高溫脅迫對花藥發育的影響及信號傳導網絡

張在寶，胡夢輝，聞 潔，馮曉冰，張 馳，饒本強

(1.信陽師范學院 生命科學學院，信陽 464000；2.信陽師范學院 河南省茶學重點實驗室，信陽 464000)

氣溫升高是目前全球面臨的一個非常嚴峻的環境問題。預計2016—2035年，地球表面溫度相對1986—2005年將會升高0.3℃～0.7℃，到21世紀末(2081—2100年)，全球表面溫度相對于1986—2005年將會有0.3℃～4.8℃的增長[1]。溫度上升將會影響植物正常的生長發育，對于小麥、水稻、玉米等農作物而言，溫度升高會降低糧食產量，影響食品安全。高溫對植物的影響涉及植物生長發育的各個時期。前期的許多研究表明，植物的生殖生長，特別是雄蕊的發育對高溫脅迫更敏感。因此研究高溫脅迫對雄蕊發育的影響，對于提高植物的耐高溫能力、培育新品種及提高糧食產量具有重要的理論意義與經濟價值。

花藥是雄蕊最重要的結構，為花粉產生、發育及成熟提供適宜的環境。關于花藥發育各個時期的生物學事件已經被詳細地研究和描述[2-3]，此過程中也有許多的調節基因(如轉錄因子、蛋白激酶)及功能基因參與了不同時期的花藥發育[4]。高溫條件下花藥形態及分子水平的改變決定了花藥發育的成功與否。

1 高溫脅迫對花藥發育的影響

高溫對植物生長發育的影響非常復雜。高溫對生殖發育的影響具有階段特異性，涉及小孢子母細胞的減數分裂、花粉發育、花藥開裂和花粉釋放等過程。

1.1 高溫對減數分裂的影響

高溫介導的發育缺陷最早可能發生在減數分裂期間[5]。高溫導致花藥早期發育過程過早進行，例如在高溫條件(30℃白天/25℃夜晚)下的大麥中觀察到絨氈層細胞過早降解和小孢子母細胞提前進入減數分裂時期[6]。……