秦智偉，任美君，周秀艷，辛明

黃瓜種子產(chǎn)量高低品系雙受精過程中內(nèi)源激素變化

秦智偉，任美君，周秀艷，辛明

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝園林學(xué)院，哈爾濱150030）

以黃瓜單瓜種子產(chǎn)量高品系D1158-1和低品系D0435-3-1-1為試驗(yàn)材料，人工自交授粉，切片觀察二者受精發(fā)育過程差異，同時(shí)通過試劑盒測定玉米素（ZR）、生長素（IAA）、脫落酸（ABA）、赤霉素（GA）四種內(nèi)源激素變化，綜合分析受精卵發(fā)育及內(nèi)源激素變化差異表明，黃瓜授粉受精后4~12 h，D1158-1與D0435-3-1-1受精卵發(fā)育差異不明顯，授粉后24~36 h，D1158-1受精卵發(fā)育過程快于D0435-3-1-1，授粉后36 h完成受精作用進(jìn)入合子分裂期，黃瓜作為雙受精有絲分裂前配子融合類型，授粉后24~48 h完成受精作用。兩個(gè)黃瓜品系四種內(nèi)源激素隨授粉時(shí)間推移，呈逐漸增加趨勢(shì)，授粉后24~36 h相繼達(dá)到峰值，與受精作用緊密相關(guān)的ZR、IAA、ABA三種激素在24~36 h，D1158-1和D0435-3-1-1間差異顯著。D1158-1的IAA/ZR均大于D0435-3-1-1，說明其與授精階段單瓜種子產(chǎn)量形成關(guān)系密切。發(fā)現(xiàn)兩個(gè)黃瓜品系授粉授精后，D0435-3-1-1的IAA/ABA、GA/ABA、ZR/ABA及（GA+ZR+IAA）/ABA比值均大于D1158-1。ABA在受精作用中具有重要作用。在黃瓜授粉受精過程中，單瓜種子產(chǎn)量高品系D1158-1三種內(nèi)源激素（ZR、IAA、ABA）含量均顯著高于低產(chǎn)品系D0435-1-1，IAA從黃瓜受精初期到結(jié)束均發(fā)揮作用；ABA含量最高與授粉受精關(guān)系密切；ZR作用于精卵融合階段與種子發(fā)育形成最為密切，影響黃瓜單瓜種子產(chǎn)量。

黃瓜；授粉受精；內(nèi)源激素；單瓜種子產(chǎn)量

黃瓜籽具有一定保健作用[1-2]。培育高產(chǎn)籽用黃瓜現(xiàn)已成為育種科研熱點(diǎn)之一。提高黃瓜種子產(chǎn)量主要包括提高黃瓜種子百粒重和單瓜種子數(shù)量兩種方法。研究黃瓜種子產(chǎn)量形成機(jī)制，可為培育高產(chǎn)籽用黃瓜新品種提供參考，為相關(guān)基礎(chǔ)研究提供理論依據(jù)。一般通過分子標(biāo)記研究黃瓜種子長度、體積及單瓜種子產(chǎn)量[3-5]。

授粉受精過程對(duì)黃瓜產(chǎn)量形成尤為重要。孫小鐳等通過石蠟切片初步研究黃瓜雌配子體與胚胎發(fā)育作用[6]。邢樹平等報(bào)道花生雌雄配子體發(fā)育、胚胎發(fā)育及受精過程，開花后9 h，花粉管進(jìn)入胚囊釋放精子；開花后12~20 h為雌雄配子融合時(shí)期；開花后21~26 h為合子期；開花后27 h，合子第一次分裂，初生胚乳核第一次分裂早于合子分裂，約在開花后18 h[7]。Simth研究發(fā)現(xiàn)花生授粉后10~18 h為雙受精時(shí)間，合子發(fā)生第一次分裂約在授粉后26 h[8]。植物激素為植物體內(nèi)天然存在的系列有機(jī)化合物，含量極低，但可調(diào)控細(xì)胞生長分化及植物體生命活動(dòng)。不同發(fā)育時(shí)期內(nèi)源激素含量變化特征為決定植物種子產(chǎn)量和品質(zhì)關(guān)鍵因素之一。陳小鵬研究黃瓜果實(shí)發(fā)育與內(nèi)源激素含量關(guān)系，授粉可促進(jìn)黃瓜果實(shí)生長發(fā)育，授粉后5、10、15 d生長量（單果重）分別比未授粉對(duì)照高73.00%、26.43%和25.73%；授粉后至商品成熟期果實(shí)內(nèi)源ZT、IAA、ABA明顯高于未授粉果實(shí)，其中ZT和ABA含量從授粉開始逐漸增加，授粉后5 d達(dá)到最大，分別為634.29和200.094 ng·g-1FW，說明授粉處理可明顯促進(jìn)ZT和ABA合成[9]。本課題組前期已篩選單瓜種子產(chǎn)量高品系D1158-1與低品系D0435-3-1-1，前期主要通過分子標(biāo)記尋找其差異位點(diǎn)，但由于圖譜距離較遠(yuǎn)，無法確定影響單瓜種子產(chǎn)量主效基因位點(diǎn)。本文主要研究黃瓜種子形成初級(jí)階段即授粉受精發(fā)育階段激素變化，綜合分析受精后內(nèi)源激素差異，確定D1158-1與D0435-3-1-1受精發(fā)育階段形成差異關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，為下一步挖掘單瓜種子產(chǎn)量形成相關(guān)基因奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

