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1、第一专题第一专题 果树生殖生理与分子生物学果树生殖生理与分子生物学果树传粉受精果树传粉受精果树花芽分化果树花芽分化杨洪强果树传粉受精果树传粉受精授粉和受精授粉和受精大多数果树须要经过授大多数果树须要经过授粉受精才能牢固（授粉粉受精才能牢固（授粉刺激果实形成；受精形刺激果实形成；受精形成种子，种子刺激果实成种子，种子刺激果实发育），发育），授粉受精是生殖生长起授粉受精是生殖生长起先的标记，是提高坐果先的标记，是提高坐果率的核心与最关键因素率的核心与最关键因素(配植授粉树、选择自配植授粉树、选择自花牢固品种、人工授粉、花牢固品种、人工授粉、花期放蜂与喷硼、延长花期放蜂与喷硼、延长有效授粉期有效授粉
2、期)。杨洪强自花授粉、自花（不）亲合、自花牢固自花授粉、自花（不）亲合、自花牢固异花授粉、异花（不）亲合、异花牢固异花授粉、异花（不）亲合、异花牢固注：牢固和产生种子并不等同；注：牢固和产生种子并不等同；种子是维持果实发育的重要因素，产生种子是维持果实发育的重要因素，产生两性种子，必需自花或异花亲合；两性种子，必需自花或异花亲合；不亲合或不受精也能形成果实。不亲合或不受精也能形成果实。杨洪强 单性牢固单性牢固-不受精而形成果实，一般无不受精而形成果实，一般无种子，如香蕉、菠萝、柑橘、柿子、无花果等；种子，如香蕉、菠萝、柑橘、柿子、无花果等；无种子不确定是单性牢固，如无核葡萄，须要无种子不确定是
3、单性牢固，如无核葡萄，须要授粉刺激才能牢固但种子败育。授粉刺激才能牢固但种子败育。无融合生殖无融合生殖-不受精也能产生有发芽力不受精也能产生有发芽力的胚（种子），如湖北海棠，柑橘（由珠心或的胚（种子），如湖北海棠，柑橘（由珠心或珠被细胞产生珠心胚）。珠被细胞产生珠心胚）。杨洪强单性牢固可生产无籽果，但一般产量低、单性牢固可生产无籽果，但一般产量低、果实小、不能进行杂交育种果实小、不能进行杂交育种杨洪强授粉：指花粉由雄蕊的花药传到柱头的授粉：指花粉由雄蕊的花药传到柱头的过程过程受精：雌雄配子的结合受精：雌雄配子的结合从授粉到受精须要经过从授粉到受精须要经过 亲合性识别亲合性识别-花粉萌发花粉萌发
4、-花粉管花粉管生长生长-雌雄配子在失去活性前（有雌雄配子在失去活性前（有效授粉期内）结合效授粉期内）结合杨洪强果树传粉受精果树传粉受精一、花粉与雌蕊的相互识别一、花粉与雌蕊的相互识别二、花粉萌发二、花粉萌发三、花粉管生长三、花粉管生长四、花粉管与花柱的相互作用四、花粉管与花柱的相互作用五、雌雄配子融合五、雌雄配子融合六、有效授粉期六、有效授粉期七、授粉受精后的生理生化变更七、授粉受精后的生理生化变更杨洪强一、花粉与雌蕊（柱头）的相互识别一、花粉与雌蕊（柱头）的相互识别 落在柱头上的各种花粉能否最终完成受落在柱头上的各种花粉能否最终完成受精，取决于花粉和柱头之间的亲和性精，取决于花粉和柱头之间的
5、亲和性 细胞相互识别是亲和性的前提细胞相互识别是亲和性的前提1、识别、识别(recognition)一类细胞与另一类细胞在结合过程中一类细胞与另一类细胞在结合过程中所进行的特殊反应。它要求从对方获得信息，所进行的特殊反应。它要求从对方获得信息，此信息可以通过物理的和化学的信号来表达。此信息可以通过物理的和化学的信号来表达。杨洪强花粉与柱头之间的相互识别，涉及到花粉壁花粉与柱头之间的相互识别，涉及到花粉壁中的蛋白质与柱头乳突细胞表面的蛋白质中的蛋白质与柱头乳突细胞表面的蛋白质薄膜之间的相互作用薄膜之间的相互作用 花粉内壁蛋白由花粉本身制造，具有很高的花粉内壁蛋白由花粉本身制造，具有很高的酶活性，
