Question

植物激素对作物雄性不育的发生及育性转换起重要的调节作用，科研小组以无雄穗系I17春季（I17sp）秋季（I17au）；正常系N17春季（N17sp）、秋季（N17au）玉米为材料，研究了雄性不育品系中相关激素的变化，结果如下图所示。回答下列问题：

（1）在玉米幼嫩的芽、叶部位，____________经过一系列反应可转变为IAA；秋玉米无雄穗不育品系I17au叶片中的IAA含量在苗期、抽雄期、花粒期均____________相应的春季不育品系I17sp及正常系N17sp、N17au。

（2）IAA亏缺与雄性不育密切相关。IAA氧化酶和过氧化物酶活性会影响IAA的含量。花粉中这两种酶的活性都比较低，使其IAA浓度过高，较高浓度的1AA会使活性很强的花粉处于一种代谢水平很低的状态，推测这一过程的生理意义是_______________________，IAA含量高的组织和器官是营养物质输入的“库”，因此不育系组织中IAA亏缺势必引起物质合成和运输的不足，从而导致____________。

（3）图2中ABA在秋季不育品系组织中的含量____________可育品系。结合图1和图2及影响IAA合成、含量的因素，推测ABA在影响花粉发育中发挥作用的机理是_______________________。

（4）研究表明，玉米雄穗的发生还受日照长度和温度的调控，通常在高温或短日照下无雄穗发生，表现为雄性不育。结合本实验，由此说明对玉米雄性不育的调控是____________的结果。

Answer

色氨酸 （显著）低于 可减少贮藏养分的消耗（合理即可） 花粉发育异常和败（不）育 高于 可能通过提高相应部位的1AA氧化酶和过氧化物酶活性，以降低不育品系相应部位的IAA含量（ABA可能通过影响1AA的代谢而影响花粉败育，合理即可） 多种植物激素代谢和环境因素相互作用

【解析】

分析左图，I17sp、N17sp、N17au叶片中的IAA含量在不同发育时期均相差不大，而I17au叶片中的IAA含量在苗期、抽雄期、花粒期均显著少于其他三种。分析右图，I17sp、N17sp、N17au叶片中的ABA含量在不同发育时期均相差不大，但随着发育时期的进行，ABA的含量均为增加的趋势，I17au叶片中的ABA含量在不同时期均显著高于其它三种。

（1）在玉米幼嫩的芽、叶部位，色氨酸可经过一系列反应转变为IAA；由左图的柱形图可知，秋玉米无雄穗不育品系I17au叶片中的IAA含量在苗期、抽雄期、花粒期均低于相应的春季不育品系I17sp及正常系N17sp、N17au。

（2）较高浓度的1AA会使活性很强的花粉处于一种代谢水平很低的状态，进而可减少贮藏养分的消耗（合理即可）。IAA含量高的组织和器官是营养物质输入的“库”，因此不育系组织中IAA亏缺势必引起物质合成和运输的不足，从而导致花粉发育异常和败（不）育。

（3）由图2柱形图可知，ABA在秋季不育品系组织中的含量高于可育品系。结合图1和图2中数量关系以及影响IAA合成、含量的因素，推测ABA在影响花粉发育中发挥作用的机理可能是：ABA通过提高相应部位的1AA氧化酶和过氧化物酶活性，以降低不育品系相应部位的IAA含量。

（4）玉米雄穗的发生不仅受多种激素的影响还受日照长度和温度的调控，说明对玉米雄性不育的调控是多种植物激素调节和环境因素相互作用的结果。