油茶自交不亲和性初步研究

油茶(Camellia oleifera)是我国重要的木本食用油料树种之一,现有栽培面积约4500万亩,平均亩产茶油5.8kg,在生产上存在“花多果少、座果率低、产量低”的现象。为探明油茶低产的内在症因,本研究以油茶‘湘林XLC15'(即‘茶陵166’,母本)和‘湘林XLJ14'(即‘巨建2号’,父本)为试材,通过自花授粉和异花授粉对比试验,采用田间控制授粉与座果率调查,并结合石蜡切片、荧光显微观察和胚珠整体透明等方法,对其自交不亲和性进行了研究,主要结果如下： 1.油茶开花传粉生物学研究。‘湘林XLC15'花期为10月中下旬至12月上旬,40-50天,访花昆虫主要为蜂、蝶、蚁。其新鲜花粉萌发率可达40%以上,花粉可育。对其繁育系统的研究表明其为异交型。田间授粉试验表明,不存在无融合生殖现象；异花授粉的结实率和结籽率均显著高于自花授粉,异花授粉结实率为71%,种子的败育率为46.65%,亲和指数为7.21；自花授粉结实率为32%,自交种子败育率为89.88%,亲和指数仅为0.64,存在大量的败育现象,认为油茶为自交不亲和性植物。 2.油茶自交与异交亲和性的荧光显微观察。通过对油茶自交与异交的花粉管生长过程进行荧光显微观测,自交与异交花粉均能在柱头上正常萌发,但自交花粉管的生长势和生长速度均弱于异交；自交60h、异交48h花粉管能够分别生长至花柱基部,自交花粉管的平均生长速度为0.239mm/h,异交为0.303mm/h。异交花粉管能成功进入子房和胚囊,对异交15个子房、339个胚珠切片荧光的统计发现有78个胚珠中有花粉管进入胚囊,进入的比例为23%；自交花粉管除极少部分能正常进入胚囊外,自交60h后大部分发育异常,观察到花粉管生长扭曲,先端膨大等现象；对自交20个子房、412个胚珠切片荧光的统计,仅24个胚囊中有自交花粉管进入,进入的比例为5.8%。表明油茶属于后期自交不亲和性(LSI)植物。 3.油茶自交与异交解剖学观测。通过胚珠整体透明和石蜡切片方法对其细胞解剖学研究表明：异交授粉子房能够正常的进行双受精作用,胚胎也能正常发育,对异交180个子房、3736个胚珠进行石蜡切片发现,双受精发生于授粉后60h至20d这段时间内,授粉后200d形成球形胚。而自交授粉组合中,仅有少部分子房能够如异交授粉一样进行正常的生长发育,其双受精过程发生于84h至35d,此后胚胎发育进程与异交在时间上相差不大,授粉后210d形成球形胚。自交大部分不能正常发育,自交后6d,可发现大量的胚囊萎缩、无胚囊、或胚囊逐渐解体、死亡等败育现象。对自交不同时间的214个子房、4242个胚珠的发育情况进行石蜡切片发现,授粉后35d,自交胚珠败育率达85%以上,此后一直维持相对稳定水平,这与田间统计的最终自交种子败育率89.88%较为一致,表明败育发生于自交35d之内,而在这段时间内,败育种子的变异范围相对较小,表明油茶存在着合子前期的后期自交不亲和现象。