高溫逆境對陸地棉雄性生殖系統(tǒng)的影響.pdf

1、氣溫變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響重大。長江流域持續(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花和座鈴的高峰期，容易遭受高溫逆境脅迫，對棉花的正常生理生長產(chǎn)生不利影響。棉花花期遭受高溫逆境脅迫時，不少品種大面積座鈴率降低，產(chǎn)量減少，損失嚴重。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便有效檢測花粉活力的方法。以雜交種南抗3號

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種方法均能有效測定30℃/24℃處理的花粉的活力，測定的花粉活力均在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染色法測定經(jīng)過高溫脅迫處理后的花粉活力值偏高?；ǚ墼幻劝l(fā)法能最真實、自然反映花粉在柱頭上的萌發(fā)情況，但是不能統(tǒng)計花粉萌發(fā)率?；ǚ垭x體萌發(fā)法簡便、有效，最適用于檢測經(jīng)過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38天連續(xù)檢測花粉活力，比較雜交棉南抗3號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，為以后利用雜種優(yōu)勢來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抗逆性雜種優(yōu)勢育種至關(guān)重要。
　　 通過石蠟切片技術(shù)，對小孢子發(fā)育過程遭遇高溫逆境后，細胞學結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化進行了觀察。結(jié)果表明，小孢子發(fā)育過程中，有兩個時期對極端高溫逆境敏感，一個是孢原細胞期至小孢子釋放早期，另一個階段是單核晚期至雙核早期。小孢子發(fā)育的各個時期遭受高溫逆境后，小孢子的細胞學結(jié)構(gòu)發(fā)生了異常變化，研究表明，花粉母細胞減數(shù)分

5、裂過程和小孢子的有絲分裂過程遭遇高溫逆境后，分裂過程不正常，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。這些細胞學結(jié)構(gòu)上的異常改變導(dǎo)致成熟花粉功能的改變，沒有活力。
　　 通過實驗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11個品種進行了耐高溫品種篩選，結(jié)果表明，泗棉4號、湘雜棉3號父本、05C3對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06-1三個品種表現(xiàn)出對高溫逆境極度敏感。研究中發(fā)現(xiàn)，品種之間對高溫耐受性的不同，不僅表現(xiàn)在花粉活力上，還表現(xiàn)在柱頭長度/雄蕊群長度、花絲長度以及花藥開裂程度。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、花柱伸長短、花絲伸長長、花藥大多數(shù)開裂等性狀。通過石蠟切片技術(shù)研究花藥的結(jié)構(gòu)，觀察結(jié)果表明，不開裂花藥中的花粉粒缺少內(nèi)容物，花藥壁加厚，開裂花藥中的花粉粒內(nèi)容物充實，花藥壁比不開裂花藥的花藥壁薄