選用本課題組篩選單瓜種子產(chǎn)量高品系D1158-1（種子干重7.9 g·瓜-1）和單瓜種子產(chǎn)量低品系D0435-3-1-1（種子干重0.5 g·瓜-1）為試驗(yàn)材料[5]。2016年4月種植于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗(yàn)站溫室內(nèi)，正常水肥管理。待植株生長進(jìn)入開花期，處理取樣。

1.2 方法

1.2.1 切片觀察

開花前1 d雌雄花掐花，第2天人工授粉，于授粉后4、8、12、24、36、48、72、96 h取樣。用鑷子及手術(shù)刀，每次取10個(gè)授粉子房。FAA固定液固定，番紅-固綠染色，采用石蠟切片法制片，切片厚度8~12 μm，中性樹膠封片，OLYM?PUS顯微鏡觀察，數(shù)碼相機(jī)拍照。

1.2.2 黃瓜內(nèi)源激素測定

每次取樣5~8個(gè)授粉子房，放入液氮速凍。分別檢測生長素（IAA）、脫落酸（ABA）、赤霉素（GA）和玉米素（ZR），均由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)王保民教授提供的酶聯(lián)免疫吸附試劑盒（ELISA）測定，3次重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Excel 2003軟件和DPS 7.05版數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)完成統(tǒng)計(jì)分析、顯著性測驗(yàn)及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃瓜授粉受精發(fā)育階段受精卵變化

通過切片觀察，黃瓜雙受精過程由表1可知，黃瓜授粉后4 h，卵細(xì)胞清楚可見，D1158與D035-3-1-1差異不明顯，授粉后24 h，D1158-1精卵融合，而D0435-3-1-1精核與卵細(xì)胞剛接觸。授粉后36 h，D1158-1出現(xiàn)雄性核仁，D0435-3-1-1未見雄性核仁，雄性核仁出現(xiàn)代表雌雄性核融合結(jié)束，進(jìn)入合子期。授粉后48 h，D1158-1出現(xiàn)雄性核仁，D0435-3-1-1未觀察到雄性核仁，授粉后72 h，進(jìn)入合子休眠期。授粉后96 h，受精卵開始分裂，變化不明顯。

2.2 黃瓜授粉后內(nèi)源激素變化

針對(duì)黃瓜高低產(chǎn)品系授粉后4、8、12、24、36、48、72、96 h 8個(gè)時(shí)期，測定ZR、IAA、ABA、GA四種內(nèi)源激素含量。

表1 兩個(gè)黃瓜品系授粉后受精卵發(fā)育差異比較Table 1Comparison of development of two cucumber lines fertilized eggs after pollination

