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小麦多子房发育过程研究

时间:2022-12-04 16:40:06 来源:网友投稿

摘 要:为了解多子房小麦(Multi-ovary Wheat)胚胎发育过程,为多子房性状在小麦高产育种及杂种小麦选育中的应用提供科学依据,本实验连续取多子房小麦和普通小麦发育过程中各个阶段的幼穗,做成石蜡切片并用普通光学显微镜进行对比观察。结果表明普通小麦和多子房小麦胚胎发育在胚胎形成初期并无差异,而是在胚胎发育过程中逐渐产生的。

关键词:小麦;多子房;胚胎发育

小麦的多雌蕊现象早有报道,并认为是雄蕊心皮化(Carpellody)的结果(Leighty& Sando 1929.Calder 1930.Kihara 1951[1]。CeMeHOB H PH6HaHHa,1978);近年,童一中[2]、王耀芝[3]等研究认为该材料多子房性状并不是任何花器性转化而成的,而是在形成雌蕊原基、雄蕊原基和盾片后,由雌蕊基部的亚下皮层细胞分化而成。鉴于前人研究成果间存在显著差异,多子房小麦形成中胚胎发育的过程尚无公认的结论。

本实验所用材料恒定的产生2个额外的子房(简称副 additional ovary),并与原生子房(简称主子房 primary ovary)进行比较,对多子房小麦胚胎的产生及发育过程进行观察,以期找到其确切的发育过程,为以后利用小麦多子房性状进行有关遗传育种方面的研究提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为经多年种植、遗传稳定的多子房小麦品系(多Ⅱ)为供体亲本,77(2) 为轮回亲本,经连续4次回交与选择、自交2代所选育的小麦多子房近等基因系(多子房系MU、单子房系MO)。

1.2 方法

1.2.1 脱蜡的方法研究

选用的粘贴剂配方,溶液甲:动物胶(明胶)1g,蒸馏水100ml,甘油15ml,石碳酸(结晶)2g;溶液乙:甲醛4ml,蒸馏水100ml。用一滴甲液和两滴乙液混合均匀涂在载玻片上作为粘贴剂。脱蜡时采用本试验改良的脱蜡方法,采用的脱蜡液是酒精和二甲苯的1:4混合液,分装在两个缸中,将切片在第一个缸浸泡约3min,第二个缸浸泡约1分钟,然后用酒精涮洗后取出室温下晾干。

1.2.2 小麦多子房发育研究

(1)将多子房系MU、单子房系MO同时同条件播种,并进行相同的常规田间管理。

在小花开始分化前后取小麦幼穗,分期取2~10mm的小麦幼穗固定,并在固定液中密封4℃条件下保存备用,(操作方法参照《植物学实验技术》[4])。

(2)用酒精对材料进行脱水后用二甲苯透明,经浸蜡,包埋,切片,(操作方法参照蒋金芳等介绍的改良方法),脱蜡后用普通光学显微镜进行观察。

2 观察结果

2.1 改良脱蜡方法的效果

本試验所采用的方法进行完全脱蜡,总时间为3-5分钟,大大缩短了脱蜡时间,效果也比常规方法要好,基本没有石蜡痕迹残留,而常规方法会因条件不同而有多少不一的石蜡残留。

2.2 多子房发育过程观察结果

(1)多子房小麦小花原基前期的分化过程和普通小麦基本相同,由花原基顶端的分生组织转化成雌蕊原基,并进行完善发育。

(2)石蜡切片显示,当小麦幼穗发育到6mm左右长度时,多子房小麦与普通小麦的分化发育已经产生并可明显观察到多子房小麦的2个副子房,主子房体积明显比副子房大(图4,5)。

(3)当小麦幼穗发育到7~8mm长度时,多子房小麦与普通小麦的分化发育已经完成,结构差异十分明显,多子房小麦的主子房与副子房体积大小基本相等(见图1-3)。

4 讨论

(1)常规的脱蜡方法:用二甲苯彻底地溶去切片上的石蜡,一般通过2~3缸二甲苯进行脱蜡,约需15~30分钟。室温过低,则需延长脱蜡时间。通常对脱蜡不彻底的情况进行改良方法有三种:(a)增加二甲苯的缸数。(b)延长二甲苯脱蜡时间,每缸达30~60min。(c)将二甲苯放入温箱内加温至37℃,甚至在加温的情况下还要在每个二甲苯脱蜡缸内放置60min左右。

本实验将传统脱蜡方法改良,取得了明显优良的效果,将为以后的石蜡切片制作节省大量时间,并获得更清楚的切片。

(2)普通小麦及其它某些禾本科植物花的组织发生发育过程已经有过详细的研究[1,2,],得到了类似的结果,即在内外稃、浆片和心皮等叶状器官的形成中, 表皮原细胞的平周分裂是它们的共同特征;而花原基和雄蕊原基都是由亚下皮层细胞的平周分裂产生的,即按芽的方式产生;在花器官的所有结构中,最后出现的是浆片。

由多子房小麦副子房与主子房体积比较的差异变化可见,副子房产生应比主子房晚,但生长发育速度相比较快,在短时间内赶上主子房大小,直至最后大小基本相等。

参考文献

[1] 金芝兰.糜子生殖器官的发育形态和组织分化—— 花序和花的组织发生[J]].植物学报,1965,

13(3):21 3-219.

[2] 童一中 ,童普德. 普通小麦多子房性状的研究 I.多子房的形态发生及其基因定位[J].上海师范

学院学报,1984(2) :48-53.

[3] 兰州大学学报(自然科学版)[J].1990.26(1):80-84。

[4] 许鸿川主编. 植物学实验技术[M]. 北京:中国林业出社,2003 : 12~13.

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