大白菜核不育花药绒毡层的异常细胞程序性死亡(PCD)导致小孢子败育研究*

郭瑛琪，李 祥，崔海芳，侯凌云，岳艳玲**

(1.中国科学院 昆明动物研究所，云南 昆明 650223；2.山西高地草莓育苗有限公司，山西 长治 046000；3.漯河食品职业学院，河南 漯河 462300；4.云南农业大学 园林园艺学院，云南 昆明 650201)

复等位核雄性不育具有雄蕊退化彻底、不育性稳定等特点，且不受细胞质影响，没有正、反交遗传效应，是比较理想的大白菜雄性不育材料[1]。经过多代转育，云南农业大学园林园艺学院大白菜育种实验室已成功将该核不育基因向不同类型的大白菜中转育，获得多个具有100%不育株率的核基因雄性不育系[2-5]。本试验从细胞程序性死亡(programmed cell death，PCD)角度研究花药败育的原因，进一步探索雄性不育发生的机理。绒毡层是花药药壁组织的最内层，由雄蕊原基的L2 和L3 层共同发育而来[6]。在小孢子母细胞减数分裂早期，绒毡层完成自身的核内有丝分裂，形成多核的细胞，进而转变为一种极性的分泌细胞，输送小孢子发生和发育过程所需的营养物质[7]。减数分裂结束后，绒毡层细胞合成胼胝质酶，分解包围四分体的胼胝质壁，释放单核小孢子[8]。当小孢子从四分体中释放出来后，绒毡层细胞开始降解，并向药室释放营养物质，如脂质、蛋白质和糖类等，调控着花粉壁的形成以及花粉与柱头的识别[9]。同时绒毡层的解体产物还是花粉合成DNA、RNA、蛋白质和淀粉的原料[10]。因此，绒毡层的发育及其降解对小孢子的发生和发育起着至关重要的作用，绒毡层细胞形态和降解的时间均会影响小孢子的生长，进而引起雄性不育。……