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Position: Home > Articles > 高温诱导银灰杨花粉败育的细胞学机理研究 Journal of Beijing Forestry University 2023 (5) 25-34

高温诱导银灰杨花粉败育的细胞学机理研究

作  者：
李智群;孔博;程雪桐;李亮;张平冬
单  位：
林木资源高效生产全国重点实验室
关键词：
银灰杨;高温;败育花粉;减数分裂;微管骨架;绒毡层
摘  要：
【目的】研究高温处理对银灰杨小孢子发生的影响，揭示高温处理导致杨树花粉败育的细胞学机理，旨在完善高温处理诱导配子染色体加倍、选育林木三倍体的技术。【方法】本研究以银灰杨为试验材料，利用38℃和41℃的高温，对不同减数分裂时期的银灰杨花粉母细胞进行3、6 h处理，研究处理温度、减数分裂时期以及持续处理时间对败育花粉比率的影响。在此基础上，通过比较未经高温处理和高温处理后银灰杨花粉母细胞减数分裂染色体行为、微管骨架动态变化以及减数后绒毡层细胞发育的差异，揭示高温处理诱导银灰杨花粉败育的细胞学机理。【结果】（1）减数分裂时期、处理温度、持续处理时间以及减数分裂时期与处理温度、减数分裂时期与持续处理时间的交互作用均对败育花粉比率具有极显著的影响。41℃高温于中期Ⅰ持续处理3 h的败育花粉比率最高，为（25.11±4.28）%。（2）与对照组相比，银灰杨雄花芽经高温处理后，花粉母细胞减数分裂微管骨架表现出不同程度的解聚，中期Ⅰ和中期Ⅱ的部分纺锤体微管缺失，致使后期Ⅰ和后期Ⅱ的同源染色体或姊妹染色单体分离异常，产生大量的落后染色体。这些落后染色体被遗弃在细胞质中，引起微核的产生，四分体时期形成多分体而导致花粉败育。（3）高温处理可导致银灰杨花药绒毡层退化延迟，但仍能正常开裂，释放出花粉粒，因此绒毡层延迟退化不是高温处理诱导银灰杨花粉败育的原因。【结论】高温处理诱导银灰杨花粉母细胞中期Ⅰ和中期Ⅱ的部分纺锤体微管缺失，致使后期Ⅰ和后期Ⅱ产生大量的落后染色体，引起大量多分体的产生，是高温处理诱导银灰杨花粉败育的细胞学机理。

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