2.2.1 ZR含量變化

高等植物細(xì)胞分裂素大多數(shù)為ZR，其合成部位為根尖，經(jīng)木質(zhì)部運(yùn)往地上部產(chǎn)生生理效應(yīng)。其主要作用為促進(jìn)細(xì)胞分裂，不僅可促進(jìn)細(xì)胞分裂，也可使細(xì)胞體積增大，與受精作用緊密相關(guān)。如圖1所示，在黃瓜授粉后不同時(shí)間，兩個(gè)品系間ZR變化有差異。授粉后4 h，D1158-1的ZR含量顯著低于D0435-3-1-1，約為1.0 ng·g-1FW。授粉后8和12 h兩者ZR含量差異不顯著。授粉后24 h，D1158-1的ZR含量極顯著高于D0435-3-1-1，約為1.5 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1品系精卵正在融合，而D0435-3-1-1精卵未融合。授粉后36 h，D1158-1的ZR含量顯著高于D0435-3-1-1，約為0.5 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1精卵融合完畢，出現(xiàn)雄性核仁，D0435-3-1-1未出現(xiàn)雄性核仁。授粉后48、72、96 h，D1158-1與D0435-3-1-1的ZR含量變化不明顯。通過受精卵與內(nèi)源激素ZR相對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)，可發(fā)現(xiàn)在授粉后24~36 h，ZR與二者雙受精聯(lián)系密切，推測黃瓜受精作用有助于提高ZR含量，受精發(fā)育快慢與ZR含量正相關(guān)，影響后期單瓜種子產(chǎn)量。

2.2.2 IAA含量變化

IAA對(duì)高等植物顯著促進(jìn)細(xì)胞伸長。促進(jìn)花粉管伸長、側(cè)根或花芽形成，可引起單性結(jié)實(shí)和受精后果實(shí)發(fā)育。

如圖2所示，黃瓜授粉后，兩個(gè)品系IAA變化。授粉后4 h，D1158-1的IAA含量極顯著低于D0435-3-1-1，約10.0 ng·g-1FW。授粉后8、12 h，D1158-1與D0435-3-1-1的IAA含量差異不顯著，故變化不明顯。授粉后24 h，D1158-1的IAA含量顯著高于D0435-3-1-1，約為5.0 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1品系精卵正在融合，而D0435-3-1-1精卵未融合。授粉后36 h，D1158-1的IAA含量極顯著高于D0435-3-1-1，約15 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1精卵融合完畢，出現(xiàn)雄性核仁，D0435-3-1-1未出現(xiàn)雄性核仁。授粉后48 h，D1158-1的IAA含量顯著高于D0435-3-1-1。約7.0 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1雌雄核仁體積幾乎相等，D0435-3-1-1雌性核仁大于雄性核仁，差異明顯。授粉后72 h，D1158-1的IAA含量極顯著高于D0435-3-1-1，約20.0 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1與D0435-3-1-1差異不明顯，進(jìn)入休眠期。授粉后96 h，D1158-1與D0435-3-1-1的IAA含量差異不顯著，其后變化不明顯。通過受精卵與內(nèi)源激素IAA相對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，可發(fā)現(xiàn)授粉后24~72 h，IAA與兩品系雙受精聯(lián)系密切。推測黃瓜受精作用有助于提高IAA含量，受精發(fā)育快慢與IAA含量正相關(guān)，提高后期單瓜種子產(chǎn)量。

圖1 黃瓜兩個(gè)品系授粉后玉米素含量變化Fig.1Changes of ZR content in two cucumber lines after pollination

圖2 兩個(gè)黃瓜品系授粉后生長素含量變化Fig.2Changes of IAA content in two cucumber lines after pollination

2.2.3 ABA含量變化

ABA作為調(diào)節(jié)脫落、休眠及植物脅迫反應(yīng)生長抑制物質(zhì)，具有阻止細(xì)胞壁酸化和細(xì)胞伸長，抑制植株生長，影響性分化、促進(jìn)休眠，抑制萌發(fā)、促進(jìn)脫落等作用。授粉、受精可明顯促進(jìn)ABA合成，ABA具有強(qiáng)化庫活力。

如圖3所示，黃瓜授粉后，兩個(gè)品系A(chǔ)BA激素變化，授粉后4、8 h，D1158-1d與D0435-3-1-1的ABA含量差異不顯著，但授粉后4與8 h相比，二者ABA含量均增加。授粉后12 h，D1158-1的ABA含量顯著高于D0435-3-1-1，約8.0 ng·g-1FW。授粉后24 h，D1158-1的ABA含量極顯著高于D0435-3-1-1，約為14.0 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1品系精卵正在融合，而D0435-3-1-1精卵未融合。授粉后36 h，D1158-1的ABA含量極顯著高于D0435-3-1-1，約為12.0 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1精卵融合完畢，出現(xiàn)雄性核仁，D0435-3-1-1未出現(xiàn)雄性核仁。授粉后48 h，D1158-1的ABA含量極顯著高于D0435-3-1-1，約為20.0 ng·g-1FW。通過雙受精觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1雌雄核仁無差異，D0435-3-1-1雌性核仁大于雄性核仁，差異明顯。授粉后72、96 h，D1158-1與D0435-3-1-1的ABA含量差異不顯著。此時(shí)ABA含量均降低。

