芹菜胞质雄性不育系和保持系生理生化特性研究

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1、芹菜胞质雄性不育系和保持系生理生化特性研究　　摘要：以芹菜胞质雄性不育系0863A及其相应保持系0863B的花蕾、盛开花朵和叶片为试材，测定并分析了可溶性蛋白质、可溶性糖、脯氨酸和叶绿素含量及SOD、POD酶活性水平。结果表明，在芹菜不育系的花器官中，可溶性蛋白质、可溶性糖和脯氨酸含量均高于其保持系，叶绿素a和叶绿素b均低于其保持系。在叶片中，可溶性蛋白质和脯氨酸含量均高于其保持系，但可溶性糖和叶绿素含量不育系高于保持系。SOD酶活性在花器官中不育系较低，在叶片中则是保持系较低。POD酶活性在盛开花朵中不育系较高，达到保持系的2.02倍，而在花蕾和叶片中不育系却比保持系低很多。关键词：芹菜；

2、雄性不育系；可溶性蛋白质；可溶性糖；脯氨酸；SOD；POD；叶绿素中图分类号：S636.3文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.08.00110芹菜是伞形花科二年生蔬菜，在世界各国普遍栽培。芹菜为复伞形花序，花小、量大、花期长而分散[1]，人工去雄杂交很困难，杂交率不高[2]。以雄性不育系做母本进行杂交制种，可免除人工去雄过程，提高杂交率，许多作物已经成功应用雄性不育系开展杂交育种，选育出大量一代杂交品种[3-4]。目前，国内外发现并公开报道的芹菜雄性不育系还很少，国外报道的一例是由Orton等人于1982年在野生芹上发现的核不育材料MS1[5

3、]，国内报道的2例分别是由笔者于2002年在芹菜自交系01-3中发现的核不育系01-3A[6]和利用两个芹菜变种进行杂交，从其后代中选育出的胞质不育系0863A[7]。我们对核不育系的研究相对较多[8-10]，并且已经利用核不育系杂交育成两个芹菜一代杂交新品种[11-12]，对胞质不育系0863A的研究则刚开始。本试验以现有芹菜胞质不育系0863A及其保持系0863B为材料，对其生理生化特性进行比较分析，找到两者之间差异，进而揭示胞质雄性不育发生机理，为今后芹菜雄性不育系选育和利用提供理论依据。1材料和方法1.1试验材料试验材料为芹菜胞质型雄性不育系0863A及其相应保持系0863B。所用材

4、料于2011年9月上旬播种，11月初在天津科润蔬菜研究所阳畦内按照10cm×10cm株行距进行分苗，越冬期间分别适时覆盖塑料薄膜和草帘进行保温，翌年3月下旬，当秧苗已经通过低温春化后进行定植。1.2试验方法1.2.1取样方法106月中旬，选取处于2级花序盛花期的不育系0863A及其保持系0863B各5株，分别从各个种株上剪取直径约为1mm的花蕾、完全开放的小花和花序下部第一片嫩叶作为3种不同测试样本，每种样本分别取样约10g，马上放入冰盒内，带回实验室分别进行生理生化指标测定。种株的田间管理按常规方法进行。1.2.2测试方法可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝G-250染色法；可溶性糖含量测定

5、采用蒽酮法；脯氨酸测定采用茚三酮法；叶绿素测定采用分光光度计法；超氧化物歧化酶（SOD）测定采用氮蓝四唑法；过氧化物酶（POD）测定采用愈创木酚法。各项生理生化指标具体测定方法均参照文献[13]进行，设3次重复。2结果与分析2.1可溶性蛋白质含量表1数据显示，不育系0863A花蕾内蛋白质含量只有保持系0863B的84.0%，差异极显著；盛开花朵内蛋白质含量是保持系0863B的88.4%，也存在显著差异；而叶片内蛋白质含量二者几近相同。不育系和保持系相比，3个取样部位蛋白质含量的变化也有所不同，不育系变化较为剧烈，而保持系相对平缓。2.2可溶性糖含量10表2数据显示，可溶性糖含量在芹菜不育系0

6、863A及其相应保持系0863B种株上的3个不同种取样部位测定结果相差很大，正在开放的花朵内可溶性糖含量最高，花蕾内含量次之，叶片内含量最低。在花蕾和盛开花朵内的可溶性糖含量都是不育系0863A极显著低于保持系0863B，而在叶片内则是不育系0863A极显著高于保持系0863B，说明芹菜雄性不育系0863A可溶性糖在营养器官和生殖器官的代谢方式与保持系0863B存在很大不同。2.3脯氨酸含量从脯氨酸含量绝对值来看，在芹菜种株的3个不同取样部位中，不育系都极显著地低于保持系（表3）。从3个部位的脯氨酸含量变化还可以看出，盛开花朵内脯氨酸含量最高，不育系0863A盛开花朵脯氨酸含量大约是叶片和花

7、蕾内的1.9倍，保持系0863B大约是1.2～1.5倍，说明在开花过程中，不育系的脯氨酸含量上升幅度要大于保持系。2.4超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性由表4可知，不育系SOD活性在盛开花朵中极显著低于保持系，活性水平只是保持系的63.5%；在花蕾中二者没有显著差异；而在叶片中则正好相反，不育系SOD活性高于保持系43.9%。从SOD活性水平变化来看，不育系的SOD活性水平相对保持系而言，各