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瓜类作物多属雌雄异花同株植物,生产上特别是设施栽培中经常因阴雨天气、低温弱光或缺少雄花等因素而引起授粉受精不良,最后导致果实败育即“化瓜”现象,影响了瓜类的早熟、高产。因此研究瓜类果实座果不仅可以加深有关果实发育的基础理论,也有助于我们克服“化瓜”现象、提高果实产量与效益。本文以瓠瓜(Lagenaria leucantha)品种杭州长瓜为试材,研究了NAA(萘乙酸)、GA3(赤霉素)和CPPU(N-(2-氯-4-吡啶基)-N’-苯脲)对其单性结实座果和果实发育的效果,在此基础上着重对CPPU诱导瓠瓜单性结实的生理学和分子生物学机理进行了探讨,并测定了瓠瓜果实组织中与细胞分裂紧密相关的两条D-型周期蛋白同源基因的cDNA全长序列以及一条酸性转化酶基因的cDNA全长序列,主要结果如下: 1.开花后未经授粉的雌花子房停止生长,NAA和GA3处理未授粉的瓠瓜子房后座果率分别达36.4%和63.6%,但果实膨大缓慢从而不能正常生长。而CPPU处理不仅座果率高达100%,而且促进果实的生长产生单性结实果。NAA和GA3处理提高了人工授粉果的座果率,但对单果重与果实长度无明显影响,而CPPU处理则对人工授粉果的座果率和果实生长速度都显著提高。 2.CPPU处理瓠瓜子房可显著增加瓠瓜果实的早期产量和后期产量,采收期提早20天左右,总产量提高46%。CPPU参与了植株源库关系的调节,与对照相比,CPPU处理后叶片干重降低30%,而果实干重上升43%,地上部总干重则无明显差异。CPPU处理后叶片的光合作用加强,14C同化物从标记叶的输出率以及在果实中的分配率都比对照显著增多,即CPPU处理增大了果实的库强,促进了同化物向果实的运转。 3.CPPU处理能显著提高瓠瓜果实的产量,尤其是早期产量。CO2浓度升高可加强CPPU的这种效果,但C02浓度为1000 μL/L要比2000 μL/L时效果好。而CO2浓度对自然授粉株的果实产量影响不大。植株生长盛期,高CO2浓度下生长的植 株光合作用增强,且CPPU处理株光合作用的增加更为显著。这可能与CPPU处 理后库强的增强有关。 4.未授粉果和授粉果中的 IAA和 tzeatin浓度在花后 gd内均呈上升趋势,而在 CPPU 诱导的单性结实果中MA浓度则呈明显的下降趋势,其浓度明显低于未授粉果和 授粉果实中的浓度,tzeatin浓度则在花后3天达到最大值随后快速下降。 5.NAA和 GA3处理未经授粉的瓢瓜子房不能显著促进其细胞分裂和膨大而不能产 生单性结实果,而CPPU处理未经授粉的瓢瓜子房则使其细胞数目和大小以及单 果重都显著高于未授粉和人工授粉果。 6.测定了瓢瓜果实组织中的两条D-型周期蛋白同源基因的CDNA全长序列。经序列 的同源性及系统发生分析比较,它们均属D3周期蛋白基因,且分别命名为 La;le;CycD3* 和 La;le;CycD3;2。其推狈的氨基酸序歹 都含有一个 retlnoblastoma-binding motif 和 PEST-destruction motif。授粉受精后, Lagle;CycD3;12转录水平增加。CPPU处理也使其转录水平增加且作用效果更为 迅速显著。 7.测定了钒瓜果实组织中的一条酸性转化酶基因的 CDNA全长序列,长 ZI 64hp,含 1992hp的编码框,编码 663个氨基酸。经序列的同源性及系统发生分析比较,该 酸性转化酶基因属于液泡型酸性转化酶,并命名为LIAIo CPPU处理或授粉受精 都促进了酸性转化酶的转录水平和酶活性。