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      健康食用油料植物星油藤的雌雄花發(fā)育及其激素調(diào)控研究進展

      發(fā)布時間:2020-02-28
      來源:科技外事處

        被子植物的花性別分化決定是一個復(fù)雜的生物過程,受到遺傳、植物激素和環(huán)境條件等多種因素的調(diào)控。星油藤 (Plukenetia volubilis L.) 又名美藤果、南美油藤,英文名稱為Sacha InchiInca peanut,為大戟科多年生木質(zhì)藤本植物,因其種子油中的人體必需脂肪酸alpha-亞麻酸含量高達(dá)48-54%被國內(nèi)外認(rèn)為是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ慕】凳秤糜土现参铩?/span>星油藤雌雄同株異花,雌雄花的形態(tài)迥異,分布在花序上的位置固定,可作為研究雌雄同株被子植物花性別分化的模式材料;同時雌花數(shù)量稀少也是限制其種子產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一,因此揭示花性別分化調(diào)控機理可提供有效的科學(xué)途徑以提高油料植物的種子產(chǎn)量。 

        版納植物園園林園藝部蘭花多樣性與保護研究組的副研究員羅艷與熱帶植物資源可持續(xù)利用重點實驗室能源植物分子育種研究組的副研究員潘幫珍、研究員徐增富等人合作,通過掃描電鏡和光學(xué)顯微鏡對星油藤雌雄花的不同發(fā)育階段進行了細(xì)致地觀察,對花器官發(fā)育過程、花性別分化決定及其激素調(diào)控進行了系統(tǒng)地研究。發(fā)現(xiàn)星油藤的雌雄花均為獨立原基發(fā)育形成,發(fā)育過程可分成8個階段(圖1)。星油藤雌雄花的分化發(fā)生在第3階段,在此發(fā)育階段,雌雄花的分生組織出現(xiàn)了明顯差異:雌蕊原基較大,接近四方形;而雄花原基相對較小,近球形。另外,采用人工合成的細(xì)胞分裂素6-BA對星油藤的發(fā)育早期花序進行處理,結(jié)果表明細(xì)胞分裂素具有誘導(dǎo)分生組織形成雌蕊原基的作用(圖2)。在花序發(fā)育最早期(第1-3階段及第4階段早期)采用6-BA處理,可將雄花原基成功誘導(dǎo)成正常的雌花;在稍晚期(第4階段中后期及第5階段)處理,可將雄花原基誘導(dǎo)形成兩性花或不育的畸形花。 

        本研究為進一步開展星油藤花性別分化決定的分子機制提供了發(fā)育生物學(xué)基礎(chǔ),同時也為生產(chǎn)應(yīng)用上采用生長調(diào)節(jié)劑提高星油藤的產(chǎn)量提供了科學(xué)思路。相關(guān)研究成果以Developmental basis for flower sex determination and effects of cytokinin on sex determination in Plukenetia volubilis (Euphorbiaceae)為題發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Plant Reproduction上。

      1. 星油藤雌雄花的發(fā)育過程圖解,示8個發(fā)育階段

      2. 采用細(xì)胞分裂素6-BA處理不同發(fā)育階段的星油藤雄花原基可形成三種類型的花,包括正常雌花(A-E)、兩性花(F-J)和不育畸形花(K-O

      本文作者:羅艷 潘幫珍

      責(zé)任編輯:張維靜_151c53
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