通過受精卵與內(nèi)源激素ABA相對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)授粉后12~48 h，ABA與兩品系雙受精聯(lián)系密切。推測黃瓜受精作用有助于提高ABA含量，受精發(fā)育快慢與ABA含量正相關(guān)，ABA在黃瓜受精過程中起促進(jìn)非抑制作用，提高單瓜種子產(chǎn)量。

圖3 黃瓜兩個(gè)品系授粉后脫落酸含量變化Fig.3Changes of ABA content in two cucumber lines after pollination

2.2.4 GA含量變化

GA作為植物廣泛存在的一種激素，主要生理作用包括莖、葉伸長生長，提高生長素水平，頂端優(yōu)勢(shì)。突出作用為加速細(xì)胞分裂、成熟細(xì)胞縱向伸長、節(jié)間細(xì)胞伸長，GA與座果和子房發(fā)育相關(guān)。

如圖4所示，黃瓜授粉后，兩品系GA激素含量變化，授粉后4、8、12、24、36 h，D1158-1的 GA含量與D0435-3-1-1品系相比差異不顯著，說明此時(shí)GA含量變化較大。但兩品系GA含量趨勢(shì)為隨授粉時(shí)間延長而增加。授粉后36 h，GA含量均達(dá)最高峰，隨即逐漸降低。授粉后48 h，D1158-1的GA含量顯著高于D0435-3-1-1，約為1.5 ng·g-1FW。授粉后72、96 h，D1158-1與D0435-3-1-1的GA含量變化差異不顯著。說明GA含量與黃瓜受精過程差異關(guān)系不密切。

圖4 黃瓜兩個(gè)品系授粉后赤霉素含量變化Fig.4Changes of GA content in two cucumber lines after pollination

2.3 黃瓜授粉后內(nèi)源激素之間平衡關(guān)系

2.3.1 IAA/ZR比值分析

如圖5所示，兩個(gè)黃瓜授粉授精后，D1158-1與D0435-3-1-1的IAA/ZR比值變化趨勢(shì)一致，但D1158-1的IAA/ZR比值均高于D0435-3-1-1。授粉后8和48 h，D1158-1的IAA/ZR比值均顯著高于D0435-3-1-1。授粉后36 h，D0435-3-1-1開始降低。授粉后72 h，D1158-1與D0435-3-1-1的IAA/ ZR比值幾乎相等。IAA/ZR比值差異與品系D1158-1與D0435-3-1-1受精發(fā)育差異正相關(guān)。

2.3.2 IAA/ABA比值分析

如圖6所示，兩個(gè)黃瓜授粉受精后，D1158-1的IAA/ABA比值與D0435-3-1-1變化趨勢(shì)不同，授粉后4~24 h，D0435-3-1-1的IAA/ABA比值大于D1158-1。授粉后48 h，D0435-3-1-1的IAA/ ABA比值顯著高于D1158-1。授粉后72 h，D1158-1的IAA/ABA比值顯著高于D0435-3-1-1。IAA/ABA比值與兩品系受精作用關(guān)系密切。

圖5 黃瓜兩個(gè)品系授粉后IAA/ZR比值變化Fig.5Changes of IAA/ZR ratio in two cucumber lines after pollination

圖6 黃瓜兩個(gè)品系授粉后IAA/ABA比值變化Fig.6Changes of IAA/ABA ratio in two cucumber lines after pollination

2.3.3 GA/ABA比值分析

如圖7所示，兩個(gè)黃瓜授粉受精后，D1158-1與D0435-3-1-1的GA/ABA比值變化趨勢(shì)基本一致，授粉后24~48 h，D0435-3-1-1的GA/ABA比值顯著高于D1158-1，授粉72 h后，D1158-1的GA/ABA比值大于D0435-3-1-1。GA/ABA比值與兩品系受精作用無密切關(guān)系。