6、主要是与花粉萌发和花粉管穿入酶活性，主要是与花粉萌发和花粉管穿入柱头有关的酶类；外壁蛋白参与识别反应柱头有关的酶类；外壁蛋白参与识别反应杨洪强杨洪强柱头：多数植物的柱头有乳突，常覆盖一层水合蛋白质薄膜，与花粉粒和柱头的识别有关。（1 1）干柱头（）干柱头（dry stigmadry stigma）：）：雌蕊成熟时，柱头没有分雌蕊成熟时，柱头没有分泌物，多数被子植物属此类。泌物，多数被子植物属此类。（2 2）湿柱头（）湿柱头（wet stigmawet stigma）：）：雌蕊成熟时，柱头能产生很雌蕊成熟时，柱头能产生很多液态分泌物。多液态分泌物。杨洪强柱头上的分泌液主要有蛋白质、氨基酸、酚类化
7、柱头上的分泌液主要有蛋白质、氨基酸、酚类化合物、脂类和糖类。合物、脂类和糖类。蛋白质参与识别反应；蛋白质参与识别反应；脂类有助于粘住花粉粒，削减柱头失水；脂类有助于粘住花粉粒，削减柱头失水；酚类有助于防止病虫对柱头的侵害，酚类有助于防止病虫对柱头的侵害，有选有选择地促进花粉粒的萌发；择地促进花粉粒的萌发；糖类供应花粉管生长的养分。糖类供应花粉管生长的养分。杨洪强假如相互识别，花粉管尖端产生能溶解柱头薄假如相互识别，花粉管尖端产生能溶解柱头薄膜下角质层的酶（角质酶），使花粉管穿过膜下角质层的酶（角质酶），使花粉管穿过柱头而生长，直至受精柱头而生长，直至受精假如不识别，柱头的乳突细胞马上产生胼胝质
8、假如不识别，柱头的乳突细胞马上产生胼胝质(callose)，阻碍花粉管穿入柱头，花粉管尖，阻碍花粉管穿入柱头，花粉管尖端也被胼胝质封闭，花粉管无法接着生长，端也被胼胝质封闭，花粉管无法接着生长，使受精失败使受精失败杨洪强识别表现为植物的亲合性识别表现为植物的亲合性 植物在进化过程中形成了雌蕊在受精前识别花粉植物在进化过程中形成了雌蕊在受精前识别花粉的实力（机制），使柱头或花柱可以辨别某类花粉，并的实力（机制），使柱头或花柱可以辨别某类花粉，并对这类花粉萌发或生长产生抑制实力，使受精不能完成对这类花粉萌发或生长产生抑制实力，使受精不能完成，此为授粉不亲和性。，此为授粉不亲和性。来自不同种植物的雌
9、蕊与花粉，两者基因型差异较来自不同种植物的雌蕊与花粉，两者基因型差异较大，产生的不亲和性称种间不亲和性（大，产生的不亲和性称种间不亲和性（intra-specific intra-specific incompatibilityincompatibility），该机制有利于保持物种的稳定性。），该机制有利于保持物种的稳定性。来自同种植物的雌蕊和花粉，两者基因型过于一样，来自同种植物的雌蕊和花粉，两者基因型过于一样，产生不亲和性称种内不亲和性（产生不亲和性称种内不亲和性（inter-specific inter-specific incompatibilityincompatibility），该
10、机制有利于种内的遗传变异。），该机制有利于种内的遗传变异。杨洪强 植物种内不亲和性最典型的是植物种内不亲和性最典型的是自交自交不亲和性（不亲和性（self-incompatibility,SIself-incompatibility,SI）。遗传学将自交不亲和性定义为能产遗传学将自交不亲和性定义为能产生具有正常功能且同期成熟的雌雄配子生具有正常功能且同期成熟的雌雄配子的雌雄同体植物，在自花授粉或相同基的雌雄同体植物，在自花授粉或相同基因型异花授粉时不能受精的现象。因型异花授粉时不能受精的现象。杨洪强自交不亲合是自交不亲合是植物防止近植物防止近亲繁殖的一亲繁殖的一种自然屏障。种自然屏障。（实线：
