軟X射線輻照花粉通過影響西瓜中 激素信號誘導(dǎo)單性結(jié)實

胡仲遠 藍善榮 趙寧 蘇南 薛琴 劉潔 鄧秦 楊景華 張明方

目的與意義： 單性結(jié)實是自然或人工情況下，植物子房不需經(jīng)過花粉受精而發(fā)育成果實的現(xiàn)象。在西瓜等作物中誘導(dǎo)單性結(jié)實具有穩(wěn)定產(chǎn)量，提高品質(zhì)等農(nóng)藝學(xué)優(yōu)點。本論文筆者通過軟X射線輻照誘導(dǎo)二倍體西瓜，進而分析西瓜中單性結(jié)實發(fā)生的內(nèi)在機理。為將來的葫蘆科作物自然單性結(jié)實西瓜育種提供參考信息。

材料與方法： 本論文已西瓜自交種IVSM9為材料，利用軟X射線發(fā)生儀（Soft-X-ray Unit OM-60R， OHMIC Ltd.）輻照處理花粉，以及正?；ǚ圻M行授粉后，進行果實發(fā)育表型分析、果實內(nèi)植物激素含量動態(tài)分析、受精/假受精胚珠的解剖學(xué)觀察與轉(zhuǎn)錄組分析。

結(jié)果與分析： 胚珠材料的轉(zhuǎn)錄組分析表明受精/假受精都誘導(dǎo)西瓜配珠中發(fā)生復(fù)雜的激素信號活動，其中生長素信號的響應(yīng)尤為快速。果實激素動態(tài)變化分析表明輻照花粉可以誘導(dǎo)赤霉素、細胞分裂素和生長素發(fā)生與正常授粉極其相似的變化。綜合多種外源激素及激素干擾劑處理未授粉子房后發(fā)現(xiàn)生長素可能是誘導(dǎo)西瓜坐果的信號，但無法使得坐果后子房繼續(xù)膨大;赤霉素無法單獨誘導(dǎo)西瓜子房單性結(jié)實，但能夠影響坐果后的果實膨大;細胞分裂素（CPPU）可以誘導(dǎo)西瓜完整單性結(jié)實，但是該功能很可能依賴于它對果實中生長素和赤霉素的誘導(dǎo)作用。

結(jié)? ? 論： 軟X射線輻照花粉可以誘導(dǎo)西瓜子房發(fā)生類似正常授粉情況下的激素信號變化，從而單性結(jié)實產(chǎn)生高品質(zhì)無籽果實。研究表明除了已知的細胞分裂素（CPPU）能夠誘導(dǎo)完整單性結(jié)實以為，生長素和赤霉素中單性結(jié)實中發(fā)揮重要作用。