摘要
花是植物生长发育过程中非常重要的生殖器官，不同性别花（如雌花和雄花）的产生是植物花性别分化的结果，在生产上雌雄花的比例与产量息息相关。荔枝是中国南方重要的经济果树，其开花特性复杂，雌雄花分批开放，雄花和雌花相遇期较短，雌雄花比例严重失衡，雌花比例低，导致荔枝生产过程中常出现低产或不稳产的现象。无患子科植物包含许多重要的经济树种和药用植物，基本都存在花性别分化和雌雄花比例不均的现象，但目前对于该科植物花性别分化的机理研究较少。本课题组前期发现，荔枝雄花正常发育花药绒毡层的适时降解对花药的成熟非常重要，说明花药绒毡层的正常发育是发挥雄性功能的关键。同时无患子科藤本植物倒地铃生长周期短，花性别分化过程与荔枝相似，具有开发成研究无患子科植物花性别分化机制的模式植物的潜力。因此，为更深入了解无患子科植物花性别分化过程及涉及的相关调控因子，本研究以荔枝和倒地铃为研究对象，采用体式镜、组织切片技术、TUNEL和NBT染色法等多种实验方法深入研究花发育过程中（尤其是绒毡层的发育）的重要细胞学事件，以明晰绒毡层发育在无患子科植物花性别分化过程中的异同以及关键作用。本论文主要实验结果如下： （1）本研究利用体式镜、石蜡切片等方法，进行表面形态和组织细胞学观察，发现倒地铃花性别分化起始时期在花蕾长度1.0mm-1.2mm间，此时多数花药处于单核小孢子时期。 （2）荔枝和倒地铃花性别分化过程中，雌花败育花药和雄花正常发育花药绒毡层的发育具有共同点和不同点。相同之处是荔枝、倒地铃雌花败育花药绒毡层发育和降解过程相比于各自的雄花正常发育花药发育均有所延迟，利用TUNEL实验方法对两者雌雄花花药绒毡层PCD过程进行检测发现荔枝和倒地铃的雌花败育花药绒毡层PCD信号出现异常，不能适时降解，这可能是雌花败育花药和雄花正常发育花药存在差异的主要原因之一。不同之处在于两者花药绒毡层发育出现差异的时期不同，荔枝雌雄花花药的发育在四分体时期就产生差异，而倒地铃雌雄花花药发育出现差异的时期在减数分裂后，即单核小孢子时期。雌能花异常发育花药绒毡层延迟降解可能对花粉粒的营养物质积累和成熟造成影响，并进一步影响花粉粒的育性。 （3）NBT染色结果显示：活性氧在倒地铃雌雄花花药发育早期阶段就在花药中逐渐累积，且随着雄花正常发育花药绒毡层的不断降解，花药内活性氧水平也不断减少。雌能花异常发育花药中活性氧水平持续累积，并且累积水平也比相应时期的雄花正常发育花药要高，这与雌能花异常发育花药绒毡层降解相对迟缓相对应，表明花药细胞内活性氧水平可能与绒毡层的发育密切相关，进而影响花粉育性。 综上所述，荔枝和倒地铃花性别分化过程类似，两者雌花异常发育花药绒毡层的发育和降解过程相比于雄花更迟缓，花药细胞内活性氧水平与绒毡层发育过程密切相关，可能对花药育性具有重要影响。
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