11、亲和，虚线：不亲和）（实线：亲和，虚线：不亲和）杨洪强自交不亲和性是显花植物的一个重要遗传性自交不亲和性是显花植物的一个重要遗传性状状绝大多数植物的自交不亲和性受具复等位基绝大多数植物的自交不亲和性受具复等位基因的单一位点因的单一位点S-locusS-locus限制限制(S(S代表不育性，代表不育性，sterility)sterility)，即单因子自交不亲和性，即单因子自交不亲和性（mono-factorial SImono-factorial SI），不同的），不同的S-locusS-locus多多态型用态型用S-S-单元型（单元型（S-haplotypeS-haplotype）来描述。）
12、来描述。杨洪强 依据花粉不亲和表型及其遗传限制方式的依据花粉不亲和表型及其遗传限制方式的不同，单因子不同，单因子SI SI分为两类：分为两类：一类是以十字花科植物为代表的孢子体自一类是以十字花科植物为代表的孢子体自交不亲和型（交不亲和型（Sporophytic self-incompatibility,Sporophytic self-incompatibility,SSISSI），花粉自交不亲和表型由产生花粉的植株），花粉自交不亲和表型由产生花粉的植株即孢子体基因型确定；即孢子体基因型确定；另一类为茄科、蔷薇科、玄参科、罂粟科另一类为茄科、蔷薇科、玄参科、罂粟科等植物中出现的配子体自交不亲和
13、型等植物中出现的配子体自交不亲和型（Gemetophytic self-incompatibility,GSIGemetophytic self-incompatibility,GSI），），该类花粉表型由其本身的单倍体基因型确定。该类花粉表型由其本身的单倍体基因型确定。杨洪强2 2 2 2、孢子体不亲合、孢子体不亲合、孢子体不亲合、孢子体不亲合（1 1 1 1）产生于花粉与柱头相互作用的初期）产生于花粉与柱头相互作用的初期）产生于花粉与柱头相互作用的初期）产生于花粉与柱头相互作用的初期(柱头上柱头上柱头上柱头上)（2 2 2 2）花粉不萌发、萌发但不能进入花柱、能进）花粉不萌发、萌发但不能进
14、入花柱、能进）花粉不萌发、萌发但不能进入花柱、能进）花粉不萌发、萌发但不能进入花柱、能进入花柱但很快被胼胝质封闭入花柱但很快被胼胝质封闭入花柱但很快被胼胝质封闭入花柱但很快被胼胝质封闭（3 3 3 3）一般发生于有三核花粉（一个养分核，两）一般发生于有三核花粉（一个养分核，两）一般发生于有三核花粉（一个养分核，两）一般发生于有三核花粉（一个养分核，两个生殖核）和柱头为干性的植物上，如十字花个生殖核）和柱头为干性的植物上，如十字花个生殖核）和柱头为干性的植物上，如十字花个生殖核）和柱头为干性的植物上，如十字花科、菊科植物。科、菊科植物。科、菊科植物。科、菊科植物。（4 4 4 4）主要由雌蕊的基
15、因型确定（花柱的糖蛋白）主要由雌蕊的基因型确定（花柱的糖蛋白）主要由雌蕊的基因型确定（花柱的糖蛋白）主要由雌蕊的基因型确定（花柱的糖蛋白与花粉粒外壁的糖蛋白相互识别）与花粉粒外壁的糖蛋白相互识别）与花粉粒外壁的糖蛋白相互识别）与花粉粒外壁的糖蛋白相互识别）杨洪强3 3 3 3、配子体不亲合、配子体不亲合、配子体不亲合、配子体不亲合 （1 1）发生于花粉萌发和初期生长后（花柱中）发生于花粉萌发和初期生长后（花柱中）（2 2）一般发生于有）一般发生于有两核花粉和柱头为湿性两核花粉和柱头为湿性的植物上，的植物上，如蔷薇科（大部分果树）、豆科、茄科、百合科如蔷薇科（大部分果树）、豆科、茄科、百合科植物
