雌雄異株植物性別鑒定方法概述

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1、雌雄異株植物性別鑒定方法概述摘要：雌雄異株植物中不同性別的植株所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)存在一定的差異，在生產(chǎn)實(shí)踐中，選取適宜性別的植株進(jìn)行栽培有助于提高效率,避免不必要的浪費(fèi)。所以其性別鑒定的研究不僅具有重要的理論意義，而且具有極為重要的實(shí)踐價(jià)值。本文從由外部形態(tài)特征鑒定、生理生化指標(biāo)、染色體組型、同工酶、核酸水平等方面,對(duì)國(guó)內(nèi)外有關(guān)雌雄異株植物性別鑒定研究的進(jìn)展作了簡(jiǎn)要總結(jié),并對(duì)各種鑒定方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)其研究發(fā)展趨勢(shì)作了展望。關(guān)鍵字：雌雄異株，性別鑒定，評(píng)價(jià)1緒論自然界被子植物大多是雌雄同株,雌雄異株植物僅占6%(Renner等,1995)。由于雌雄異株植物，在植物

2、性別決定尤其是性染色體進(jìn)化研究中具重要地位(Ioan,2001;Ainsworth,1998),且由于同一樹(shù)種、不同性別的植物在形態(tài)學(xué)及生物學(xué)特性、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等方面存在一定的差距,林業(yè)生產(chǎn)、園林事業(yè)以及蔬菜種植中常常希望根據(jù)經(jīng)營(yíng)目的與利用方向，從中選擇栽培某一種性別的植物以滿足需要，對(duì)植物的早期性別鑒定就顯得尤為重要。早在上世紀(jì)50年代初波蘭學(xué)者Bugala首先通過(guò)葉色鑒定了歐洲山楊(Populustremula)的性別(Bugala,1951)。但通過(guò)外部形態(tài)來(lái)鑒定植物性別的方法不夠準(zhǔn)確，且對(duì)某些植物而言，在性器官分化和發(fā)育成熟前，其雌雄株的形態(tài)差異往往不明顯，所以不能作為植物性別早

3、期鑒定的可靠依據(jù)。近年來(lái)發(fā)展了從細(xì)胞、生化和分子等不同水平上對(duì)雌雄異株植物的性別鑒定進(jìn)行研究的方法。2雌雄異株植物性別鑒定方法2.1由外部形態(tài)特征鑒定形態(tài)學(xué)研究是生化分析取樣技術(shù)的基礎(chǔ),有助于雌雄性別的早期鑒定。最早通過(guò)外部形態(tài)確定植物性別的是波蘭學(xué)者BugalaW.王丙武等在對(duì)杜仲(EucommiaulmoidesOliv.)的頂芽進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn):從1993年和1994年的12月到翌年4月芽展開(kāi)前對(duì)頂芽的測(cè)量說(shuō)明,雄株頂芽的長(zhǎng)度和最大直徑都明顯大于雌株的(P<0.01)，實(shí)踐證明可用芽的大小鑒別杜仲幼株的性別（Bugala,1951;王丙武,1999）。徐東生等應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析中的

4、二類判別法鑒別獼猴桃(Actinidiachinensis)雌雄株，并建立了判別方程,但目前只適用于成年樹(shù)（徐東生,1998）。鄭興峰等研究了重陽(yáng)木(Bischoffiajavanica)、大葉刺籬木(Flacourtiarukam)和紅毛丹(Nepheliumlappaceum)雌雄株木材的結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明其產(chǎn)量特征差異顯著(鄭興峰,1998)。用此種方法進(jìn)行植物性別的早期鑒定,在生產(chǎn)實(shí)踐中的意義很大。其操作要求的技術(shù)水平不高、難度不大、既經(jīng)濟(jì)節(jié)約、又方便節(jié)時(shí),在生產(chǎn)中容易掌握,方法簡(jiǎn)便易行。但在目前的研究中還存在一些問(wèn)題。因?yàn)閷?duì)于有些植物而言，在性器官分化和發(fā)育成熟之前，其雌雄株的

5、形態(tài)差異往往不明顯。所以,此種方法并不能作為所有植物雌雄株性別早期鑒定的可靠依據(jù)。但對(duì)于那些對(duì)鑒定結(jié)果要求不是很嚴(yán)格或只是把它作為一種初步鑒別手段的植物來(lái)說(shuō),通過(guò)形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行鑒別不失為一種簡(jiǎn)單、有效的方法。2.2生理生化差異鑒定植物性別此方法主要是通過(guò)對(duì)植物代謝過(guò)程中某些酶的活性、次生代謝物質(zhì)及內(nèi)源激素含量水平等的分析來(lái)鑒定植物性別。Jaiswal等研究了番木瓜(Caricapapaya)無(wú)性組織和生殖組織的酸性和堿性磷酸酶活力，發(fā)現(xiàn)其雄性中酶活力高于雌性(Jaiswal,1984)。相關(guān)學(xué)者以高效液相色譜(HPLC)法分析銀杏(Ginkgobiloba)、楊梅(Myricarub

6、ra)等樹(shù)種葉片中水溶性酚類物質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn):雌株體內(nèi)此類物質(zhì)的含量均普遍高于雄株(李國(guó)梁等,1993)。王白坡等分析了銀杏雌雄株芽尖及葉片中內(nèi)源激素含量，結(jié)果表明，在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)雌株芽尖中GA3和ZT的平均含量比雄株高20%以上；而IAA和ABA卻相反，雄株高于雌株，證實(shí)了成年銀杏不同性別間內(nèi)源激素水平存在一定差異(王白坡,1999)。另外,通過(guò)對(duì)植株體內(nèi)的維生素含量(趙云云等,1991)、光合能力以及蒸騰速率(蔡汝等,2000)等生理生化指標(biāo)也可以用來(lái)鑒定雌雄異株植物的性別。雖然生理生化指標(biāo)在一定情況下可用來(lái)鑒定雌雄異株植物的性別，但由于這些指標(biāo)的測(cè)定易受環(huán)境因素及植物生長(zhǎng)發(fā)育不同時(shí)期

7、的影響，對(duì)鑒別結(jié)果的可靠性有一定的干擾。所以，此方法可作為一種粗略的鑒別方法。2.3通過(guò)同工酶差異鑒別過(guò)氧化物酶及多酚氧化酶普遍存在于高等植物中，并在植物的生長(zhǎng)發(fā)育中起重要作用。由于過(guò)氧化物酶是基因表達(dá)的產(chǎn)物,因此通過(guò)雌雄株間過(guò)氧化物酶同工酶的差異來(lái)鑒別雌雄株是可行的。范雙喜等以5年生石刁柏植株的幼嫩莖尖為材料,分析POD同工酶酶譜差異,結(jié)果表明各處理間POD同工酶酶譜雄株均較雌株少1條帶,說(shuō)明石刁柏性別差異與POD同工酶的數(shù)目有關(guān),POD同工酶酶譜的差異