木本植物雌雄株生物学差异研究进展

雌雄异株的性系统在木本植物中普遍存在,关于雌雄差异已有很多研究,且一直是研究热点,因此本文对木本植物雌雄株在形态解剖学、生理学、分子生物学及化学防御方面的差异进行综述,以期为雌株、雄株在生产实践中的选择性运用及理论研究提供参考。在形态解剖学方面,多年生植物雄株株型高、叶片和生物量大,逆境条件下细胞器受损较轻,适应不良环境的结构特征明显,其生长优势;而结一次果或生命较短、结多次果的植物则是雌株占生长优势,如叶生物量比及叶面积比大、叶片旱生结构特征明显、生态可塑性大等。在生理学方面,虽然正常条件下一些植物的雌雄株无显著差异,但是逆境条件下差异显著。大多数植物雄株的光合作用、渗透调节作用、保护酶活性等高于雌株,且逆境条件下受伤害程度小于雌株。雌雄株脱落酸、赤霉素等内源激素含量存在显著差异,且该差异与发育时期密切相关;逆境条件下雌株脱落酸含量显著高于雄株,雌株对逆境条件反应敏感。在分子生物学方面,雄株可通过基因表达水平的上调和一些关键蛋白的高表达,应对不良环境;雄株中,大部分基因与激素生物合成、光合作用、活性氧清除酶系统等有关,且与电子传递、光系统稳定、氧化还原平衡以及应激反应有关的蛋白丰度较高。在一些物种中已找到与性别基因位点相连锁的标记,可用于雌雄异株植物的性别鉴定。在化学防御方面,雌株的酚类等物质含量高、叶片韧性值大,对病虫害的防御能力强。有关雌雄差异的研究中,来源于天然种群的雌雄株个体间遗传差异较大,而同一家系的雌雄株仍存在一定程度的遗传变异,因此最好选择固定父母本的杂交子代。目前大多数雌雄差异研究主要集中在生长发育的某一阶段,而雌雄差异与植物的发育时期密切相关,为了更全面地了解雌雄差异,有必要对不同发育时期的差异进行研究。另外,加强雌雄株在生理、分子等水平的差异研究,可为雌雄异株植物的性别鉴定提供理论依据。