2.3.4 ZR/ABA比值分析

如圖8所示，黃瓜兩個(gè)品系授粉后，D1158-1與D0435-3-1-1的ZR/ABA值變化趨勢(shì)基本一致，先降低后逐漸升高。

授粉后24 h，D1158-1與D0435-3-1-1的ZR/ ABA值基本相等。授粉后48 h，D0435-3-1-1的ZR/ ABA值顯著高于D1158-1。授粉后72 h，D1158-1與D0435-3-1-1的ZR/ABA值接近。ZR/ABA與兩品系受精后期關(guān)系密切。

2.3.5 （GA+ZR+IAA）/ABA比值分析

如圖9所示，黃瓜兩個(gè)品系授粉后，D1158-1與D0435-3-1-1的（GA+ZR+IAA）/ABA值變化趨勢(shì)相似。授粉后48 h，D0435-3-1-1的（GA+ZR+ IAA）/ABA值顯著高于D1158-1。授粉后72 h， D1158-1的（GA+ZR+IAA）/ABA值略大于D0435-3-1-1。（GA+ZR+IAA）/ABA比值與黃瓜兩品系授粉關(guān)系密切。

圖7 黃瓜兩個(gè)品系授粉后GA/ABA比值變化Fig.7Changes of GA/ABA ratio in two cucumber lines after pollination

圖8 黃瓜兩個(gè)品系授粉后ZR/ABA比值變化Fig.8Changes of ZR/ABA ratio in two cucumber lines after pollination

圖9 黃瓜兩個(gè)品系授粉后(GA+ZR+IAA)/ABA比值變化Fig.9Change of(GA+ZR+IAA)/ABA ratio in two cucumber lines after pollination

3 討論

黃瓜受精過程與其他葫蘆科植物相似，配子融合和精核與次生核融合幾乎同時(shí)發(fā)生，精核與次生核融合較合子融合完成早[10-12]。雌雄配子融合時(shí)間短，故觀察難度大，配子融合后，進(jìn)入漫長休眠期再有絲分裂。早期研究認(rèn)為雌雄性配子融合后出現(xiàn)雄性核仁，當(dāng)雌雄性核仁融合為一個(gè)大核仁時(shí)，標(biāo)志受精作用結(jié)束。申家恒等研究以精核染色質(zhì)均勻分散于雌性核內(nèi)，出現(xiàn)增大雄性核仁作為受精終結(jié)標(biāo)志[13]。本試驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，D1158-1與D0435-3-1-1授粉后雙受精過程集中在24~48 h，與許方研究相同[14]。胡適宜研究認(rèn)為黃瓜受精過程在授粉后24~32 h[15]。孫小鐳等研究發(fā)現(xiàn)授粉后24 h卵細(xì)胞受精形成合子，助細(xì)胞已退化，反足細(xì)胞正在退化，表明受精過程完成[6]。受精后合子進(jìn)入休眠狀態(tài)，授粉后第3天可見受精卵不均等分裂為2個(gè)細(xì)胞，即胚柄細(xì)胞和胚細(xì)胞。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)D1158-1與D0435-3-1-1受精過程基本相同，但D1158-1受精后發(fā)育較D0435-3-1-1迅速。鄭峰研究發(fā)現(xiàn)西瓜四倍體與二倍體受精過程幾乎完全相同，僅受精時(shí)間較晚，在胚胎發(fā)育過程中，出現(xiàn)胚胎退化敗育等現(xiàn)象，而二倍體發(fā)育過程敗育現(xiàn)象較少[16]。在最后種子成熟時(shí)期，二倍體正常種子數(shù)較多。推測黃瓜受精發(fā)育速度影響內(nèi)源激素含量及種子數(shù)量，即為D1158-1高產(chǎn)原因。

