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油茶( Camellia oleifera )属于山茶科( Theaceae)山茶属( Camellia)植物,常绿灌木或小乔木,树高2~3 m[1],自然状态下可高达4~6 m,树皮淡褐色,光滑。海南油茶又名海南山柚,其花为两性花,花瓣颜色均为白色,山柚花的发育通常为腋生或者顶生,花瓣通常5~7枚,花瓣形状为倒卵形,先端常有凹入;其雄蕊的数量较多,花丝的基部呈现联合;其子房上位,子房一般有3~5个子房室,花柱分离,柱头通常为3~5裂,有时裂至基部;其子房上位,子房一般有3~5个子房室,花柱分离,柱头通常为3~5裂,有时裂至基部;海南山柚的树叶生长模式为单叶互生,具有叶柄、革质,叶片形状一般呈卵状的椭圆形或近椭圆形,叶片长度在6~10 cm,叶片宽度2~4 cm,叶片基部的形状为楔形,先端略尖,叶片边缘有细锯齿,侧脉不明显;海南山柚的果实为蒴果,常见棕色粗糙果皮和青色果皮2种,经分类学鉴定为‘青果油茶’(Camellia vietnamensis)和‘糙果油茶’(Camellia furfuracea),果型多为桃形、球形、扁圆形、橄榄形等,果的直径在2~4 cm之间,最大可以超过10 cm,单果质量可达275 g,果实内部含有种子数1~12粒,种壳颜色通常为茶褐色或黑色,且具有光泽,种皮有纤维状绒毛。海南栽培油茶的历史已有500多年,于旭东博士研究团队曾在海南省儋州市王五镇和琼海市会山镇等地发现了500年以上的古油茶树居群[2]。海南油茶树能适应贫瘠、干旱、高温等恶劣的自然环境,其抗逆性强,又四季常绿,而且可以生产名贵的木本油料—山柚油,因此,海南油茶可以作为土壤改良、园林绿化、木本油料生产的绿化树种和经济树种。但由于海南不是我国油茶油的主产区,人们对海南油茶的研究较少,其中,海南油茶自交不亲和性的机理研究尚未见报道。
植物激素在调节植物生长过程起到了重要的作用,植物的花芽分化过程中的生长调节和成花的信号传导均离不开激素的调节,植物的自交授粉和异交授粉的亲和性和结实率同样也受到激素的调节作用[3-4]。针对于油茶的内源激素检测方面的研究,文献显示,目前只对油茶的叶片、果实等进行了内源激素的相关研究[5-6],对其授粉过程内源激素的研究鲜见报道。本研究在前期对油茶自花和杂交授粉受精研究的基础上,重点针对其存在的后期自交不亲和性,通过内源激素动态检测来探究其自交不亲和性的内在机理,旨在为海南油茶的高产稳产和优良种质的选育提供理论依据。
Dynamic changes of endogenous hormones in self-pollinated and cross-pollinated pistils of two Camellia species in Hainan
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摘要: 为了研究内源激素与海南油茶自交不亲和性的关系,利用酶联免疫检测法,研究了海南‘青果油茶’(Camellia vietnamensis)和‘糙果油茶’(Camellia furfuracea)授粉过程雌蕊内源激素(赤霉素GA3、吲哚乙酸IAA、脱落酸ABA、玉米素核苷ZR)含量的动态变化规律。结果表明:花粉管进入胚囊后,IAA的水平降低,抑制了后期花粉管的生长,较低水平的GA3也抑制了花粉管的生长;当花粉管进入胚囊后,高水平的GA3抑制了花粉管的生长和配子体的释放,但高水平的ZR能促进花粉管在柱头中的正常生长,同时高水平的ABA也能促进花粉管的生长和受精;内源激素的比例失调也是海南油茶的自交不亲和性的影响因素。Abstract: In order to understand self-pollination and cross-pollination of two camellia species, Camellia vietnamensis and Camellia furfuracea in Hainan, C. furfuracea and C. vietnamensis were self pollinated, or C. furfuracea was pollinated with the pollen of C. vietnamensis for crossing, and the pistils were sampled after different days of pollination to determine their dynamic changes in endogenous hormones, gibberellin (GA3), indole acetic acid (IAA), abscisic acid (ABA) and zeatin nucleoside (ZR), by using an enzyme-linked immunoassay. The results show that after the pollen tube enters the embryo sac, the level of IAA is reduced, which inhibits the growth of the pollen tube in the late stage, while the lower level of GA3 inhibits the growth of the pollen tube. When the pollen tube enters the embryo sac, high levels of GA3 may inhibit the growth of pollen tubes and the release of gametophytes, but high levels of ZR greatly promote the normal growth of pollen tubes in the stigma, and high levels of ABA greatly promote the growth and fertilization of pollen tubes. The imbalance of endogenous hormones plays a decisive role in the incompatibility of self-pollination of both C. furfuracea and C. vietnamensis in Hainan.
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Key words:
- camellia /
- pollination /
- hormone
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