16、。植物。（3 3）主要取决于花粉自己的）主要取决于花粉自己的S S等位基因的产物和柱等位基因的产物和柱头表达的识别蛋白头表达的识别蛋白（S-S-蛋白可使花粉管的游离钙蛋白可使花粉管的游离钙离子激增而导致花粉管生长受抑）离子激增而导致花粉管生长受抑）杨洪强单基因座限制的自交不亲和性植物的自交不亲和的遗传学单基因座限制的自交不亲和性植物的自交不亲和的遗传学花粉基因型：花粉基因型：S1S2S1S2，S3S4S3S4，S2S3S2S3；雌蕊基因型：；雌蕊基因型：S1S2 S1S2 花粉粒表型由自身单倍体基因型确定。花粉粒表型由自身单倍体基因型确定。左：左：S1S2S1S2花柱自花授粉中，全部的花粉管生
17、长被抑制。花柱自花授粉中，全部的花粉管生长被抑制。中：中：S3S4S3S4花粉为花粉为S1S2S1S2花柱异花授粉，全部花粉管完成受精。花柱异花授粉，全部花粉管完成受精。右：右：S2S3S2S3花粉为花粉为S1S2S1S2花柱授粉，花柱授粉，S2S2的花粉管被抑制，的花粉管被抑制，S3S3花粉管正常生长。花粉管正常生长。杨洪强 （4 4）花粉自己的）花粉自己的S S基因产物尚未分别到，基因产物尚未分别到，但已从芸薹属植物上克隆到但已从芸薹属植物上克隆到2 2种种S S位点柱头专位点柱头专一性基因一性基因SLGSLG（编码一胞外糖蛋白）和（编码一胞外糖蛋白）和SRKSRK（编码一位于膜上的（编码
18、一位于膜上的S S受体激酶）受体激酶）-授粉亲合性的识别可能是一种蛋白磷授粉亲合性的识别可能是一种蛋白磷酸化级联反应。酸化级联反应。杨洪强（5 5）另一）另一S S基因产物基因产物-S-RNaseS-RNase，是在柱头表达的糖蛋是在柱头表达的糖蛋白，具有核酸酶的活性，白，具有核酸酶的活性，SS核酸酶核酸酶S-RNaseS-RNase已在多种植物的基因中克隆已在多种植物的基因中克隆S S基因，如苹果、梨、基因，如苹果、梨、杏、樱桃等杏、樱桃等但确定但确定S S基因产物具有基因产物具有S-RNaseS-RNase特性是在自交不亲合的烟草特性是在自交不亲合的烟草上：上：用反义用反义S3S3基因转化
19、的植株（其基因转化的植株（其S3S3基因不能表达）不基因不能表达）不能抑制自体的能抑制自体的S3S3花粉的生长。花粉的生长。用用S3S3基因转化的基因转化的S1S2S1S2植株（其植株（其S3S3基因超表达）能抑基因超表达）能抑制制S3S3花粉的生长花粉的生长杨洪强S-RNase生理生化特性生理生化特性（1）S-RNase一般含有一般含有250个氨基酸个氨基酸（2）可被花粉管吸取，并降解花粉）可被花粉管吸取，并降解花粉RNA而抑制花粉管生长而抑制花粉管生长（3）分布在花柱引导组织的胞间隙）分布在花柱引导组织的胞间隙（4）在花柱）在花柱1/3以下部位浓度最高（识别区）以下部位浓度最高（识别区）（
20、5）花粉管进入胚珠所经过的组织内均有）花粉管进入胚珠所经过的组织内均有S-Rnase，但当浓，但当浓度达到确定域值时，自交不亲合性才发生度达到确定域值时，自交不亲合性才发生（6）为成熟的花柱）为成熟的花柱S-RNase浓度较低（蕾期授粉易亲合）浓度较低（蕾期授粉易亲合）（7）S-RNase并不参与全部配子体不亲合，且其并不参与全部配子体不亲合，且其S基因产物基因产物与与SLG、SRK或或 S-RNase没有同源性没有同源性杨洪强S-RNaseS-RNase的作用机理的作用机理 一般认为自交不亲和是由于花柱中的一般认为自交不亲和是由于花柱中的S-S-RNaseRNase进入花粉管，作为细胞毒素使
