园林植物同源四倍体的遗传特性

　　2同源四倍体结实率(或育性)降低的原因及其随世代推移的变化
　　
　　2.1结实率降低的原因
　　一般认为,异常的减数分裂行为、花器结构异常及环境条件不适均可导致同源四倍体的结实率(或育性)降低。李爱华等[5]以同源四倍体黄花菜新品系HAC-大花长嘴子花为材料,观察其花粉母细胞减数分裂行为,结果表明:在减数分裂不同时期出现异常现象,双线期和终变期见到四价体、三价体、二价体、单价体;中期Ⅰ、后期Ⅰ和末期Ⅰ均出现落后染色体,后期Ⅰ见到染色体桥和断片;中期Ⅱ、后期Ⅱ和末期Ⅱ有染色体不同步分离及不等分裂等现象;四分体时期还出现多分体以及多核现象;因此认为同源四倍体减数分裂不正常是造成四倍体黄花菜部分不育及结实率低的主要原因。四倍体育性随世代的推移会有逐步改善的趋势。
　　2.2叶绿体和线粒体及其与核基因的关系
　　细胞质内的细胞器对植物的生长与生殖也有重要的影响,其中叶绿体和线粒体具有重要的地位。叶绿体和线粒体具有自己的DNA,能够自我复制,但其复制与功能受核内基因的影响。崔彬彬等[6]利用7个毛白杨不同亲本起源的三倍体无性系和3个二倍体无性系对叶绿体大小、数目、单位体积叶绿体DNA含量和单个细胞叶绿体DNA含量等性状进行了研究。结果表明:大部分三倍体毛白杨与二倍体亲本在叶绿体大小上差异不大;叶绿体数目则随着倍数的增加而增加,其中卵细胞染色体加倍成功的三倍体达到极显著水平,在单位体积、单个细胞叶绿体DNA含量方面,花粉染色体加倍的三倍体比卵细胞染色体加倍的三倍体变异更加显著,其中单位体积叶绿体DNA量的增加与单个细胞DNA量成正比,而与单位体积叶绿体数目关系不大。总之,加倍前后毛白杨叶绿体性状的变异,并不完全随着倍性的增加而增加,与亲本的特性关系密切,有偏母性遗传趋势。大多数同源四倍体育性(或结实率)较其起源二倍体均有不同程度的降低。以前的解释是由于四倍体核内的染色体不规则分离造成的。但是四倍体育性随世代的推移会有逐步改善的趋势。线粒体有细胞“动力工厂”之称。另外,线粒体有自身的DNA和遗传体系。植物线粒体基因组可以编码许多基因,如拟南芥线粒体基因组已鉴定出57个编码基因。大量研究结果表明:线粒体基因组是细胞质育性因子的载体。大多数同源四倍体育性(或结实率)较其起源二倍体均有不同程度的降低。以前的解释是由于四倍体核内的染色体不规则分离造成的。可能与其线粒体的变化有密切关系。
　　
　　3结语
　　
　　综上所述,由于染色体加倍过程中的加倍因素和非加倍因素的影响,使得同源四倍体的DNA遗传结构较其起源二倍体产生了变异,这种变异必然会导致同源四倍体的表现型发生相应的变异。就同源四倍体的生殖特性而言,表现型的变异集中表现在以下几个方面:一是由于减数分裂的不正常,使得同源四倍体的雌雄配子的育性均低于二倍体;同源四倍体的花粉粒的体积明显大于二倍体植株的花粉;同源四倍体部分胚囊内的卵细胞、助细胞及反足细胞数目有所增减。二是同源四倍体自交繁殖过程中,会出现花粉的萌发及生长速度较慢、花粉管的形态部分畸形、部分极核受精过程异常(精核与极核不能融合、两极核不能融合、极核虽融合但不分裂)、胚胎死亡、胚乳游离核发育不同步以及胚乳细胞化异常等现象。三是大多数同源四倍体育性或结实率会有不同程度的降低,但降低的程度有因自交繁殖世代的推移而逐渐减小的趋势。四是细胞核和细胞质的不平衡。五是就一些植物种类而言,同源四倍体较其起源二倍体有较好的远缘杂交亲和性。
　　关于植物同源四倍体生殖特性及DNA遗传结构变异的研究虽然已做了大量工作,但仍存在进一步努力的空间:如质核基因间的平衡;DNA遗传结构变异;加倍因素和非加倍因素效应目前的结论仍停留在混合分析状态,若能把二种效应分开进行研究分析,其研究结果将会对遗传学起重要的参考和启迪作用。
　　
　　4参考文献
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　　[2] 王卓伟,余茂德,鲁成.桑树二倍体及人工诱导的同源四倍体遗传差异的AFLP分析[J].植物学通报,2002,19(2):194-200.
　　[3] 邓秀新.柑桔同源及异源四倍体花粉育性研究[J].园艺学报,1995,22(1):16-20.
　　[4] 何立珍,周朴华,刘选明,等.南荻同源四倍体的研究[J].遗传学报,1997,24(6):544-549.
　　[5] 李爱华,何立珍.同源四倍体黄花菜减数分裂行为及其育性的探讨[J].湖南农业大学学报,1998,24(1):14-17.
　　[6] 崔彬彬,李云.不同亲本起源的三倍体毛白杨叶绿体性状的变异[J].东北林业大学学报,2008,4(36):4-7.