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)濟效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)存在一定的差異，在生產(chǎn)實踐中，選取適宜性別的植株進行栽培有助于提高效率,避免不必要的浪費。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踐價值。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,對國內(nèi)外有關(guān)雌雄異株植物性別鑒定研究的進展作了簡要總結(jié),并對各種鑒定方法的優(yōu)缺點進行了評價，同時對其研究發(fā)展趨勢作了展望。關(guān)鍵字：雌雄異株，性別鑒定，評價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%

2、(Renner等,1995)。由于雌雄異株植物，在植物性別決定尤其是性染色體進化研究中具重要地位(Ioan,2001;Ainsworth,1998),且由于同一樹種、不同性別的植物在形態(tài)學(xué)及生物學(xué)特性、經(jīng)濟價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首先通過葉色鑒定了歐洲山楊(Populustremula)的性別(Bugala,1951)。但通過外部形態(tài)來鑒定植物性別的方

3、法不夠準(zhǔn)確，且對某些植物而言，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期鑒定的可靠依據(jù)。近年來發(fā)展了從細胞、生化和分子等不同水平上對雌雄異株植物的性別鑒定進行研究的方法。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.王丙武等在對杜仲(EucommiaulmoidesOliv.)的頂芽進行研究時發(fā)現(xiàn):從1993年和1994年的12月到翌年4月芽展開前對頂芽的測量說明,雄株頂芽

4、的長度和最大直徑都明顯大于雌株的(P<0.01)，實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)計分析中的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（徐東生,1998）。鄭興峰等研究了重陽木(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)。用此種方法進行植物性別的早

5、期鑒定,在生產(chǎn)實踐中的意義很大。其操作要求的技術(shù)水平不高、難度不大、既經(jīng)濟節(jié)約、又方便節(jié)時,在生產(chǎn)中容易掌握,方法簡便易行。但在目前的研究中還存在一些問題。因為對于有些植物而言，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)。但對于那些對鑒定結(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說,通過形態(tài)學(xué)特征進行鑒別不失為一種簡單、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對植物代謝過程中某些酶的活性、次生代謝物質(zhì)及內(nèi)源激素含量水平等的分

6、析來鑒定植物性別。Jaiswal等研究了番木瓜(Caricapapaya)無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(Myricarubra)等樹種葉片中水溶性酚類物質(zhì)時發(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，在整個生長季節(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

7、實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,通過對植株體內(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鑒定雌雄異株植物的性別，但由于這些指標(biāo)的測定易受環(huán)境因素及植物生長發(fā)育不同時期的影響，對鑒別結(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通過同工酶差異鑒別過氧化物酶及多酚氧化酶普遍存在于高等植物中，并在植物的生長發(fā)育中起重要作用。由于過氧化物酶是基因表達的產(chǎn)物,因

8、此通過雌雄株間過氧化物酶同工酶的差異來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