百合雄性不育机制研究

Liilium spp is an important cut flower in the world , it is cultivated in China widely and occupy large flower market share. But the pollen of Liilium will pollute clothes easily and clear so hard . Liilium will be artificial castration in the market, which waste a lot of resource and labour. So it is always the key breeding direction that cultivate new male sterility Lilium. Breeding scientists pay a lot of attention to Lilium male sterility since it has been found. However, there are not only few documents and also little known of genetic mechanism on Lilium male sterility. In order to accelerate breeding male sterility Lilium varieties ,it is very necessary for us to study Lilium male sterility roundly. In this project ,we use new male sterility Lilium varieties, variation male sterility line and normal line as research materials ,physiology and biochemistry research method ,photosynthesis analysis ,cytology investigation, gene clone will be take to study male sterility mechanism of Lilium. This research will establish the theoretical foundation of male sterility mechanism of Lilium .

百合是世界主要的商品花卉，在中国各地广泛种植，占据有巨大的市场份额。但由于百合花粉较容易污染衣物，且沾染后清洗不便，市场上销售百合一般都进行人工去雄处理，过程繁琐，浪费大量的人力物力，所以培育雄性不育的无花粉百合一直是百合育种的重点方向。百合可遗传的雄性不育很早就被发现，且引起了百合育种工作者和相关研究者的高度重视，但由于对百合雄性不育的遗传机制尚不清楚，限制了百合雄性不育品种的育种与研发。因此，有必要进行深入的系统研究，促进百合雄性不育性状的研究和应用。本项目将以百合不育品种、变异不育系和可育系为实验材料, 采用生理生化手段、细胞学特征研究和现代分子生物学技术手段，通过对百合雄性不育的生理生化特性、光合效能差异、细胞学特征、胞质雄性不育相关基因克隆及时空表达分析，对百合雄性不育的机理有较为全面的认识，为进行百合雄性不育新品种育种奠定理论基础。

百合是世界主要的商品花卉，在中国各地广泛种植，占有巨大的市场份额。但由于百合花粉较容易污染衣物，且沾染后清洗不便，市场上销售百合一般都进行人工去雄处理，过程繁琐，浪费大量的人力物力，所以培育雄性不育的无花粉百合一直是百合育种的重点方向。本项目根据研究计划，在排除干旱环境因素影响的情况下，对百合雄性不育系及可育系进行了生理生化研究，细胞学特征分析，转录组测序，雄性不育相关基因荧光定量PCR及克隆，并开发了相关SSR分子标记。经研究发现：1.干旱对百合花粉育性的影响较小，轻度干旱下甚至没有影响。2.在百合花药造孢细胞期到四分体期的发育过程中，IAA含量增加、ABA水平提高以及GA4和ZR含量降低可能导致东方百合雄性不育现象产生。不育系中的可溶性糖、蛋白、脯氨酸（Pro）含量的亏缺会影响百合花药中花粉的新陈代谢，导致花粉败育。3.百合雄性不育系光合能力低于其可育系。4.从形态学上发现，不育系雄蕊瘦弱。从细胞学观察上发现，不育系花药能形成外形正常花粉囊，花粉母细胞未进行减数分裂即解体，囊内的物质随着花药的发育逐渐解体，最终无花粉粒产生。不育系花粉败育可能发生在花粉母细胞时期，导致花粉败育的主要原因可能是绒毡层的提前解体。5.百合雄性不育基因主要是由能量代谢基因组编码控制，转录组测序中Energy metabolism代谢通路类型基因所占比率较高，共有461个基因。6.得到两个 H+-transporting ATPase，V-type H+-transporting ATPase同源基因。7.开发出了一批适用于东方百合雄性不育系与可育系遗传多样性鉴定的SSR分子标记。本项目共开发无花粉百合相关专利3项，发表论文4篇，获得无花粉百合新品种2项。通过项目的实施，加深了对百合雄性不育的认识，为百合雄性不育新品种育种提供了新的理论基础。.