五”重点科技攻关项目(96—002—02—19-02)资助。
作者简介 ：史公军(1977一)，博士研究生 ，主要从事蔬菜遗传育种与分子生物学的研究。
÷ 通讯作者(Author for correspondence．E—mail：hxl@njau．edu．cn)。
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198 武 汉 植 物 学 研 究 第 22卷
花前和授粉后均套袋隔离。授粉后 24、32、48 h采摘
花朵，每次每株 5朵花进行荧光显微检测。种子成熟
后，每株随机取 3O个荚调查每株的结籽数，然后计
算亲和指数。
1．3 荧光显微镜观察
操作方法参照MartinC。]及张恩慧Is]的方法并做
改进。柱头和花柱中的花粉管按 Georgia提出的标
准：O～1O条花粉管为不亲和，1O～25条为部分亲
和，25条以上为亲和L4]。具体操作程序如下：
剪下柱头 2 mm 固定 241 1 8 h 甲醛：乙酸t乙醇一 t t ⋯ 一
软化——去离子水冲洗3次——o．1％
水溶性苯胺蓝染色一 压片观察。
荧光显微镜为 Olympus BX 60，配用上海医疗
器械厂荧光光源，Olympus相机拍照。
2 结果与分析
2．1 各材料的亲和指数分析
田间观察发现自交不亲和系花期自交后表现出
不亲和，而自交亲和系表现亲和并结实。结籽后的亲
和指数法测定结果表明，自交不亲和系无论花期 自
交或花期混粉交配，亲和指数均接近或小于 0．5或
不结籽。而从蕾期自交观察看，均结籽较多且籽粒饱
满，表明该自交不亲和系为优良的株系。而自交亲和
系的亲和指数无论花期、蕾期均大于 13．O5，且表现
差异不大(见表 1)。
表 1 各材料的亲和指数(结籽数／角果)
Table 1 The compatible index of materials(seeds／pod)
2．2 各材料的荧光显微观察
荧光显微镜下观察经FAA固定的材料时，背景
为浅黄色，花粉管和乳突细胞呈黄绿色。亲和授粉的
柱头乳突细胞呈失水收缩状态，乳突细胞间的大量
花粉粒已萌发，花粉管顺利通过乳突细胞，长入柱头
和花柱，且绝大多数都在3O条以上；而不亲和授粉的
柱头乳突细胞上附着的花粉粒数量较少，乳突细胞
中积满了胼胝质，未见花粉管深入柱头(见图1)。
2．3 授粉后不同时间柱头的形态观察
对比不亲和授粉后 24、36、48 h的柱头，可以看
到荧光显微镜下均未有花粉管深入柱头，授粉后
24 h的柱头乳突细胞已形成淡黄绿色的胼胝质，
36 h和48 h的柱头乳突细胞形成了颜色鲜亮的胼胝
质栓。而亲和授粉的柱头上花粉已萌发长出花粉管，
授粉36 h和48 h取样的花粉管要比24 h的长得多，
有的则 已深入子房。
2．4 柱头处理中不同的软化时间对观察效果的影响
试验中采用的4O～45℃不同的软化时间(1 h、
2 h、4 h)来处理柱头，结果显示软化 2 h效果最好。
软化 1 h的柱头难以压成薄层，而细胞层太多影响
观察。软化 4 h的柱头则因过度软化，压片操作时取
材困难，容易搅成一团，也影响到观察的清晰度。
2．5 两种测定方法结果比较
荧光显微镜镜检为不亲和的植株，其亲和指数
均在 0．5以下，而镜检为亲和的植株其亲和指数均
>13．05，两种测定方法的结果相吻合。
3 讨论
由于亲和指数中的结籽情况常受到植株的隔离
条件、授粉技术、植株的营养条件及结籽时的光照、
温度等环境条件的影响，从而影响到其准确性 ，而且
亲和指数法不适用于 自交不亲和性较弱的植物[5]，
因此促使人们建立和发展其他的自交不亲和性的测
定方法。荧光检测准确、可靠而且快速，从而可以加
快育种的进程，还可节省授粉后种株管理及考种所
