百合花粉败育的形态学和细胞学特征研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

百合花姿态优美，有色有香，具有很高的观赏价值（叶静渊，1992），是世界鲜切花市场的五大主要产品之一，在国内外花卉市场十分畅销，用量大，价格高，有显著的经济效益。但在营销和消费过程中，存在一个突出的问题就是百合花粉污染，花粉污染衣物以及造成易感人群过敏一直是一个缺憾（缪红艳，2006）。

百合花具有一个显著的特点，其花药大，一般长达1.9cm以上，宽0.4 cm左右；花粉量大，每个花药含鲜花粉重达0.05 g左右。花粉携带大量的色素，且花粉色素着色性能强，随着花朵的开放，花粉散落会污染花瓣、叶片，迅速降低花朵观赏价值和显著缩短花朵观赏寿命。此外，百合大量花粉还会污染观赏者衣物，而花粉过敏者皮肤接触花粉或吸入漂浮在空气中的花粉，往往会引起花粉过敏反应，即花粉症（nicole a. de weerdet al，2002）。为避免这些问题，目前主要采用人工摘除花药，费时费力且成本高（赵祥云，2003）。

为解决上述问题， 培育少花粉或无花粉百合新品种已成为国内外百合育种的主攻方向之一（王帅，2015）。因此，找出相关因素以降低花粉污染将显得十分必要。植物的雄性不育是自然界的普遍现象。目前，已在植物界的43个科、162个属的617个物种中发现了雄性不育植株（郑洁等，2015）。植物雄性不育类型有多种，其中花粉败育便是一重点研究方向。花粉败育是指由于种种内在生理或遗传因素，和外部人工理化因素的影响，使花药中产生的花粉不能正常发育，中途发生畸形、降解等，从而不能形成具有正常生殖功能的成熟花粉粒的现象。花粉败育现象在很多植物中都普遍存在，如在不育系小麦中，按照败育发生的不同时间，分为t型不育系、v型不育系和k型不育系（李传友等，1996）；此外，在萝卜、辣椒、万寿菊、毛白杨、鹅掌楸、拟南芥等植物中均被报导有花粉败育现象及不育品种（吕晓菡等，2015）。

2. 研究的基本内容和问题

（1）研究的目标

通过实验与观察，研究百合花粉发育过程中的显微与超微结构特征，在此基础上确定百合花粉败育的关键时期和阐明花粉败育细胞结构特征，为今后培育无花粉污染百合花与其他种类花卉提供科学指导，让更多的爱花人士能够摆脱花粉污染的烦恼，提高百合花的观赏价值及市场效益。

（2）研究的内容

3. 研究的方法与方案

（1）研究方法

首先，通过查找文献了解相关百合花粉知识；再根据实验目的确定实验内容及设计方法路线。本实验主要涉及到石蜡与超薄切片的制作，以及光学及荧光显微镜、透射电镜的使用。石蜡制片的制作方法参照李正理的植物组织制片学及徐是雄植物材料的超薄切片技术。期间，对种植的百合进行栽培管理，持续供给实验材料，花药要定期取样、拍照、对比分析。

（2）技术路线

4. 研究创新点

近年来，已做的研究中大多关注于花粉败育时的行为特征，而对其形态学及细胞学特征研究不足。

本项目的创新之处在于通过对现有可育及不育百合品种的对比观察，找出花粉败育的精确时期及具体形态变化情况，据此研究百合花粉败育生殖发育机制，研究结果将为无花粉污染百合资源分子育种提供科学指导，对于提高其观赏性及市场效益有一定帮助，这也是科研工作的最终目的和真正意义所在。

5. 研究计划与进展

项目研究计划及预期进展

（1）2018年9月－2018年12月

利用光学、荧光显微镜、透射电镜观察了解百合花粉粒及花药形态特征