21、自己的花进入花粉管，作为细胞毒素使自己的花粉管粉管RNARNA降解，细胞溶解，导致花粉管生长抑降解，细胞溶解，导致花粉管生长抑制。制。S-RNase S-RNase等位基因专一性作用，存在单基等位基因专一性作用，存在单基因和双基因限制因和双基因限制SISI的两类假说：的两类假说：杨洪强 单基因假说认为，单基因假说认为，单基因假说认为，单基因假说认为，S S S S位点上的一个基因同时位点上的一个基因同时位点上的一个基因同时位点上的一个基因同时限制花柱和花粉的自交不亲和性。限制花柱和花粉的自交不亲和性。限制花柱和花粉的自交不亲和性。限制花柱和花粉的自交不亲和性。例如，在烟草花柱中检测出了低水平的
22、例如，在烟草花柱中检测出了低水平的例如，在烟草花柱中检测出了低水平的例如，在烟草花柱中检测出了低水平的S-S-S-S-RNaseRNaseRNaseRNase基因的基因的基因的基因的RNARNARNARNA转录本，在成熟的簇新花粉粒转录本，在成熟的簇新花粉粒转录本，在成熟的簇新花粉粒转录本，在成熟的簇新花粉粒的内壁中也测出了的内壁中也测出了的内壁中也测出了的内壁中也测出了S-S-S-S-蛋白，这表明单基因限制蛋白，这表明单基因限制蛋白，这表明单基因限制蛋白，这表明单基因限制的可能性，可能存在一个基因同时编码介导自的可能性，可能存在一个基因同时编码介导自的可能性，可能存在一个基因同时编码介导自的
23、可能性，可能存在一个基因同时编码介导自交不亲和反应的花柱和花粉产物。交不亲和反应的花柱和花粉产物。交不亲和反应的花柱和花粉产物。交不亲和反应的花柱和花粉产物。杨洪强 双基因假说的理论基础为花柱双基因假说的理论基础为花柱S-S-基因产物作为细胞基因产物作为细胞毒素降解自己的花粉管毒素降解自己的花粉管RNARNA，导致自交不亲和性，导致自交不亲和性，假说认为，花粉和雌蕊中分别存在不同的假说认为，花粉和雌蕊中分别存在不同的S-S-基因限基因限制着自交不亲和性，制着自交不亲和性，其证据来自转反义其证据来自转反义S3-RNaseS3-RNase基因的膨大矮牵牛植株基因的膨大矮牵牛植株表型由自交不亲和变为
24、亲和，但其花粉表现出正常的自表型由自交不亲和变为亲和，但其花粉表现出正常的自交不亲和性；一个自交亲和日本梨品种被鉴定为交不亲和性；一个自交亲和日本梨品种被鉴定为S4-S4-RNaseRNase基因缺失，但这种缺失并不影响花粉的功能。这基因缺失，但这种缺失并不影响花粉的功能。这些结果都显示些结果都显示S-RNaseS-RNase与花粉表型限制无关，从而支持与花粉表型限制无关，从而支持了双基因假说。了双基因假说。杨洪强 双基因假说分为双基因假说分为双基因假说分为双基因假说分为“膜受体学说膜受体学说膜受体学说膜受体学说”（receptor receptor receptor receptor mod
25、elmodelmodelmodel）和）和）和）和“胞内抑制剂说胞内抑制剂说胞内抑制剂说胞内抑制剂说”（inhibitor modelinhibitor modelinhibitor modelinhibitor model）两种模型。两种模型。两种模型。两种模型。“膜受体学说膜受体学说膜受体学说膜受体学说”认为，认为，认为，认为，S-RNaseS-RNaseS-RNaseS-RNase被特异性地摄入被特异性地摄入被特异性地摄入被特异性地摄入花粉管，花粉花粉管，花粉花粉管，花粉花粉管，花粉S S S S等位基因产物是一种与花粉管的质膜等位基因产物是一种与花粉管的质膜等位基因产物是一种与花粉管的