需的人力[6 ]。张恩慧用此法检测甘蓝的自交不亲和
性得出良好的结果，在自交授粉 24～48 h内，任何
时间取样观察，均可准确、快速地测定自交单株的不
亲和性 。
在试验中，白菜在不亲和授粉时发生明显的胼
胝质反应，而在亲和授粉中是没有的，柱头乳突细胞
的胼胝质反应可作为检测自交不亲和性的一种标
志。因此本研究所采用的水溶性苯胺蓝染色在荧光
显微镜下检测 自交不亲和性的方法可应用于白菜自
交不亲和的育种实践。
十字花科作物自交不亲和属于孢子体型自交不
亲和，发生不亲和反应的部位一般在柱头的表面，这
给研究花粉和柱头表面的识别反应提供了便利[ 。
芸薹属作物自交不亲和基因(s基因)与识别反
应有关，目前已有大约 100多个复等位基因被鉴定
出来[8]。当不亲和花粉落在柱头上，柱头上自交不亲
和基因的表达产物就与带有相同s基因的花粉被中
的特异蛋白质相互作用，进而产生自交不亲和反应。
在大白菜及甘蓝花粉和柱头上均发现有s基因特异
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第 3期 屯公军等 白菜自空 幕和性的甍光删定
A，D．授粉后24 h取样一B，E．授粉后36 h取样}C．F授柑后48 h取样l A、B c是亲和情株的花粉将D、E、F 币
亲和瞌株的花精管．A．R．C×8o‘D．E．F×4。
A d U ～ ⋯ ■leu aIter 24 h poilinatlon‘B and E s~ pled alter 36 hl C and F sampled aher 48 h．A．B and C
⋯ c pollentuhea of compa6ble pl丑Ⅱc5}D．E d F were pollentubc5 ofincompa~ihlc o⋯ ^，B，C×80，U，E，F×4O
圈 1 白蕈亲和噩不亲
F 1 Fluorn~cope ob ⋯ ⋯¨ r the eompatibl~aad iaoou,patible poili~=tio,,in no·L-h==dmg Chin~ ~=bbage
蛋白 。M
随着柱头s受体激酶基同(SRK)／s位点糖蛋
白基 因 (5LU)和 花粉 中 富半 胱毒c酸蛋 白基 田
(SCR)／s伟点蛋白摹 出(SP 7"的克隆El ， 薹
属作物 自变不来和的作用机理也迓渐明朗I 在此
基础上建立的 PCR墟 古性．可大规模、准确、快速
地测定自盘不亲和性L1 ．但是该方i击测定的成本较
高
虽然在白菜上尚未鉴定出S基l|j特异蛋口，但
u 推测授粉后，花粉粒嵌于七七 乳突细胞，花粉胞聩
与柱头袁膜接触 ．此时花粉 SCR／SP1l蛋白与雌蕊
SRK／SLG特异蛋 白扣泌别．从而引发 r自变不亲
和反应。花粉中的m质酶分解酶钝化．使花粉管不能
溶解柱头乳尖细胞的角质层，同时柱头巾的胼胝质
合成鳝脒擂化，从而产生 r自交不亲和反应。
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《武汉植物学研究)2003年度文献计量指标
根据《中国学术期刊综合评价数据库(CAJCED2003)~5480种统计刊源 120余万篇中文论文
引用参考文献及“中国期刊网”中心网站2002年全文下载记录的统计，并经综合评价分析，本刊
2003年度文献计量指标及 Web下载量如下：
总被引频次 影响因子 即年指标 他引率 被引半衰期 2002载文量 Web下载量
441 0．4866 0．0400 0．8980 5．9 1O0 5013
引自《中国学术期刊综合引证年度报告(2003)》
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