1. 研究目的与意义
楸树(Catalpa bungei C.A.Mey.)属紫葳科梓属(Catalpa Scop.)乔木,是我国特有的珍贵优质用材树种和著名园林观赏树种,其材质优良、用途广泛,自古就有木王之美称。但楸树自花不育,往往开花不结实,因此对引起其自交不育的蛋白质研究成为热点。楸树花粉作为重要的生殖器官,其蛋白质的研究成为楸树自交不亲和机理的研究的重要方面,如何有效的提取花粉内的蛋白,成为了解其特异蛋白的基础。所以,我们应该积极开展楸树的种质资源保存及创新工作,包括引种、杂交育种、良种繁育等多个方面相结合的良种选育工作。植物的有性生殖对其生命的延续和种群的拓展起决定性作用,该过程的任何一个环节出现障碍,都将造成生殖的失败,从而减弱种族繁衍的步伐。
2. 国内外研究现状分析
目前国内外对梓树属(catalpa)的相关植物的研究报道较少,多数研究集中在无性繁殖技术、优良无性系选育、造林技术以及病害防治等实际应用方面。也有少数研究报道了楸树的抗旱、抗寒性,以及梓树属植物的药用价值。关于植物生殖生物学方面的报道更是少之又少。叶培忠等研究了梓树属植物的种间杂交实验,发现种间杂交可以提高楸树的结实率。樊汝汶等对滇楸的胚胎发育过程进行系统的研究,并猜测了楸树花而不实的胚胎学原因,在此基础上又进一步对楸树和滇楸的花柱进行了对比研究,得出楸树的花柱组织比滇楸的发育相对较弱,这可能是楸树花而不实的原因。另外,韦仲新等人曾对梓属植物的花粉形态进行过总结性的描述。
相关研究报道为我们更系统的对楸树研究提供了宝贵的经验和资料,但同时也暴露出了目前楸树研究中存在的问题:首先,相关的研究都避开了困难的有性生殖途径,仅着眼于无性繁殖技术的推广。其次,虽然以自花结实的滇楸推断楸树自花不育的原因,但没有对楸树整个胚胎发育过程进行观察。第三,由于实验条件和研究背景的缘故,并没有对楸树的自交不亲合性进行深入地探讨。
因此,这些问题将成为本研究的重点。值得一提的是,一些科研院所也不约而同地认识到需要通过有性繁殖这条途径进行种质资源的创新,并积极开展了一系列的探索性试验研究。本次研究的关键在于深度挖掘楸树有性生殖过程中的阻碍因素,探寻其自交不亲和的特点和原理,并试图改变这些不利因素,以期攻克楸树自交不亲和、自然结实率低,种子发芽率低等难题。
3. 研究的基本内容与计划
本实验主要涉及三方面的研究内容:
(1)了解不同梓属树种的花粉及花粉蛋白质的基本概况。
(2)通过对梓属树种花粉的不同处理,获得其粗蛋白。
4. 研究创新点
本研究通过对梓属树种花粉蛋白质的提取,结合蛋白质含量测定及其凝胶电泳技术对其鉴定,同时对花粉的蛋白质特性也进行了全面的分析,试图从花粉的不同处理方式中对楸树的自交不亲性作全面分析,阐明楸树自交不育机理及蛋白质的作用规律,为楸树自交不育研究填补空白。