植物內(nèi)源激素與授粉、受精作用關(guān)系密切[17-18]。研究發(fā)現(xiàn)授粉后24 h，D1158-1的ZR含量遠(yuǎn)高于D0435-3-1-1，此時(shí)差異極顯著。潘丹丹等研究發(fā)現(xiàn)黃瓜授粉后內(nèi)源ZR含量迅速增加，與IAA和ABA相比，ZR與黃瓜授粉受精及坐果關(guān)系密切，其含量增加可能是授粉結(jié)果，與細(xì)胞數(shù)目快速增加關(guān)系密切，且為子房（幼果）早期發(fā)育所必需[19]。王忠研究發(fā)現(xiàn)IAA在細(xì)胞融合及受精作用中起重要作用[20]。授粉后24 h，D1158-1的IAA含量顯著高于D0435-3-1-1，授粉后36 h，D1158-1的IAA含量遠(yuǎn)高于D0435-3-1-1。授粉受精過程中生長素IAA含量顯著增加。柴夢(mèng)穎等研究發(fā)現(xiàn)梨各品種自花授粉24~72 h，自交不親和品種幼果IAA、ABA先降后升，授粉后3~15 d可能對(duì)調(diào)控幼果生長起重要作用，IAA促進(jìn)子房膨大和幼果發(fā)育[21]。授粉后受精階段，ABA與其他內(nèi)源激素變化總趨勢(shì)相似，其含量隨授粉時(shí)間延長逐漸升高，到達(dá)頂峰后逐漸降低，說明黃瓜兩品系受精階段與ABA關(guān)系密切。曹碚生等發(fā)現(xiàn)授粉處理可顯著促進(jìn)ABA合成[22-23]。曾柏全等研究發(fā)現(xiàn)ABA在板栗受精作用中表現(xiàn)促進(jìn)而非抑制作用[24]。本研究發(fā)現(xiàn)授粉后GA含量峰值發(fā)生在24~36 h，但授粉后48 h，D1158-1的GA含量極顯著高于D0435-3-1-1，說明此時(shí)兩品系受精作用對(duì)GA影響較大。王近衛(wèi)等認(rèn)為GA或CTK為刺激子房（幼果）早期生長關(guān)鍵，GA最突出作用為加速細(xì)胞伸長，促進(jìn)細(xì)胞分裂和細(xì)胞擴(kuò)大[25]。劉春香等研究表明GA與細(xì)胞伸長生長關(guān)系密切，在果實(shí)快速發(fā)育過程中，發(fā)育快果實(shí)在迅速生長期GA含量高于發(fā)育慢果實(shí)，這種差異可能最終影響果實(shí)中促進(jìn)器官膨大的相關(guān)基因表達(dá)，果實(shí)膨大速度產(chǎn)生差異[26]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)黃瓜授粉后4~96 h授精階段，四種內(nèi)源激素變化趨勢(shì)均先降后升再降。推測黃瓜受精過程促使其內(nèi)源激素含量變化，加快細(xì)胞發(fā)育，有利于合子形成，形成更多種子，增加單瓜種子產(chǎn)量。

不同種類植物激素生理效應(yīng)有相互促進(jìn)和相互拮抗效果，因此植物激素間平衡關(guān)系對(duì)植物生長發(fā)育調(diào)節(jié)作用十分重要。許忠民等研究發(fā)現(xiàn)，甘藍(lán)不育系花蕾發(fā)育過程中GA/ABA、IAA/ABA和IAA/ZR等比例失調(diào)影響花藥發(fā)育，甘藍(lán)不育系小孢子敗育[27]。Poliwick等研究發(fā)現(xiàn)CTK/ABA比例對(duì)油菜雄蕊正常發(fā)育具有重要影響[28]。本研究發(fā)現(xiàn)兩個(gè)黃瓜品系授粉授精后，D1158-1與D0435-3-1-1激素之間比值變化趨勢(shì)基本一致。D1158-1的IAA/ ZR均大于D0435-3-1-1，說明其與授精階段和單瓜種子產(chǎn)量關(guān)系密切。D0435-3-1-1的IAA/ABA、GA/ABA、ZR/ABA及（GA+ZR+IAA）/ABA比值均大于D1158-1，主要原因?yàn)锳BA含量較高，說明ABA含量與授粉受精關(guān)系密切。