26、质膜等位基因产物是一种与花粉管的质膜或细胞壁结合的受体，仅允许自己的或细胞壁结合的受体，仅允许自己的或细胞壁结合的受体，仅允许自己的或细胞壁结合的受体，仅允许自己的S-RNaseS-RNaseS-RNaseS-RNase进入花进入花进入花进入花粉管。（但体外核酸酶试验证明，花粉管吸取粉管。（但体外核酸酶试验证明，花粉管吸取粉管。（但体外核酸酶试验证明，花粉管吸取粉管。（但体外核酸酶试验证明，花粉管吸取S-S-S-S-RNaseRNaseRNaseRNase没有表现出特异性）没有表现出特异性）没有表现出特异性）没有表现出特异性）杨洪强 “胞内抑制剂说胞内抑制剂说”认为认为，花粉，花粉S-S-基因
27、编码基因编码一种特异的胞内一种特异的胞内RNaseRNase抑制剂，其产物抑制除自抑制剂，其产物抑制除自己的己的S-S-等位基因编码的等位基因编码的S-RNaseS-RNase外的其它各种外的其它各种S-S-RNaseRNase的活性。的活性。用免疫组织化学标记方法，证明亲和的和不用免疫组织化学标记方法，证明亲和的和不亲和的花粉管细胞质中都有亲和的花粉管细胞质中都有S-RNaseS-RNase的积累。的积累。杨洪强 矮牵牛和烟草的矮牵牛和烟草的S-RNaseS-RNase嵌合体试验表明嵌合体试验表明S-S-RNaseRNase存在两个分别的功能性结构域，一个是每个存在两个分别的功能性结构域，一
28、个是每个S-RNaseS-RNase独有的独有的S-S-等位基因特异性结构域（等位基因特异性结构域（SDSD），），一个是全部一个是全部S-RNaseS-RNase共有的催化结构域（共有的催化结构域（CDCD）。）。简洁抑制剂模型认为，花粉简洁抑制剂模型认为，花粉S-S-等位基因产物等位基因产物有类似有类似S-RNaseS-RNase的两个分别的结构域：的两个分别的结构域：RNase RNase抑制剂结构域（抑制剂结构域（IDID）和）和S-S-等位基因特异等位基因特异的结构域（的结构域（SD SD）。）。杨洪强 当当S1花粉为花粉为S1S2花柱授粉时，花柱授粉时，S1-RNase和和S2-R
29、Nase均被均被S1花花粉管吸取。粉管吸取。花粉管蛋白（花粉管蛋白（S1基因产物）基因产物）的的SD（特异性结构域）与自己相（特异性结构域）与自己相同基因型的同基因型的S1-RNase的的SD结合，结合，而而S1-RNase 的的CD（催化结构域）（催化结构域）仍保留着，所以仍保留着，所以S1-RNase仍有活仍有活性，使得花粉管性，使得花粉管RNA降解，导致降解，导致不亲合。不亲合。而花粉管蛋白的而花粉管蛋白的ID（抑制剂（抑制剂结构域）与非己的结构域）与非己的S2-RNase的的CD结合，结合，S2-RNase活性被抑制，活性被抑制，不能花粉管不能花粉管RNA降解，从而表现降解，从而表现亲
30、合。亲合。S-单元型特异的花粉管生长抑制模型单元型特异的花粉管生长抑制模型 杨洪强4 4、改善亲合性、改善亲合性（1 1）抑制识别蛋白的表达：转录抑制剂提高新）抑制识别蛋白的表达：转录抑制剂提高新红星苹果自花亲合性红星苹果自花亲合性（2 2）化学药剂处理：）化学药剂处理：NAANAA、CEPACEPA、BABA、EDTA-FeEDTA-Fe、脯氨酸、谷氨酸等可提高脯氨酸、谷氨酸等可提高“廿世纪梨廿世纪梨”的自花的自花牢固率牢固率（3 3）气候因素：）气候因素：“廿世纪梨廿世纪梨”自花牢固率自花牢固率15C15C下最高，下最高，23 C23 C下次之，下次之，30 C30 C最差；最差；橘苹苹果
