小麥多子房發(fā)育過(guò)程研究

李全鋼

摘 要：為了解多子房小麥（Multi-ovary Wheat）胚胎發(fā)育過(guò)程，為多子房性狀在小麥高產(chǎn)育種及雜種小麥選育中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，本實(shí)驗(yàn)連續(xù)取多子房小麥和普通小麥發(fā)育過(guò)程中各個(gè)階段的幼穗，做成石蠟切片并用普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行對(duì)比觀察。結(jié)果表明普通小麥和多子房小麥胚胎發(fā)育在胚胎形成初期并無(wú)差異，而是在胚胎發(fā)育過(guò)程中逐漸產(chǎn)生的。

關(guān)鍵詞：小麥；多子房；胚胎發(fā)育

小麥的多雌蕊現(xiàn)象早有報(bào)道，并認(rèn)為是雄蕊心皮化（Carpellody）的結(jié)果（Leighty& Sando 1929.Calder 1930.Kihara 1951[1]。CeMeHOB H PH6HaHHa，1978）；近年，童一中[2]、王耀芝[3]等研究認(rèn)為該材料多子房性狀并不是任何花器性轉(zhuǎn)化而成的，而是在形成雌蕊原基、雄蕊原基和盾片后，由雌蕊基部的亞下皮層細(xì)胞分化而成。鑒于前人研究成果間存在顯著差異，多子房小麥形成中胚胎發(fā)育的過(guò)程尚無(wú)公認(rèn)的結(jié)論。

本實(shí)驗(yàn)所用材料恒定的產(chǎn)生2個(gè)額外的子房（簡(jiǎn)稱(chēng)副 additional ovary），并與原生子房（簡(jiǎn)稱(chēng)主子房 primary ovary）進(jìn)行比較，對(duì)多子房小麥胚胎的產(chǎn)生及發(fā)育過(guò)程進(jìn)行觀察，以期找到其確切的發(fā)育過(guò)程，為以后利用小麥多子房性狀進(jìn)行有關(guān)遺傳育種方面的研究提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為經(jīng)多年種植、遺傳穩(wěn)定的多子房小麥品系（多Ⅱ）為供體親本，77（2） 為輪回親本，經(jīng)連續(xù)4次回交與選擇、自交2代所選育的小麥多子房近等基因系（多子房系MU、單子房系MO）。

1.2 方法

1.2.1 脫蠟的方法研究

選用的粘貼劑配方，溶液甲：動(dòng)物膠（明膠）1g，蒸餾水100ml，甘油15ml，石碳酸（結(jié)晶）2g；溶液乙：甲醛4ml，蒸餾水100ml。用一滴甲液和兩滴乙液混合均勻涂在載玻片上作為粘貼劑。脫蠟時(shí)采用本試驗(yàn)改良的脫蠟方法，采用的脫蠟液是酒精和二甲苯的1：4混合液，分裝在兩個(gè)缸中，將切片在第一個(gè)缸浸泡約3min，第二個(gè)缸浸泡約1分鐘，然后用酒精涮洗后取出室溫下晾干。

1.2.2 小麥多子房發(fā)育研究

（1）將多子房系MU、單子房系MO同時(shí)同條件播種，并進(jìn)行相同的常規(guī)田間管理。

在小花開(kāi)始分化前后取小麥幼穗，分期取2～10mm的小麥幼穗固定，并在固定液中密封4℃條件下保存?zhèn)溆?，（操作方法參照《植物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)》[4]）。

（2）用酒精對(duì)材料進(jìn)行脫水后用二甲苯透明，經(jīng)浸蠟，包埋，切片，（操作方法參照蔣金芳等介紹的改良方法），脫蠟后用普通光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察。

2 觀察結(jié)果

2.1 改良脫蠟方法的效果

本試驗(yàn)所采用的方法進(jìn)行完全脫蠟，總時(shí)間為3-5分鐘，大大縮短了脫蠟時(shí)間，效果也比常規(guī)方法要好，基本沒(méi)有石蠟痕跡殘留，而常規(guī)方法會(huì)因條件不同而有多少不一的石蠟殘留。

2.2 多子房發(fā)育過(guò)程觀察結(jié)果

（1）多子房小麥小花原基前期的分化過(guò)程和普通小麥基本相同，由花原基頂端的分生組織轉(zhuǎn)化成雌蕊原基，并進(jìn)行完善發(fā)育。

（2）石蠟切片顯示，當(dāng)小麥幼穗發(fā)育到6mm左右長(zhǎng)度時(shí)，多子房小麥與普通小麥的分化發(fā)育已經(jīng)產(chǎn)生并可明顯觀察到多子房小麥的2個(gè)副子房，主子房體積明顯比副子房大（圖4，5）。

（3）當(dāng)小麥幼穗發(fā)育到7～8mm長(zhǎng)度時(shí)，多子房小麥與普通小麥的分化發(fā)育已經(jīng)完成，結(jié)構(gòu)差異十分明顯，多子房小麥的主子房與副子房體積大小基本相等（見(jiàn)圖1-3）。

4 討論

（1）常規(guī)的脫蠟方法：用二甲苯徹底地溶去切片上的石蠟，一般通過(guò)2～3缸二甲苯進(jìn)行脫蠟，約需15～30分鐘。室溫過(guò)低，則需延長(zhǎng)脫蠟時(shí)間。通常對(duì)脫蠟不徹底的情況進(jìn)行改良方法有三種：（a）增加二甲苯的缸數(shù)。（b）延長(zhǎng)二甲苯脫蠟時(shí)間，每缸達(dá)30～60min。（c）將二甲苯放入溫箱內(nèi)加溫至37℃，甚至在加溫的情況下還要在每個(gè)二甲苯脫蠟缸內(nèi)放置60min左右。

本實(shí)驗(yàn)將傳統(tǒng)脫蠟方法改良，取得了明顯優(yōu)良的效果，將為以后的石蠟切片制作節(jié)省大量時(shí)間，并獲得更清楚的切片。

（2）普通小麥及其它某些禾本科植物花的組織發(fā)生發(fā)育過(guò)程已經(jīng)有過(guò)詳細(xì)的研究[1，2，]，得到了類(lèi)似的結(jié)果，即在內(nèi)外稃、漿片和心皮等葉狀器官的形成中， 表皮原細(xì)胞的平周分裂是它們的共同特征；而花原基和雄蕊原基都是由亞下皮層細(xì)胞的平周分裂產(chǎn)生的，即按芽的方式產(chǎn)生；在花器官的所有結(jié)構(gòu)中，最后出現(xiàn)的是漿片。

由多子房小麥副子房與主子房體積比較的差異變化可見(jiàn)，副子房產(chǎn)生應(yīng)比主子房晚，但生長(zhǎng)發(fā)育速度相比較快，在短時(shí)間內(nèi)趕上主子房大小，直至最后大小基本相等。

參考文獻(xiàn)

[1] 金芝蘭.糜子生殖器官的發(fā)育形態(tài)和組織分化—— 花序和花的組織發(fā)生[J]].植物學(xué)報(bào)，1965，

13（3）：21 3-219.

[2] 童一中 ，童普德. 普通小麥多子房性狀的研究 I.多子房的形態(tài)發(fā)生及其基因定位[J].上海師范

學(xué)院學(xué)報(bào)，1984（2） ：48-53.

[3] 蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）[J].1990.26（1）：80-84。

[4] 許鴻川主編. 植物學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 北京：中國(guó)林業(yè)出社，2003 ： 12～13.endprint