4 結(jié)論

本研究綜合分析兩個(gè)黃瓜品系授粉受精過程，授粉后4 h，D1158-1與D0435-3-1-1均可見胚囊結(jié)構(gòu)，但變化不明顯；授粉后8~12 h，卵細(xì)胞、極核開始移動(dòng)，D1158-1快于D0435-3-1-1胚囊內(nèi)變化；授粉后24~36 h，D1158-1先于D0435-3-1-1精卵融合及雙受精發(fā)育，推測高產(chǎn)黃瓜品系雙受精發(fā)育快，產(chǎn)生更多有效胚珠，單瓜種子產(chǎn)量高。黃瓜授粉受精過程中，兩個(gè)品系四種內(nèi)源激素變化趨勢(shì)與其受精過程正相關(guān)，單瓜種子產(chǎn)量高品系D1158-1三種內(nèi)源激素（ZR、IAA、ABA）含量均顯著高于低產(chǎn)品系D0435-1-1，黃瓜受精初期到結(jié)束均與IAA關(guān)系密切，受精過程促進(jìn)IAA合成，有益于細(xì)胞發(fā)育，促進(jìn)種子合成；ABA含量與授粉受精關(guān)系密切，受精增加ABA含量，ABA有強(qiáng)化庫能力，對(duì)黃瓜受精起促進(jìn)作用而非抑制；精卵融合階段與雙受精階段種子發(fā)育形成與ZR最為密切，受精作用促進(jìn)ZR合成，影響黃瓜單瓜種子產(chǎn)量。同時(shí)，內(nèi)源激素之間協(xié)調(diào)作用尤為重要，黃瓜受精過程促使四種內(nèi)源激素含量增加，兩品系內(nèi)源激素差異影響發(fā)育、種子形成及單瓜種子產(chǎn)量。

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Change of cucumber seed yield lines endogenous hormone during the process of double fertilization/

QIN Zhiwei,REN Meijun,ZHOU Xiuyan,XIN Ming(School of Horticulture and LandscapeArchitecture,NortheastAgricultural University,Harbin 150030,China)

Lines D0435-3-1-1 and D1158-1 in the research group had screened the cucumber seeds per fruit with high yield and single fruit seed yield low as test materials,artificial pollination,the difference between the two sections to observe the fertilization process,at the same time through the kit for determination of zeaxanthin(ZR),auxin(IAA),abscisic acid(ABA),gibberellin(GA)changes of four endogenous hormones,comprehensive analysis of changes of endogenous hormones and fertilized egg development showed that cucumber pollinated 4-12 h after fertilization.D1158-1 and D0435-3-1-1 zygotes were not significantly different after pollination,24-36 h,D1158-1 of the zygote was faster than that of D0435-3-1-1,after 36 h pollination for fertilization the two enter the zygote stage,cucumbers as the double fertilization of the premitotic type of syngamy,24-48 h after pollination complete fertilization.Two cucumbervarieties of four kinds of endogenous hormones increased during the time passed after pollination,showed a gradual increasing trend,24-36 h after fertilization the trend had reached a peak.It was closely related with fertilization ZR IAA,ABA,24-36 h in hormones.There was significant difference between D1158-1 and D0435-3-1 D1158-1 IAA/ZR were higher than D0435-3-1-1,the stage of single fruit seed yield formation had a close relationship.At the same time the two pollination and insemination cucumber lines after D0435-3-1-1, the ratios of IAA/ABA,GA/ABA,ZR/ABA and(GA+ZR+IAA)/ABA were greater than D1158-1.ABA plays an important role in fertilization.The contents of three endogenous hormones(ZR,IAA,ABA)in D1158-1 were significantly higher than those in low-yielding lines D0435-1-1,IAA from cucumber fertilization in the early stage of cucumber pollination and fertilization.And the highest level of ABA was closely related to pollination and fertilization.ZR was the most closely related to seed development during the stage of spermatozoa fusion,which could affect the yield of cucumber seeds.

cucumber;pollination fertilization;endogenous hormones;single melon seed yield

S642.2

A

1005-9369（2017）06-0024-09

時(shí)間2017-6-26 16:08:50[URL]http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20170626.1608.012.html

秦智偉,任美君,周秀艷,等.黃瓜種子產(chǎn)量高低品系雙受精過程中內(nèi)源激素變化[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2017,48(6):24-32.

Qin Zhiwei,Ren Meijun,Zhou Xiuyan,et al.Change of cucumber seed yield lines endogenous hormone during the process of double fertilization[J].Journal of Northeast Agricultural University,2017,48(6):24-32.(in Chinese with English abstract)

2017-01-14

國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“七大農(nóng)作物育種”重點(diǎn)專項(xiàng)（2016YFD0101705）；黑龍江省科技攻關(guān)計(jì)劃（GA15B103）

秦智偉（1957-），男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槭卟诉z傳育種。E-mail:qzw303@126.com