花粉败育和雄性不育

9.1　花粉败育和雄性不育

花药成熟后，一般都能散放正常发育的花粉粒。由于种种内在和外界因素的影响，花粉没有经过正常的发育，有时不能形成花粉粒，或散出的花粉粒没有功能，不具备传粉的作用的现象，称为花粉的败育。花粉败育的原因是多方面的，有些是花粉母细胞不能正常进行减数分裂，如花粉母细胞互相粘连在一起，成为细胞质块；有的出现多极纺锤体或多核仁相连；也有产生的4个孢子大小不等，因而不能形成正常发育的花粉；有的是减数分裂后花粉停留在单核或双核阶段，不能产生精子细胞；也有因营养情况不良，以致花粉不能健全发育。绒毡层细胞发育异常，失去应有的作用时，也能造成花粉败育，如在花粉形成过程中，绒毡层细胞不仅没有解体，反而继续分裂，增大体积。以上反常现象的产生，又往往与环境条件相联系，如温度过低，或者严重干旱等。另外，个别植物由于内在生理、遗传的原因，在正常自然条件下，花药或花粉不能正常的发育，成为畸形或完全退化的情况，这一现象称为雄性不育。雄性不育的植物，雌蕊照样可以正常发育。

雄性不育植株可以表现为三种类型：一是花药退化，花药全部干瘪，仅花丝部分残存；二是花药内不产花粉；三是产生的花粉败育。在进行杂种优势育种工作中，人们往往可以利用雄性不育植物这种特性进行杂交育种。在杂交时可以免去人工去雄这一步操作过程，从而节约了大量人力。因此，在农业生产中，雄性不育是利用杂种优势提高产量和改良品质的重要工具。

为了充分利用雄性不育特性，全面了解雄性不育作用机理，多年来，国内外学者对雄性不育机理的探索一直非常活跃，内容涉及生理生化、细胞生物学和分子生物学各个不同层面，取得了很多有价值的研究成果。这些研究成果为解释雄性不育现象和揭示雄性不育机理奠定了坚实的理论基础，同时，在雄性不育理论研究和作物品质改良、提高产量上都发挥了重要的作用。至今为止，已经在几百种植物中发现了雄性不育现象，并且大量研究表明不同植物的雄性不育特性、作用机理不尽相同，因此，有必要对特定植物的雄性不育特性进行研究，以便有效的利用其雄性不育性。