雌雄异株植物性别鉴定方法概述

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1、雌雄异株植物性别鉴定方法概述摘要：雌雄异株植物中不同性别的植株所产生的经济效应和生态效应存在一定的差异，在生产实践中，选取适宜性别的植株进行栽培有助于提高效率,避免不必要的浪费。所以其性别鉴定的研究不仅具有重要的理论意义，而且具有极为重要的实践价值。本文从由外部形态特征鉴定、生理生化指标、染色体组型、同工酶、核酸水平等方面,对国内外有关雌雄异株植物性别鉴定研究的进展作了简要总结,并对各种鉴定方法的优缺点进行了评价，同时对其研究发展趋势作了展望。关键字：雌雄异株，性别鉴定，评价1绪论自然界被子植物大多是雌雄同株,雌雄异株植物仅占6%(Renner等,1995)。由于雌雄异株植物

2、，在植物性别决定尤其是性染色体进化研究中具重要地位(Ioan,2001;Ainsworth,1998),且由于同一树种、不同性别的植物在形态学及生物学特性、经济价值等方面存在一定的差距,林业生产、园林事业以及蔬菜种植中常常希望根据经营目的与利用方向，从中选择栽培某一种性别的植物以满足需要，对植物的早期性别鉴定就显得尤为重要。早在上世纪50年代初波兰学者Bugala首先通过叶色鉴定了欧洲山杨(Populustremula)的性别(Bugala,1951)。但通过外部形态来鉴定植物性别的方法不够准确，且对某些植物而言，在性器官分化和发育成熟前，其雌雄株的形态差异往往不明显，所以不

3、能作为植物性别早期鉴定的可靠依据。近年来发展了从细胞、生化和分子等不同水平上对雌雄异株植物的性别鉴定进行研究的方法。2雌雄异株植物性别鉴定方法2.1由外部形态特征鉴定形态学研究是生化分析取样技术的基础,有助于雌雄性别的早期鉴定。最早通过外部形态确定植物性别的是波兰学者BugalaW.王丙武等在对杜仲(EucommiaulmoidesOliv.)的顶芽进行研究时发现:从1993年和1994年的12月到翌年4月芽展开前对顶芽的测量说明,雄株顶芽的长度和最大直径都明显大于雌株的(P<0.01)，实践证明可用芽的大小鉴别杜仲幼株的性别（Bugala,1951;王丙武,1999）。徐东

4、生等应用多元统计分析中的二类判别法鉴别猕猴桃(Actinidiachinensis)雌雄株，并建立了判别方程,但目前只适用于成年树（徐东生,1998）。郑兴峰等研究了重阳木(Bischoffiajavanica)、大叶刺篱木(Flacourtiarukam)和红毛丹(Nepheliumlappaceum)雌雄株木材的结构，结果表明其产量特征差异显著(郑兴峰,1998)。用此种方法进行植物性别的早期鉴定,在生产实践中的意义很大。其操作要求的技术水平不高、难度不大、既经济节约、又方便节时,在生产中容易掌握,方法简便易行。但在目前的研究中还存在一些问题。因为对于有些植物而言，在性器

5、官分化和发育成熟之前，其雌雄株的形态差异往往不明显。所以,此种方法并不能作为所有植物雌雄株性别早期鉴定的可靠依据。但对于那些对鉴定结果要求不是很严格或只是把它作为一种初步鉴别手段的植物来说,通过形态学特征进行鉴别不失为一种简单、有效的方法。2.2生理生化差异鉴定植物性别此方法主要是通过对植物代谢过程中某些酶的活性、次生代谢物质及内源激素含量水平等的分析来鉴定植物性别。Jaiswal等研究了番木瓜(Caricapapaya)无性组织和生殖组织的酸性和碱性磷酸酶活力，发现其雄性中酶活力高于雌性(Jaiswal,1984)。相关学者以高效液相色谱(HPLC)法分析银杏(Ginkgo

6、biloba)、杨梅(Myricarubra)等树种叶片中水溶性酚类物质时发现:雌株体内此类物质的含量均普遍高于雄株(李国梁等,1993)。王白坡等分析了银杏雌雄株芽尖及叶片中内源激素含量，结果表明，在整个生长季节雌株芽尖中GA3和ZT的平均含量比雄株高20%以上；而IAA和ABA却相反，雄株高于雌株，证实了成年银杏不同性别间内源激素水平存在一定差异(王白坡,1999)。另外,通过对植株体内的维生素含量(赵云云等,1991)、光合能力以及蒸腾速率(蔡汝等,2000)等生理生化指标也可以用来鉴定雌雄异株植物的性别。虽然生理生化指标在一定情况下可用来鉴定雌雄异株植物的性别，但由于

7、这些指标的测定易受环境因素及植物生长发育不同时期的影响，对鉴别结果的可靠性有一定的干扰。所以，此方法可作为一种粗略的鉴别方法。2.3通过同工酶差异鉴别过氧化物酶及多酚氧化酶普遍存在于高等植物中，并在植物的生长发育中起重要作用。由于过氧化物酶是基因表达的产物,因此通过雌雄株间过氧化物酶同工酶的差异来鉴别雌雄株是可行的。范双喜等以5年生石刁柏植株的幼嫩茎尖为材料,分析POD同工酶酶谱差异,结果表明各处理间POD同工酶酶谱雄株均较雌株少1条带,说明石刁柏性别差异与POD同工酶的数目有关,POD同工酶酶谱的差异