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《广东省植物学会第十九期学术研讨会论文集》2010年
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油菜角果开裂区结构分化及其与果实开裂关系研究

王婷  暨淑仪  吴鸿  
【摘要】:油菜(Brassica napus)是我国继水稻、小麦、玉米和大豆之后的第五大农作物,除了作为食用油的主要原料之外,油菜也是重要的工业原料和未来可再生能源的主要生物资源。生产上利用的甘蓝型油菜在成熟时容易裂角,一般造成产量损失10%左右,当成熟期气候比较恶劣时,产量损失可高达50%;而且落地子粒在条件适宜时会萌发形成白生苗,影响下茬作物生长并导致生物混杂。同时,油菜易裂角极不利于机械化收获,限制着生产效率的进一步提高。而油菜角果结构特征与开裂有着十分密切的关系。因此,研究其结构特征与果实开裂的关系有着十分重要的理论意义和实际意义。本研究运用半薄切片技术、超薄切片技术,结合荧光显微镜技术,对不同开裂程度的两个油菜品种"中双9"和"中双11"果实发育过程中"果实开裂区"的结构特征、发生发育规律进行了研究,旨在从组织学细胞学角度揭示果实开裂的机理及早期开裂区细胞分化的规律,并在此基础上探讨"中双9"和"中双11"油菜果实不同开裂程度的结构差异。研究发现:油菜果实在果实发育过程中,逐渐分化出由胎座框细胞、离层区细胞、果瓣边缘木质化区细胞、果实内表皮层以内的一层木化细胞共同组成的开裂区,在外界干旱条件下,通过开裂区的作用,导致果实成熟时发生果实开裂,并传播种子。比较观察发现,"中双9"的果实发育进程总体上比"中双11"早。具体表现在"中双9"在15DAF(开花后第15天)时就已经能分辨出离层,且胎座框细胞、果瓣边缘木质化区细胞、果实内表皮层以内的一层细胞壁都已经开始木化加厚,而"中双11"在25DAA时才表现出这些特征。研究还发现,"中双9"和"中双11"油菜果实发育胎座框维管束的大小不同。从5DAF到60DAF,除了25DAF到30DAF以外,其它发育时期"中双9"的胎座框维管束均比"中双11"要稍大。另外,两者离层细胞间开始解离的时间也不同。"中双9"离层细胞间开始解离的时间发生在30DAF,而"中双11"离层细胞间开始解离的时间发生在35DAF;两者开裂发生的位点也有差异。从45DAF开始,"中双9"的胎座框木化组织里细胞间、接近离层处的木化果瓣边缘细胞间、接近离层处的木化果瓣边缘细胞与离层细胞间发生裂开呈缝状,到60DAF时胎座框木化组织里细胞间已经裂开呈较明显的缝状,而"中双11"胎座框木化组织里细胞间、接近离层处的木质果瓣边缘细胞间、接近离层处的木质果瓣边缘细胞与离层细胞间几乎没有发生裂开,较光滑的。根据以上结果,可以认为分化成熟的胎座框细胞、离层区细胞、果瓣边缘木质化区细胞、果实内表皮层以内的一层木化细胞是决定果实开裂的结构基础。而果实发育过程中开裂区早期分化的时间、离层细胞间开始解离的时间、果实发育后期在开裂区发生开裂的位点,应该是决定"中双9"比"中双11"更易开裂的重要原因。这些研究结果对于抗开裂油菜品种的选育和栽培具有理论指导意义。

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