31、橘苹苹果10 C10 C下最低，下最低，2022 C2022 C时最高时最高杨洪强（4 4）驾驭好时期）驾驭好时期避开识别蛋白大量表达期：避开识别蛋白大量表达期：蕾期、雌蕊苍老期、截短柱头蕾期、雌蕊苍老期、截短柱头“长十郎长十郎”梨自花牢固率通常小于梨自花牢固率通常小于20%20%，但，但在蕾期可打在蕾期可打3060%3060%（SDSSDS电泳分析，花期电泳分析，花期花柱中有新的糖蛋白产生）花柱中有新的糖蛋白产生）杨洪强（5 5）异花重复授粉）异花重复授粉先异花授粉（死花粉、异种不亲合花粉），先异花授粉（死花粉、异种不亲合花粉），间隔间隔1212天再自花授粉天再自花授粉机理：先锋花粉（机理：
32、先锋花粉（pioneer pollenpioneer pollen）先把识先把识别蛋白结合掉、耗竭掉？别蛋白结合掉、耗竭掉？（6 6）用亲合花柱头分泌物处理不亲合花的柱）用亲合花柱头分泌物处理不亲合花的柱头头机理：抗原、抗体关系？机理：抗原、抗体关系？杨洪强二、花粉萌发二、花粉萌发1 1、萌发特点、萌发特点（1 1）花粉萌发很快：条件适宜，几分钟就萌发）花粉萌发很快：条件适宜，几分钟就萌发（2 2）萌发期间蛋白质合成极快：花粉置于培育）萌发期间蛋白质合成极快：花粉置于培育基中，基中，2 2分钟就能发觉大量多核糖体增加分钟就能发觉大量多核糖体增加（3 3）有群体效应：单个花粉不易萌发，钙？）有群
33、体效应：单个花粉不易萌发，钙？（核桃花粉太多不易，坐果率下降）（核桃花粉太多不易，坐果率下降）杨洪强杨洪强（4 4）萌发所需的）萌发所需的mRNAmRNA和部分蛋白质已存在于花粉粒中：和部分蛋白质已存在于花粉粒中：转录抑制剂放线菌素转录抑制剂放线菌素D D对萌发没有影响；对萌发没有影响；萌发前后萌发前后mRNAmRNA没有区分；不论是否抑制没有区分；不论是否抑制mRNAmRNA合合成，蛋白质电泳带型没有区分成，蛋白质电泳带型没有区分（5 5）萌发须要合成部分新蛋白，但无需新基因表达：）萌发须要合成部分新蛋白，但无需新基因表达：新合成的蛋白主要用于花粉萌发后的初期生长，新合成的蛋白主要用于花粉萌
34、发后的初期生长，新基因的表达用于维持花粉管的生长。新基因的表达用于维持花粉管的生长。杨洪强 萌发时，花粉萌发时，花粉先吸取水分而膨胀，先吸取水分而膨胀，原生质起先流淌，原生质起先流淌，花粉的内壁从萌发花粉的内壁从萌发孔露出，作管状延孔露出，作管状延长。长。杨洪强杨洪强2 2、影响萌发因素、影响萌发因素（1 1）环境条件：主要是温度，一般为）环境条件：主要是温度，一般为25-3025-30 C C，苹果为，苹果为10-25 10-25 C C；湿度也影响；湿度也影响（2 2）养分：贮藏养分水平（枝与花）；碳水化合物（如）养分：贮藏养分水平（枝与花）；碳水化合物（如蔗糖）；氨基酸；矿质元素（钙、硼
35、、钴、钼）蔗糖）；氨基酸；矿质元素（钙、硼、钴、钼）（3 3）激素：花粉中含有生长素和赤霉素；外源生长素、）激素：花粉中含有生长素和赤霉素；外源生长素、细胞分裂素和多胺促进花粉萌发；赤霉素可促进部分细胞分裂素和多胺促进花粉萌发；赤霉素可促进部分植物花粉萌发，但抑制葡萄、苹果、栗等多种果树花植物花粉萌发，但抑制葡萄、苹果、栗等多种果树花粉的萌发（诱导单性牢固）粉的萌发（诱导单性牢固）杨洪强三、花粉管生长三、花粉管生长1、花粉管生长为脉冲式生长、花粉管生长为脉冲式生长2、生长只局限于顶端区，为极性生长、生长只局限于顶端区，为极性生长（其他细胞的生长（其他细胞的生长发生于整个细胞表面）发生于整个细胞表面）3、花粉管可分为不同的细胞区域：、花粉管可分为不同的细胞区域：顶端生长区、光滑内质网区、粗面内质网区、小泡化区顶端生长区、光滑内质网区、粗面内质网区、小泡化区和退化区。和退化区。杨洪强