小麦杂种优势利用与雄性不育机理的研究,多年来一直是小麦遗传育种中研究的热点。小麦雄性不育可分为遗传型不育与生理型不育两种类型,遗传型不育,即同时受到细胞质与细胞核中遗传基因的共同作用所控制的不育,一般也称其为核质互作型或者细胞质雄性不育(Ceytoplasmie male sterility, CMS);生理型不育,即化学杂交剂诱导后产生的雄性不育。关于小麦雄性不育机理研究,已有不少报道,但由于育性基因的复杂性均未获得实质性进展。本实验通过醋酸洋红染色法确定了小麦花药发育的各个时期,利用石蜡切片技术,观察了正常可育的西农1376和核质互作型雄性不育西农1376小麦的花药、花粉粒的发育过程,从而以找出两者之间各自的特点和差异,特别是两者之间表现出的不同的细胞学差异；通过进行TUNEL检测,研究了绒毡层和花药小孢子的细胞凋亡的进程,以及它们细胞凋亡与花粉败育之间的关系；另外,通过对可育和不育两个材料的花药DNA的琼脂糖凝胶电泳来对DNA片段化的DNA ladder的变化情况进行检测,从细胞学和分子生物学角度确定了雄性败育的起始时期,为揭示小麦生理型雄性不育的机理奠定基础。研究获得了如下结论：1)在供试材料单核早期,不育和可育的小麦花药醋酸洋红染色,TUNEL荧光标记、DAPI荧光标记以及DNA ladder条带的检测结果都是一致的,都没有发现两种材料之间的差异。2)单核晚期,不育和可育的小麦花药开始出现差异,不育小麦的小孢子醋酸洋红染色,细胞核模糊,细胞皱缩,DNA ladder开始出现梯状的条带,TUNEL荧光标记绒毡层开始出现凋亡现象,小孢子暂时未检测出TUNEL信号。可育的小麦小孢子醋酸洋红染色结果和DNA ladder一切正常,TUNEL荧光标记绒毡层凋亡基本完成,小孢子未检测出TUNEL信号。3)二核期和三核期,不育和可育的小麦花药差异增大,不育小麦染色结果可以看出,细胞核模糊并且数目不定,DNA ladder出现连续梯状的条带,TUNEL荧光标记绒毡层二核期凋亡完成,小孢子检测出许多TUNEL信号；可育的小麦小孢子醋酸洋红染色结果表明,小孢子一切正常,DNA ladder未出现梯状的条带,TUNEL荧光标记小孢子没有检测出TUNEL信号。4) TUNEL标记中可以看出不育的小麦花药绒毡层凋亡时间是延迟的,并且花药中小孢子也检测到TUNEL信号,这两点都可以说明花药开始败育,而可育的花药一切正常,但是在可育和不育的花药的维管束和花药壁都有检测到TUNEL的信号,说明这两个组织发育到一定程度后都会发生细胞凋亡。